[专题]卧式螺旋离心机的性能及工作原理[专题]卧式螺旋离心机的性能及工作原理 卧式螺旋离心机的性能及工作原理 1 主要技术参数 卧式螺旋离心机主要技术参数:型号WL-450,转鼓内径450mm,鼓有效长度1030mm,转鼓转速2500r/min,螺旋差转速50r/min,螺旋推料器单头右旋滞后,主电机Y200L2-2(N=11kW),分离因数1573,辅电机Y160M-4(N=11kW),油泵型号Y1B-12,油泵电机Y90L-6(N=1.1kW),主机材质1Cr18Ni9Ti。 2 工作原理 卧式螺旋离心机由高速的转鼓、与转鼓转向相同且转速...
]卧式螺旋离心机的性能及工作原理 卧式螺旋离心机的性能及工作原理 1 主要技术参数 卧式螺旋离心机主要技术参数:型号WL-450,转鼓内径450mm,鼓有效长度1030mm,转鼓转速2500r/min,螺旋差转速50r/min,螺旋推料器单头右旋滞后,主电机Y200L2-2(N=11kW),分离因数1573,辅电机Y160M-4(N=11kW),油泵型号Y1B-12,油泵电机Y90L-6(N=1.1kW),主机材质1Cr18Ni9Ti。 2 工作原理 卧式螺旋离心机由高速的转鼓、与转鼓转向相同且转速比转鼓略低的螺旋和差速器等部件组成,属于锥柱型结构(见图1)。 转鼓是圆柱—圆锥形复合筒体,两端用轴承支承在机座上,电机通过皮带轮带动使之高速回转。螺旋是带螺旋型叶片的转筒,两端由轴承支承在转鼓内,转鼓旋转通过差速器传递给螺旋,由于差速器的差动作用,使得螺旋转速比转鼓转速慢1%,3%,这样,由于转鼓与螺旋存在相对运动而构成螺旋输送机构。待分离的悬浮液通过给料管加到螺旋转筒内,经布料盘的加速作用通过加料孔被抛入转鼓中,到此,悬浮液被置于强大的离心力场中,由于固相的体积质量大,所受的离心力也大,使之沉降在转鼓的内壁上,由螺旋输送到小端出料口,在这里,离心力将其抛到机壳的沉渣室内。被澄清的液相则通过螺旋通道向大端流出。经溢流孔溢出到机壳内,通过管路排出。这样,悬浮液的固液两相得到分离。固相在螺旋的推进过程中,由沉降区(液体淹没区)进入干燥区(非液 体淹没区)。此时固相物料内的一部分液体便被挤压出来,流回沉降区,这是所谓干燥过程。由上述可见,本机的分离操作是连续而自动进行的。同时,本机的沉降区是能调节的,这种调节是通过更换溢流盘而改变溢出半径达到的,增大沉降区长度能够获得较清的液相和含湿量较高的物料,反之,会得到含湿量较低的物料和带固量较高的液相。 在离心机中,为了衡量离心力的大小,通常用分离因数Fr
示,分离因数是离心加速度与重力加速度之比,Fr=Rω2/g。由此可知,对于一定物料,转鼓转速越大,分离因数就越大,分离效果亦好。对于固体颗粒小、分散度大、液相粘度大的难分离的悬浮液,可采用分离因数较高的离心机。 由前述碳酸钡浆的性质看,卧螺式离心机恰好满足了钡浆的分离要求。根据物料的性质,卧螺的机体所有接触物料部分材质一律用不锈钢;为提高螺旋耐磨性,在螺旋叶片表面喷涂一层耐磨合金。由于生产量大,固相出料刮刀磨损严重,可将2把刮刀改为4把,把螺钉连接改为焊接。差速器是卧螺的核心部件,精度高,造价高,加工困难,不易维修,高速级行星轮轴瓦固定在轮上将降低线速度,润滑不良,可改为将轴瓦固定在轴上,增大了旋转半径,提高了线速度,带油量加大,改善了润滑效果,减少磨擦,延长寿命。 被分离物料在离心场中所受的离心力和它所受重力的比值，称为分离因数F ，则: 表1和图1分别为应力SINT最大值随转速的变化列表和变化曲线能够准确的看出数据之间有平方的关系。这说明转鼓总应力、转鼓自身质量的离心力产生的应力和物料离心压力引起的应力，这些应力的最大值均与转速的二次方成比例。这个结论全部符合传统的计算圆筒形或者圆锥形的转鼓简体应力的理论公式，所以进一步证明了所用
的正确性。因为提高转速，转鼓应力的最大值将随之迅速增加，所以，对于一定尺寸和材料的转鼓，转速的提高并不是任意无限制的，其极限值取决于转鼓的机械强度和结构参数。在
