劉海（hǎi）明
（中國鋁業中州（zhōu）分公司，河南（nán）焦作 454174）
摘 要（yào）：文章通過分析GAUDRIN盤式過濾機主軸支撐軸承經常損壞的原因（yīn），製定和實施了可行的改（gǎi）造方案，延長（zhǎng）了軸承壽命（mìng），節約了費用，效果十分明顯（xiǎn）。
關鍵詞：GAUDRIN盤式過濾機；主軸支撐；軸承
真空盤式過濾機是一種應用廣泛的過濾脫水設備，因其結構簡單、操作方便、占地小、產能高、濾餅附（fù）液量低、運行成本低，被廣泛用於選煤、建材、化工、環保及冶金等行業中。近些年，在氧化鋁行業，真空盤式過濾機（jī）也正在迅速地推廣（guǎng），應用到了選精礦脫水、排鹽、赤泥過濾、種子過濾等（děng）多個工序之中。中（zhōng）國鋁業中州（zhōu）分公司第（dì）二氧化鋁廠，在精礦車間使用了3台國產真空盤式過濾機，用於鋁土（tǔ）礦（kuàng）精礦的脫（tuō）水；在分解車間引進了4台GAUDRIN公司生產的高速真空盤式過濾機（以下簡稱GAUDRIN盤式過濾機），用於氫氧化鋁種（zhǒng）子過濾。GAUDRIN盤式（shì）過（guò）濾機整體（tǐ）運行較穩定，運行效率高，易操作維護，但在運行5年後主軸支撐軸承出現頻繁（fán）損壞，影響設備穩定運行，急（jí）需徹底解決。
一、GAUDRIN盤式過濾機的使用狀況
GAUDRIN盤式過濾機用（yòng）於過濾氫氧化鋁（lǚ）漿液，濾餅作為氫氧（yǎng）化鋁種子返回種分槽，濾液為堿液（NaOH）用於氧化鋁生產的循環使用。中國鋁業（yè）中州分公（gōng）司第（dì）二（èr）氧化鋁廠原設計兩（liǎng）條生（shēng）產線為年產氧（yǎng）化鋁70萬噸，後經提產改造達到了年產氧化鋁90萬噸。因（yīn）此，GAUDRIN盤式過濾機的運行模式，也（yě）由原來的“開2備2”變成了“開3備（bèi）1”甚至（zhì）4台同時運行，設（shè）備稍有（yǒu）問題就會影響到整個生產。
該廠3#和4#GAUDRIN盤式過濾（lǜ）機自2004年12月（yuè）份投用，已連（lián）續運行（háng）6年多（duō）的時間，平均運（yùn）轉率為75%。但（dàn）從2010年2月份（fèn）開始，這2台過濾機真空分配盤一側（cè）的主軸支撐軸承頻繁損壞，分配盤泄漏嚴重，運行（háng）工況迅（xùn）速下（xià）降。
二、GAUDRIN盤式過濾機的性能和（hé）結構
（一）GAUDRIN盤式過濾機的性能參數
型號：FD-37 電機功率：37kW
主軸轉速：0.8～5rpm 過濾（lǜ）麵積（jī）：152m2
扇盤數量：4個 扇板數量：192個
主軸直徑：φ1400mm 盤（pán）麵外徑：φ5440mm
（二）GAUDRIN盤式過濾機（jī）的基本結構
盤式過濾機結（jié）構比較簡單，主要由傳動係統、扇（shàn）盤、真空分（fèn）配盤和槽體（tǐ）等組成，總體（tǐ）結構示意圖如圖1所示：
真空過濾機的傳動（dòng）係統由電機、減速機、主軸和（hé）兩側的支撐（一）（二）組成。主軸是空心軸，四個扇盤固定在主軸上（shàng），與主軸相通並隨主軸轉動。運行時，槽體內充滿漿液，在真空的作用下，漿液（yè）中的固體顆粒被吸附（fù）在扇盤濾布（bù）上形成濾餅，濾液則由中空的（de）主（zhǔ）軸排出，濾餅在卸料區被高壓反吹風吹落。
主軸中心軸為（wéi）實心軸，外套空心筒，空心筒內分成（chéng）12個真空區，用於形成（chéng）真空和排送濾液。實心軸由（yóu）兩側的支撐軸承支撐，結構示意圖如圖2所示：
（三）GAUDRIN盤式過濾機的主軸（zhóu）支撐
主（zhǔ）軸支撐（chēng）由兩組支撐軸承構（gòu）成，靠近真空分配盤側的支撐（一（yī））的軸承為兩個單列（liè）圓錐滾子軸承，靠（kào）近電機側的支撐（二）的軸承為一個雙列調（diào）心圓錐滾子軸承。
支撐（二）安裝結構簡單，軸承間隙易調整，設置有獨立甘油潤滑嘴，保證（zhèng）了潤滑狀況較好，因此故障率低。結構示意圖（tú）如圖3所示：
