带式过滤机大胶带承重滚筒轴头断裂原因分析及改进方法

王永

（云南云天化股份红磷化工有限公司，云南 开远 661600）

1 引言

某化工有限公司生产制造中心磷酸厂1#制酸的带式过滤机，是磷酸厂1#制酸生产的重要设备，一共有2 台。一台是半水过滤机有6 个胶带承重滚筒，一台是二水过滤机有5 个胶带承重滚筒，2 台过滤机一共11 个承重滚筒。这些滚筒因为制造工艺的问题经常会在装置运行中毫无征兆地从轴头处断裂，造成不必要的非计划停车，而停止运行及时更换滚筒需要3 小时。如不能及时发现，滚筒脱落造成胶带跑偏，物料泄漏造成环境污染，滚筒脱落对过滤机滤布造成损伤。

且由于制造结构的原因修复一直是个难题，所以一直以来滚筒坏了就换新的。半水、二水两台过滤机共有11 个滚筒，如果能想办法修复使用的话将会为磷酸厂节约一笔不小的机物料消耗费用。经过清理清点在磷酸现场更换下来的旧滚筒就有十多个，还有很早以前放弃修复拉到渣坝的一部份。一个滚筒将近两万，把这些滚筒修复的话将会给红磷化工有限公司实实在在省下一笔可观的采购费用。

为此公司生产保运部门经过到现场调查、分析、结合实际，找到了轴头断裂的原因，最终确定了胶带滚筒的修复方案。把断轴两头打孔后用假轴连接，再焊接最后用厚壁管把焊接位置套住，用铆焊的方法使轴与厚壁管连接在一起。这样一来即使焊接位置断了里面还有假轴支撑，外面还有厚皮管套住，仍然可以使用，有效避免非计划停车，可谓是双保险。根据这个方案红磷化工有限公司生产保运部门修复了六个并投用至今，取得了良好的运行效果。

2 滚筒修复前的使用情况

（1）1#制酸的过滤机为带式过滤机，共两台一台。一台半水过滤机，一台二水过滤机，两台过滤机一共11个承重滚筒。这些滚筒的使用周期一般在5 个月左右。

（2）使用周期到了以后就会毫无征兆的陆陆续续从轴头处断裂。

（3）滚筒轴断裂就会造成非计划停车。还会给滤布造成损伤每次停车更换滚筒至少需要4—5 人，停车至少需要3 小时，浪费人力物力不讲，还影响了装置的正常运行。

（4）每次更换的滚筒因难以修复所以都是报废，每年至少要采购7-9 个滚筒，一个滚筒价格1.9 万，对装置的机物料消耗影响很大。

3 修复前滚筒结构说明及方式

（1）组成件：DN450*3000 PP 管一件、DN450PP 转动件4 件、φ70*3600 主轴一件（两端带DN80 法兰一对）、DN45 轴头一对（两端带DN80 法兰一对）、DN400 316L传动盘5 件。

（2）组对说明：传动盘与主轴焊接、316L 传动盘与PP 转动件螺栓联接、PP 转动件与PP 管通过焊接和销钉联接；轴头与主轴法兰螺栓联接。（如图1）

图1

4 故障原因分析

（1）大胶带传递动力给DN450*3000PP 管，通过PP转动件与不锈钢传动件的螺栓联接，动力传递给主轴转动。

（2）主轴受到胶带重力，及胶带传递的扭矩力。主要受力点为两端头转动件，中间两个为支撑固定件。

（3）传动盘与主轴通过焊接来传递负载，焊接缺陷产生应力集中出现在焊缝及其附近地区，应力最大的地方，从而降低焊接结构的强度。引发脆性断裂。

图2

5 修改处理方法

情况说明：

（1）首先不改变滚筒所有安装尺寸进行改变。

（2）对DN450PP 管切开300mm 一段，移开切开部分，巡找断裂隙口。

（3）在车床上加工主轴与传动盘的断口，两端打35mm 左右50mm 深的孔，然后用假轴连接，在把断口焊接好，复原状。

（4）再用DN80*10 的不锈钢管加工一个长250mm 左右的套子，套于主轴断裂的位置，对传动盘内孔扩大，传动盘与套子焊接联接。两端主轴与套子打孔用φ16 的销钉铆焊联接，套子与主轴为好装配采用电焊点焊固定，恢复至原装配位置。

（5）DN450PP 管恢复至原装配位置后打φ8 孔，与PP 转动件联接，并用φ7.8PP 销钉固定，端面焊接密封。

6 预计达到的目标

（1）延长胶带滚筒的使用寿命。

（2）设备用行中，即使滚筒焊接点断裂，滚筒也不会脱落，防止了滚筒脱落对主体设备造成的损伤。也就不会因为滚筒轴断裂而造成非计划停车。

（3）修旧利废，降低机物料消耗。减少了钳工的工作量。

7 结语

采用此方法修复后的6 件滚筒2019 年7 月投入生产装置使用后，运行至2019 年12 月，运行平稳末见异常。通过改进，不仅减少了装置的非计划停车，而且大幅度降低了生产成本和机物料的消耗，提升了装置的运行效率。与新滚筒采购价19000 元/件相比，修复滚筒成本约3000 元/件，修复每件滚筒可节约采购费用16000 元，修复6 件滚筒累计节约采购费用96000 元。