中，转鼓的最高许用转速约为3 500 r,mln。当转速超过这个值时，最大应力大于1(5S ，转鼓会发生危险。 除了转鼓强度外，选择转鼓转速 :还应考虑生产能力、分离要求和功率消耗。如需高分离因数时，应采用较高强度的材料。 表2和图2分别为径向位移最大值随转速的变化列表和变化曲线能够准确的看出，各种载荷作用下转鼓的最大径向位移均与转速的二次方成比例，即转速的增大，也有一定可能会导致转鼓径向变形过大，因此，为了改善分离效果而提高转速时，应保证变形在许可的范围内，以避免与固定机壳发生碰擦。 腐蚀是轻化类工厂使用离心机时须很重视的问题。腐蚀将使离心机的转鼓等部件壁厚减薄、强度降低,导致发生破裂事故。 2.1 事故原因 化工厂的大部分产品、糖厂的砂糖及糖蜜均有腐蚀性,转鼓 长期在腐蚀性介质作用下工作,腐蚀严重,以至其鼓壁最薄处低于转鼓的最小许用壁厚。尤其是有些用铸铁制成的机壳,其材料厚薄不均,误差达8,30mm,在转鼓破裂时将外壳击碎。 1996,1997榨季中期在柳州地区某糖厂就发生过一例事故:甲糖上悬式离心分蜜机运转时转鼓突然断裂,碎片飞出机外,将砖墙打成一个深坑,幸亏没有击中现场工人,否则后果不堪设想。 事后对该离心机进行剖析,发现其转鼓壁断裂处由于糖蜜的腐蚀已变薄至只有11mm(新机转鼓壁厚16mm,该机已使用第九个榨季)。这样的壁厚是否还能维持安全运行呢?可用离心机转鼓强度条件校验之: 该机转鼓直径1200mm,新机转鼓壁厚16mm,受腐蚀后转鼓壁厚11mm,开孔为正三角形排列,孔径5mm,孔间距20mm,转鼓材料为20g,转速975r/min,半锥角30?,运转时物料层内半径440mm(见图1——略)。 上悬式离心机开孔转鼓的强度条件为[3]: 所以转鼓不安全,尤其在震动的情况下,有可能断裂破损, 造成事故。 以上各代号意义: 2.2 预防的方法 转鼓甚至整个离心机的内部零件尽可能都采用耐腐蚀材料(如不锈钢);如果由于种种原因不能或不允许这样选用时,则应在离心机内部采用耐腐蚀衬套,喷涂塑料等。 常常检验核查离心机转鼓等重要零部件的腐蚀情况,一经发现严重腐蚀应及时修复或更换;机壳应采用优质钢甚至不锈钢制造,并保证其制造质量。 在求解频率方程时将遇到困难,可采用双转子支承临界转速图谱在用频率方程求解临界转速时，先给定其中第一个转子的转速为ω11，计算得到该双转子支承系统在该条件下，第二个转子同步正进动的各阶临界转速ωc1、ωc2，ωc3、等;改变第一个转子的转速为ω12，又可得到该双转子支承系统在新条件下的第二个转子的各阶临界转速ωc1、ωc2，ωc3等。依此方法，求得在第一个转子若干个不同的转速下，第二个转子本身不平衡激起的临界转速。将各同阶临界转速点连成曲线，得到该双转子支承系统第二个转子本身不平衡激起的临界转速，随第一个转子转速ω1的变化曲线。依照相同的方法，求得该双转子支承系统第一个转子本身不平衡激起的临界转速，随第二个转子转速ω1，的变化曲线。这种曲线称为双转子支承系统的临界转速图谱。在这个图谱中，绘出两个转子的工作转速变化关系曲线，曲线与临界转速图谱各线的交点便是该双转子支承系统的实际各阶临界转速。显然，当两个转子的工作转速关系改变时，相应各阶的临界转速也将发生明显的变化。 系统的临界转速受联接轴承的刚度系数影响很大，设联接转鼓和螺旋推进器的两轴承的刚度系数为kl，转鼓本身的两个与地基连接的轴承的刚度系数为k2，以下是不同刚度系数时的临界转速图谱，这中间还包括转鼓和螺旋推进器的速度关系图，ω:ω+2x?。为便于观察每一处的值，图谱中的每一处值都以拟合的曲线表示。ωL，ωz的区间是(O-3000Rad/s)。在以下各处的临 界转速的图谱里面，横纵坐标的单位都是rad/s。 1 1 离心机转子不平衡 由于离心机转子不平衡,使得离心机转子转动时产生不平衡离心惯性力,这种不平衡离心惯性力使得离心机产生有害的振动。回转部件的平衡程度可用不平衡重与其转动半径的乘积来表示: ？=,×,式中 ？———重积径; ,———不平衡重的重量; ,———不平衡重的转动半径。 转子不平衡的问题大多有以下几种: (1)离心机入料不均匀。离心机原入料工艺流程如下: 斗式提升机是运输机械的一种,斗式提升机的运输给料是间断的、不均匀的。这种不均匀的给料即使经过振动筛,进入离心机的物料仍然是不均匀的,这种不均匀的入料导致离心机的转子不平衡,引起离心机振动较大。 (2)筛篮沾附物料。离心机在运行过程中,筛篮内壁及筛网缝隙有时会沾附不同程度物料,这种沾附在筛篮上的物料是不均匀的, 因而造成离心机转子不平衡,引起离心机振动较大。 (3)筛篮的磨损。离心机在长期的运行过程中,会造成筛篮不同程度的磨损,筛篮这种不同程度的磨损使得离心机转子不平衡,引起离心机振动较大。 1 2 离心机主轴轴向位移较大。 由于离心机本身没有配置主轴轴向位移的测量装置,无法检测到主轴的轴向位移的大小。当主轴上的推力轴承间隙过大时,主轴轴向位移大,离心机振动大。 1 3 离心机钢结构基础钢度不够 在
离心机的钢结构基础时,由于没离心机厂家提供的安装技术资料。使得设计缺少准确的理论依照,造成钢结构基础刚度不够,基础梁的挠度大,离心机基座与基础梁的接触面小,不能够满足离心机振动负荷的要求,因此导致离心机振动较大。
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