支撐（chēng）（一）安裝結構相對複雜，軸承間隙難調整，潤滑（huá）油路複（fù）雜，承載較大，結（jié）構示意圖如圖4所示：
三、主軸支撐存在的缺陷（xiàn）
主軸支撐軸承多次出現故障後，我們對盤式過濾機整個支撐軸承進行了分析，認（rèn）為支撐（二）設計合理，運行穩定，壽命較長，但支撐（一）存（cún）在一定的缺陷，所以故障頻發（fā），主要原因（yīn）如下：
1.支撐（一）側安裝有真空分配盤的動盤和靜盤（pán），且濾液聚集到該側導出，致使徑向負荷較大；同時，由於卸料時高壓反吹風的作用，以及分（fèn）配盤動盤和靜（jìng）盤的相互作用，致使軸向負荷也較大，且周期性振（zhèn）動。因此，該側支撐（一）受力複雜且較大。
2.支撐（一）的支撐座設計強度（dù）不夠，加上分配盤靜盤的四個壓緊裝置固定在軸承座上，致使整（zhěng）個軸承（chéng）座產生較大晃動。
3.由於（yú）支撐（一）側的軸伸較長，負（fù）荷複雜且較大，振動也較大，主軸偏心較為嚴重，但該側為兩個（gè）單列（liè）圓錐滾子軸承，無調心作用，致使振動加劇和複雜化。
4.支撐（一）靠近內側的（de）軸承完全由（yóu）定位隔離盤和（hé）軸承座（zuò）的軸肩定位，無法調整軸承間（jiān）隙。一旦定位隔離盤和軸肩磨損嚴重，軸承就無法（fǎ）實現定位。
5.支撐（一）側潤滑采用的是集中潤滑，由（yóu）一台潤滑油（yóu）泵供給分配盤摩（mó）擦（cā）麵、分（fèn）配盤靜盤軸套和支撐（chēng）軸承多個注油點，若潤滑油泵出現故障或（huò）支撐軸承（chéng）注油（yóu）管堵（dǔ）塞，都會造（zào）成軸承缺油損壞。
四、對主（zhǔ）軸支撐進行（háng）改造
由於支撐（一）側（cè）的軸承多次損壞，致（zhì）使軸承（chéng）座、定位（wèi）隔（gé）離（lí）盤、調整螺母和主軸都受到了嚴重破壞（huài），已經無法按原設計修複。特別是主軸（zhóu）的磨損較大，如果要進行修複，則要解體整個過濾機的（de）主軸，工期長且費用高。結合（hé）生產實際情況，針對原因分析，我們對支撐（一）進行了大膽改（gǎi）造，改造後軸承結構示意圖如（rú）圖5所示：
具體措施如下：
1.對支撐座（zuò）進行（háng）加固，確保強度，減少振動（dòng）。
2.將分配盤的靜盤壓緊裝置從軸承（chéng）座上移開（kāi），單獨設立支撐，消除分配盤對支（zhī）撐軸承的影響。
3.因主軸安裝軸承位置已磨損嚴重，無法修複，沒有安裝滾動軸承的可能性，所以將該軸承改為了滑（huá）動軸瓦。軸瓦材料使用（yòng）了（le）艾誌工業技術集（jí）團有限公司（sī）進口的（de）玻（bō）璃（lí）纖維增強尼（ní）龍A106。這種尼龍（lóng）材料具有較好的耐磨性和耐壓性能，摩擦係數小，硬度高達60D，且質輕易加工（gōng）成型。開放（fàng）式的軸瓦，可以實現主軸自動調心和軸向（xiàng）自由竄動。
4.對改造後的滑動（dòng）軸瓦進行單獨潤滑，確保潤滑良好。
五、改造後的效（xiào）果
實施改造後，支撐（一）的振動明顯降低，軸瓦潤滑良好，運行穩定，運行6個月後測量軸瓦僅磨損0.2mm，預計壽命至少可達到（dào）2年以上。相比進（jìn）行過濾機主軸解體（tǐ）和修複，這樣改造節約檢修（xiū）費（fèi）和備件費約35萬元，又縮短了檢修時間，確保了正常生產。同時，由於振動減小，真空分配（pèi）盤密封性得到提高，真空和物料泄漏減少，過濾機運行效率明顯提升。為確保過濾機主軸能夠終身使用，在今後改進時還需在軸頭位置加裝軸套，對主軸進行保護。另外，GAUDRIN盤式過濾機（jī）主軸支撐的成功改造，也為我們對國產盤式（shì）過濾機主軸支撐的改進提供（gòng）了（le）依（yī）據，值得推廣（guǎng）使用。
參考文獻
[1]機械設計手冊聯合編寫組．機械（xiè）設計手冊（第2版（bǎn））[M]．化學工業（yè）出版社，1987.
[2]唐立（lì）夫，王維一，張懷清．過濾機[M]．機械工業（yè）出版社，1984.
來源：《中國高新技術企業》2011年22期
