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摘要：文章通过分析GAUDRIN盘式过滤机主轴支撑轴承经常损坏的原因，制定和实施了可行的改造方案，延长了轴承寿命，节约了费用，效果十分明显。
关键词：GAUDRIN盘式过滤机；主轴支撑；轴承
中图分类号：TQ051
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0029-03
真空盘式过滤机是一种应用广泛的过滤脱水设备，因其结构简单、操作方便、占地小、产能高、滤饼附液量低、运行成本低，被广泛用于选煤、建材、化工、环保及冶金等行业中。近些年，在氧化铝行业，真空盘式过滤机也正在迅速地推广，应用到了选精矿脱水、排盐、赤泥过滤、种子过滤等多个工序之中。中国铝业中州分公司第二氧化铝厂，在精矿车问使用了3台国产真空盘式过滤机，用于铝土矿精矿的脱水；在分解车间引进了4台GAUDRIN公司生产的高速真空盘式过滤机(以下简称GAUDRIN盘式过滤机)，用于氢氧化铝种子过滤。GAUDRIN盘式过滤机整体运行较稳定，运行效率高，易操作维护，但在运行5年后主轴支撑轴承出现频繁损坏，影响设备稳定运行，急需彻底解决。
一、GAUDRlN盘式过滤机的使用状况
GAUDRIN盘式过滤机用于过滤氢氧化铝浆液，滤饼作为氢氧化铝种子返回种分槽，滤液为碱液(NaOH)用于氧化铝生产的循环使用。中国铝业中州分公司第二氧化铝厂原设计两条生产线为年产氧化铝70万吨，后经提产改造达到了年产氧化铝90万吨。因此，GAUDRIN盘式过滤机的运行模式，也由原来的“开2备2”变成了“开3备1”甚至4台同时运行，设备稍有问题就会影响到整个生产。
该厂3#和4# GAUDRIN盘式过滤机自2004年12月份投用，已连续运行6年多的时问，平均运转率为75％。但从2010年2月份开始，这2台过滤机真空分配盘一侧的主轴支撑轴承频繁损坏，分配盘泄漏严重，运行工况迅速下降。
二、GAUDRlN盘式过滤机的性能和结构
(一)GAUDRIN盘式过滤机的性能参数
型号：FD-37
电机功率：37kW
主轴转速：0.8-5rpm
过滤面积：152m2
扇盘数量：4个
扇板数量：192个
主轴直径：φ1400mm
盘面外径：φ5440mm
(二)GAUDRIN盘式过滤机的基本结构
盘式过滤机结构比较简单，主要由传动系统、扇盘、真空分配盘和槽体等组成，总体结构示意图如图1所示：
真空过滤机的传动系统由电机、减速机、主轴和两侧的支撑(一)(二)组成。主轴是空心轴，四个扇盘固定在主轴上，与主轴相通并随主轴转动。运行时，槽体内充满浆液，在真空的作用下，浆液中的固体颗粒被吸附在扇盘滤布上形成滤饼，滤液则由中空的主轴排出，滤饼在卸料区被高压反吹风吹落。
主轴中心轴为实心轴，外套空心筒，空心筒内分成12个真空区，用于形成真空和排送滤液。实心轴由两侧的支撑轴承支撑，结构示意图如图2所示：
(三)GAUDRIN盘式过滤机的主轴支撑
主轴支撑由两组支撑轴承构成，靠近真空分配盘侧的支撑(一)的轴承为两个单列圆锥滚子轴承，靠近电机侧的支撑(二)的轴承为一个双列调心圆锥滚子轴承。
支撑(二)安装结构简单，轴承间隙易调整，设置有独立甘油润滑嘴，保证了润滑状况较好，因此故障率低。结构示意图如图3所示：
支撑(一)安装结构相对复杂，轴承间隙难调整，润滑油路复杂，承载较大，结构示意图如图4所示：
三、主轴支撑存在的缺陷
主轴支撑轴承多次出现故障后，我们对盘式过滤机整个支撑轴承进行了分析，认为支撑(二)设计合理，运行稳定，寿命较长，但支撑(一)存在一定的缺陷，所以故障频发，主要原因如下：
1．支撑(一)侧安装有真空分配盘的动盘和静盘，且滤液聚集到该侧导出，致使径向负荷较大；同时，由于卸料时高压反吹风的作用，以及分配盘动盘和静盘的相互作用，致使轴向负荷也较大，且周期性振动。因此，该侧支撑(一)受力复杂且较大。
2．支撑(一)的支撑座设计强度不够，加上分配盘静盘的四个压紧装置固定在轴承座上，致使整个轴承座产生较大晃动。
3．由于支撑(一)侧的轴伸较长，负荷复杂且较大，振动也较大，主轴偏心较为严重，但该侧为两个单列圆锥滚子轴承，无调心作用，致使振动加剧和复杂化。
