卧式混合机故障研究与分析

孟令潮，关铁成

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

0 引言

卧式混合机能使多种物料按照一定比例混合，然后进入下一道工序或装车运往别处，应用比较广泛。在卧式混合机的使用过程中存在闷机跳闸、运行异响、三角带断裂等问题，严重时会影响正常生产，甚至引发安全生产事故。因此，需要对其产生故障的原因进行研究和分析，以提高卧式混合机运行的可靠性和稳定性。

1 卧式混合机结构组成

卧式混合机包括机壳总成、搅拌系统、驱动系统、密封结构4 个部分。

1.1 机壳总成

机壳总成主要由进料口、本体、顶部盖板和出料口组成，起到构成整体结构和支撑零部件的作用（图1）。

图1 机壳总成

壳体是由优良碳钢板弯制而成的ω 形桶，具备极强的屈服力，支撑部位能使壳体具备充足的刚性，确保双卧轴的平行度和单轴的同轴度。物料通过进料口进入到壳体内部。顶部盖板上有检修孔，主要用于日常检查和检修。出料口主要作用是输运物料到下一道工序，同时在壳体内出现物料堆积时，用于清理堆积物料，避免设备负载过大造成故障，影响生产。

1.2 搅拌系统

搅拌系统主要由主轴、扇叶、轴承座组成，与壳体总成组成卧式混合机主体结构（图2）。

图2 搅拌系统

搅拌系统的两个主轴相互平行地固定在轴承座和壳体上，运转方向相反，且45°交错布局。每个主轴具有64 片扇叶，在主轴旋转过程中扇叶随着旋转，从而达到混合均匀的效果，将物料输送到下一道工序。

主轴材料为优质碳素钢，通过钢管和短轴焊接而成。叶片材料为高强度锰钢，通过正火、退火、调质等热处理制成，叶片由高强度螺栓固定在主轴上。主轴固定和支撑主要通过两侧的轴承座，轴承座内有调心滚子轴承和推力轴承，为主轴的旋转和传动提供保障。

1.3 驱动系统

驱动装置主要由电机、减速机、耦合器、皮带轮、V 形三角带组成（图3）。电机选用优质电机，电机启动前，先检查壳体内是否堆积煤粉，若有，应先清理物料再开机。减速机采用一级伞齿轮传动加两级渐开线行星齿轮传动，输出采用空心轴渐开线花键连接，具有结构紧凑、体积小、输入轴与输入盘同步旋转的特点。耦合器选用限矩型液力耦合器，主要由泵轮、涡轮、转壳、后辅室组成，电机带动泵轮旋转，耦合器内汽轮机油冲击涡轮旋转，从而带动皮带轮旋转，具有结构简单、过载保护强、传动平稳等优点。皮带轮分为主动轮和从动轮两部分，主动轮安装在电机侧，从动轮安装在减速机侧，两者通过V 形三角带连接进行传动，具有效率高、稳定性强、检修简便等优点。

图3 驱动系统

1.4 密封结构

密封结构主要采用机械迷宫密封，密封本体由优质碳素钢制成，密封填料采用橡胶O 形圈（图4）。其密封效果较好，可以有效的阻止粉尘外溢，满足环保使用要求。

图4 密封结构

2 卧式混合机故障形式

卧式混合机具有制造精细、运转平稳、噪声低、承载能力大、抗冲击能力强、使用寿命长等优点，但是在使用过程中也会出现故障，主要故障形式包括闷机跳闸、运行异响、三角带断裂等。造成这些故障的原因众多，对故障的原因和解决措施进行统计分析（表1）。

表1 故障分析

3 机械故障定性分析

3.1 检查主要部件螺栓松紧程度

每周应检查卧式混合机所有叶片、轴承座的紧固螺栓有无松动。在工作2000 h后，必须检查皮带轮和联轴器连接螺栓松紧程度。螺栓松紧程度的标准按照皮带轮、联轴器70 N·m，轴承座200 N·m进行。

3.2 检查壳体内零件的磨损程度

卧式混合机具有两个混合螺旋，每个混合螺旋有64 片扇叶，在螺旋旋转过程中扇叶随着旋转，从而搅拌物料并输送到下一道工序。

混合螺旋运转频繁，因此扇叶至少每周检查一次：当发现叶片磨损达到50%时，应及时更换；本体内部衬板厚度磨损超过1 mm时也应及时更换。

3.3 检查和调整皮带张紧力

混合机皮带张紧力检查时，首先拆除皮带防护罩，详细查看皮带轮所有皮带是否完好、是否出现老化。给皮带施加纵向压力100 N 时，观察皮带沿该方向的变形量是否大于20 mm（图5），若变形量超过20 mm 时，应立即组织更换皮带，反之则应定期检查磨损、老化情况，防止在设备运转过程中断裂。

图5 皮带检查示意

皮带的具体更换步骤如下：①打开皮带轮防护罩；②调节电机座上调节螺栓，使V 形皮带完全松脱，将V 形皮带拿走，换上新的V 形皮带；③同步扭动电机两调节螺栓，使V 形皮带张紧；④当给皮带施加压力100 N时，皮带沿该方向的变形f≤20 mm；⑤装上皮带轮防护罩。

4 总结

卧式混合机故障形式相对比较固定，本文通过运用定性分析的方法把故障主要原因和措施清晰地梳理出来，以便更快速地诊断、排除故障。总结检查主要部件螺栓松紧程度、壳体内零件的磨损程度和皮带张紧力的详细措施和方法，为后期制定合理的检修计划和保养周期提供参考，降低设备故障率。