薛鑒鵬，陳永康，呂成寶

（中石油獨(dú)山子石化分公司乙烯廠，新疆 克拉瑪依 833600）

1 概述

某橡膠裝置用于混合膠液與終止劑的攪拌器，在聯(lián)軸器和機(jī)封位置經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障。該攪拌器為立式攪拌器，正常操作為滿罐運(yùn)行，物料低進(jìn)高出。電機(jī)輸出功率經(jīng)過齒輪箱的兩級(jí)減速傳遞給攪拌軸，在傳遞過程中的連接的鍵是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。該攪拌軸底部有一個(gè)滑動(dòng)軸承作為支撐，該滑動(dòng)軸承靠物料潤滑。攪拌中部有4組圓盤形槳葉。如圖1、表1、2所示。

圖1

表1 管道混合攪拌器的設(shè)備基本參數(shù)

表2 物料參數(shù)（SSBR/LCBR）

2 攪拌器出現(xiàn)故障的原因分析

（1）故障現(xiàn)象分析。圖2為鍵在受到剪切應(yīng)力的作用下完全變形，出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)情況。圖3為靠背輪內(nèi)的鍵槽單邊磨損嚴(yán)重。

故障頻率：運(yùn)行8年檢修7次，平均每年檢修一次，故障率很高。

前期檢修只是將靠背輪和連接鍵與軸頭進(jìn)行修復(fù)，沒有將原因分析清楚，初步判斷鍵的材質(zhì)強(qiáng)度不足，偏軟。改進(jìn)需要進(jìn)行核算。

圖2

圖3

（2）根據(jù)該情況對(duì)鍵的許用擠壓應(yīng)力強(qiáng)度核算。

8#減速機(jī)扭矩計(jì)算：減速機(jī)扭矩=9550×電機(jī)功率÷電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)×速比×使用系數(shù){其中電機(jī)功率為30kW，電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)為3000r/min，減速比為6．3，使用系數(shù)Ka考慮到電動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)、攪拌器工作情況為輕微沖擊（變密度材料攪拌機(jī)）選取為1．10}。

減速機(jī)扭矩：

鍵、軸及轂所受的擠壓應(yīng)力：

鍵材料為45#鋼、攪拌軸材料為40Cr、聯(lián)軸器輪轂的材料為45#鋼。

查45#鋼在輕微沖擊載荷下的許用擠壓應(yīng)力值[σbs]為 100～120MPa，σp大于材料的許用擠壓應(yīng)力σbs的下限，缺乏安全余度，易于造成壓潰失效。

3 改進(jìn)解決方案

（1）可通過增加鍵長度來降低鍵所受的擠壓應(yīng)力，但考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝位置不具備條件，現(xiàn)階段只能采取其他解決方案。

（2）通過熱處理來提高許用擠壓應(yīng)力值，以保證σp＜σbs。但鍵的抗擠壓應(yīng)力不能大于攪拌軸材質(zhì)的抗擠壓應(yīng)力。

（3）升級(jí)鍵的材質(zhì)，在攪拌軸材質(zhì)的局限下可以選用的材質(zhì)為45#鋼調(diào)制。

（4）提高安裝精度，調(diào)整鍵的尺寸，鍵長度由68mm延長為75mm。

4 結(jié)語

通過對(duì)聯(lián)軸器部位鍵的改造，有效地提高了設(shè)備運(yùn)行長周期性能，現(xiàn)在每3年在更換機(jī)封的過程中檢查一次，對(duì)出現(xiàn)微小形變部位進(jìn)行修復(fù)即可。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉小龍．鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力值的探討[J]．機(jī)械工程與自動(dòng)化,2010,4．

[2]劉東、王慶富．聚丁二烯生膠基本性能的研究 彈性體[J]．2008，18（6）：40～44．