4．支撑(一)靠近内侧的轴承完全由定位隔离盘和轴承座的轴肩定位，无法调整轴承间隙。一旦定位隔离盘和轴肩磨损严重，轴承就无法实现定位。
5．支撑(一)侧润滑采用的是集中润滑，由一台润滑油泵供给分配盘摩擦面、分配盘静盘轴套和支撑轴承多个注油点，若润滑油泵出现故障或支撑轴承注油管堵塞，都会造成轴承缺油损坏。
四、对主轴支撑进行改造
由于支撑(一)侧的轴承多次损坏，致使轴承座、定位隔离盘、调整螺母和主轴都受到了严重破坏，已经无法按原设计修复。特别是主轴的磨损较大，如果要进行修复，则要解体整个过滤机的主轴，工期长且费用高。结合生产实际情况，针对原因分析，我们对支撑(一)进行了大胆改造，改造后轴承结构示意图如图5所示：
具体措施如下：
1．对支撑座进行加固，确保强度，减少振动。
2．将分配盘的静盘压紧装置从轴承座上移开，单独设立支撑，消除分配盘对支撑轴承的影响。
3．因主轴安装轴承位置已磨损严重，无法修复，没有安装滚动轴承的可能性，所以将该轴承改为了滑动轴瓦。轴瓦材料使用了艾志工业技术集团有限公司进口的玻璃纤维增强尼龙AI06。这种尼龙材料具有较好的耐磨性和耐压性能，摩擦系数小，硬度高达60D，且质轻易加工成型。开放式的轴瓦，可以实现主轴自动调心和轴向自由窜动。
4．对改造后的滑动轴瓦进行单独润滑，确保润滑良好。
五、改造后的效果
实施改造后，支撑(一)的振动明显降低，轴瓦润滑良好，运行稳定，运行6个月后测量轴瓦仅磨损O.2mm，预计寿命至少可达到2年以上。相比进行过滤机主轴解体和修复，这样改造节约检修费和备件费约35万元，又缩短了检修时间，确保了正常生产。同时，由于振动减小，真空分配盘密封性得到提高，真空和物料泄漏减少，过滤机运行效率明显提升。
为确保过滤机主轴能够终身使用，在今后改进时还需在轴头位置加装轴套，对主轴进行保护。另外，GAUDRIN盘式过滤机主轴支撑的成功改造，也为我们对国产盘式过滤机主轴支撑的改进提供了依据，值得推广使用。
参考文献
[1]机械设计手册联合编写组．机械设计手册(第2版)[M]．
化学工业出版社，1987．
[2]唐立夫，王维一，张怀清．过滤机[M]．机械工业出版社，
1984．
作者简介：刘海明(1977-)，男，中国铝业中州分公司工程师，研究方向：机械设备的检修和管理。
责任编辑 周加转
关键词：GAUDRIN盘式过滤机；主轴支撑；轴承
中图分类号：TQ051
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0029-03
真空盘式过滤机是一种应用广泛的过滤脱水设备，因其结构简单、操作方便、占地小、产能高、滤饼附液量低、运行成本低，被广泛用于选煤、建材、化工、环保及冶金等行业中。近些年，在氧化铝行业，真空盘式过滤机也正在迅速地推广，应用到了选精矿脱水、排盐、赤泥过滤、种子过滤等多个工序之中。中国铝业中州分公司第二氧化铝厂，在精矿车问使用了3台国产真空盘式过滤机，用于铝土矿精矿的脱水；在分解车间引进了4台GAUDRIN公司生产的高速真空盘式过滤机(以下简称GAUDRIN盘式过滤机)，用于氢氧化铝种子过滤。GAUDRIN盘式过滤机整体运行较稳定，运行效率高，易操作维护，但在运行5年后主轴支撑轴承出现频繁损坏，影响设备稳定运行，急需彻底解决。
一、GAUDRlN盘式过滤机的使用状况
GAUDRIN盘式过滤机用于过滤氢氧化铝浆液，滤饼作为氢氧化铝种子返回种分槽，滤液为碱液(NaOH)用于氧化铝生产的循环使用。中国铝业中州分公司第二氧化铝厂原设计两条生产线为年产氧化铝70万吨，后经提产改造达到了年产氧化铝90万吨。因此，GAUDRIN盘式过滤机的运行模式，也由原来的“开2备2”变成了“开3备1”甚至4台同时运行，设备稍有问题就会影响到整个生产。
该厂3#和4# GAUDRIN盘式过滤机自2004年12月份投用，已连续运行6年多的时问，平均运转率为75％。但从2010年2月份开始，这2台过滤机真空分配盘一侧的主轴支撑轴承频繁损坏，分配盘泄漏严重，运行工况迅速下降。
二、GAUDRlN盘式过滤机的性能和结构
(一)GAUDRIN盘式过滤机的性能参数
型号：FD-37
电机功率：37kW
主轴转速：0.8-5rpm
过滤面积：152m2
扇盘数量：4个
扇板数量：192个
主轴直径：φ1400mm
盘面外径：φ5440mm
(二)GAUDRIN盘式过滤机的基本结构
盘式过滤机结构比较简单，主要由传动系统、扇盘、真空分配盘和槽体等组成，总体结构示意图如图1所示：
真空过滤机的传动系统由电机、减速机、主轴和两侧的支撑(一)(二)组成。主轴是空心轴，四个扇盘固定在主轴上，与主轴相通并随主轴转动。运行时，槽体内充满浆液，在真空的作用下，浆液中的固体颗粒被吸附在扇盘滤布上形成滤饼，滤液则由中空的主轴排出，滤饼在卸料区被高压反吹风吹落。
主轴中心轴为实心轴，外套空心筒，空心筒内分成12个真空区，用于形成真空和排送滤液。实心轴由两侧的支撑轴承支撑，结构示意图如图2所示：
(三)GAUDRIN盘式过滤机的主轴支撑
主轴支撑由两组支撑轴承构成，靠近真空分配盘侧的支撑(一)的轴承为两个单列圆锥滚子轴承，靠近电机侧的支撑(二)的轴承为一个双列调心圆锥滚子轴承。
支撑(二)安装结构简单，轴承间隙易调整，设置有独立甘油润滑嘴，保证了润滑状况较好，因此故障率低。结构示意图如图3所示：
支撑(一)安装结构相对复杂，轴承间隙难调整，润滑油路复杂，承载较大，结构示意图如图4所示：
三、主轴支撑存在的缺陷
主轴支撑轴承多次出现故障后，我们对盘式过滤机整个支撑轴承进行了分析，认为支撑(二)设计合理，运行稳定，寿命较长，但支撑(一)存在一定的缺陷，所以故障频发，主要原因如下：
1．支撑(一)侧安装有真空分配盘的动盘和静盘，且滤液聚集到该侧导出，致使径向负荷较大；同时，由于卸料时高压反吹风的作用，以及分配盘动盘和静盘的相互作用，致使轴向负荷也较大，且周期性振动。因此，该侧支撑(一)受力复杂且较大。
2．支撑(一)的支撑座设计强度不够，加上分配盘静盘的四个压紧装置固定在轴承座上，致使整个轴承座产生较大晃动。
3．由于支撑(一)侧的轴伸较长，负荷复杂且较大，振动也较大，主轴偏心较为严重，但该侧为两个单列圆锥滚子轴承，无调心作用，致使振动加剧和复杂化。
4．支撑(一)靠近内侧的轴承完全由定位隔离盘和轴承座的轴肩定位，无法调整轴承间隙。一旦定位隔离盘和轴肩磨损严重，轴承就无法实现定位。
5．支撑(一)侧润滑采用的是集中润滑，由一台润滑油泵供给分配盘摩擦面、分配盘静盘轴套和支撑轴承多个注油点，若润滑油泵出现故障或支撑轴承注油管堵塞，都会造成轴承缺油损坏。
四、对主轴支撑进行改造
由于支撑(一)侧的轴承多次损坏，致使轴承座、定位隔离盘、调整螺母和主轴都受到了严重破坏，已经无法按原设计修复。特别是主轴的磨损较大，如果要进行修复，则要解体整个过滤机的主轴，工期长且费用高。结合生产实际情况，针对原因分析，我们对支撑(一)进行了大胆改造，改造后轴承结构示意图如图5所示：
具体措施如下：
1．对支撑座进行加固，确保强度，减少振动。
2．将分配盘的静盘压紧装置从轴承座上移开，单独设立支撑，消除分配盘对支撑轴承的影响。
3．因主轴安装轴承位置已磨损严重，无法修复，没有安装滚动轴承的可能性，所以将该轴承改为了滑动轴瓦。轴瓦材料使用了艾志工业技术集团有限公司进口的玻璃纤维增强尼龙AI06。这种尼龙材料具有较好的耐磨性和耐压性能，摩擦系数小，硬度高达60D，且质轻易加工成型。开放式的轴瓦，可以实现主轴自动调心和轴向自由窜动。
4．对改造后的滑动轴瓦进行单独润滑，确保润滑良好。
五、改造后的效果
实施改造后，支撑(一)的振动明显降低，轴瓦润滑良好，运行稳定，运行6个月后测量轴瓦仅磨损O.2mm，预计寿命至少可达到2年以上。相比进行过滤机主轴解体和修复，这样改造节约检修费和备件费约35万元，又缩短了检修时间，确保了正常生产。同时，由于振动减小，真空分配盘密封性得到提高，真空和物料泄漏减少，过滤机运行效率明显提升。
为确保过滤机主轴能够终身使用，在今后改进时还需在轴头位置加装轴套，对主轴进行保护。另外，GAUDRIN盘式过滤机主轴支撑的成功改造，也为我们对国产盘式过滤机主轴支撑的改进提供了依据，值得推广使用。
参考文献
[1]机械设计手册联合编写组．机械设计手册(第2版)[M]．
化学工业出版社，1987．
[2]唐立夫，王维一，张怀清．过滤机[M]．机械工业出版社，
1984．
作者简介：刘海明(1977-)，男，中国铝业中州分公司工程师，研究方向：机械设备的检修和管理。
责任编辑 周加转