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    羅茨鼓風機常規檢查及維修

  • 發布日期:2016-06-13
  • 摘要:

    羅茨風機的工作原理:

     

    羅茨風機又稱羅茨鼓風機,是容積式氣體壓縮機械中的一種。它是靠壓縮吸入氣體的體積來實現升壓的。當羅茨鼓風機運轉時,通過一對同步齒輪的作用,使兩轉子呈反方向等速旋轉,并依靠葉輪與葉輪之間、葉輪與機體之間的間隙,使吸氣腔和排氣腔基本隔絕,借助葉輪的旋轉,推動機體容積內氣體,達到鼓風壓縮的目的,從而實現輸送氣體的吸氣、壓縮和排出的過程。

     

    羅茨風機的葉輪有兩種:兩葉(“8”字形或腰形)、三葉(三葉草形)

    三葉羅茨風機工作原理圖.png

    圖1 三葉羅茨風機工作原理圖

    注:羅茨風機的兩個轉子在做“刮腔體壁”動作

     

    羅茨風機在PP3裝置的運用

    羅茨風機是應用量最大、應用面最廣的通用性機械之一??蓮V泛運用于石化、建材、電力、冶煉、化肥、礦山、港口、輕紡、食品、造紙、水產養殖和污水處理、環保產業等諸多領域。在石油化工行業,羅茨風機大多用來輸送空氣,也可用來輸送煤氣、氫氣、乙炔、二氧化碳等易燃、易爆及腐蝕性氣體。

    PP3裝置一共有4臺羅茨風機:C302A/B、C481A/B,都是一用一備。其中,C302A/B用于輸送從脫氣倉D302頂部出來的烴類和氮氣混合氣體到膜回收系統;C481A/B用于給擠壓造粒后的粉料提供動力,輸送到摻混料倉。

     

    羅茨風機的主要結構部件

     

    3.1 轉子

    羅茨風機的轉子由葉輪和軸組成,葉輪的葉數一般有兩葉、三葉。

    轉子又分為主動轉子(陽轉子)和從動轉子(陰轉子),其中與驅動電機相連的傳遞源動力的叫陽轉子,一般是較長那根。

     

    羅茨風機與電機的傳動方式有:

    a 直聯式

    b 通過皮帶輪傳動

    c 通過減速器連接

     

    3.2 軸承

     

    羅茨風機的軸承一般選用滾動軸承,滾動軸承具有檢修方便、縮小風機軸向尺寸等優點,而且潤滑方便。

     

    3.3 齒輪

     

    羅茨風機兩個轉子的轉動是靠各自的齒輪嚙合同步傳遞扭矩的,所以又叫“同步齒輪”,同步齒輪既作傳動,又起轉子定位作用。同步齒輪結構較為復雜,由齒圈和輪轂組成,用圓錐銷定位。

     

    3.4 密封

     

    羅茨風機的密封部位主要在伸出機殼的傳動軸和機殼的間隙密封,一般采用機械密封、填料密封、漲圈式密封和迷宮密封。軸承的油封一般采用骨架式橡膠油封。

     

    C302A/B:

     

    腔體與前端軸承箱/齒輪箱:機械密封 + 干氣密封;軸承與軸:骨架油封;

     

    C481A/B:

     

    前端軸承箱/齒輪箱:機械密封;

     

    軸承與軸:骨架油封;

     

    3.5 機殼(腔體)

     

    羅茨風機的機殼有整體式和水平剖分式,結構簡單。

     

    4 羅茨風機的常規檢維修

     

    4.1 基座檢查

     

    檢查基座是否平整,檢查地腳螺栓及其他緊固件有無松動。

     

    基礎:分為剛性基礎和撓性基礎(基礎上裝有彈簧等彈性元件)C302A/B:剛性基座

     

    C481A/B:剛性基座

     

    4.2 聯軸器找正

     

    a)、檢查聯軸器是否有裂紋,如有應更換。

     

    b)、檢查聯軸器與軸的配合情況:

     

    內孔與軸:過盈配合0.02mm

     

    鍵與鍵槽:過盈配合0.02mm

     

    聯軸器找正要求:軸向小于0.08mm,徑向小于0.10mm,兩聯軸器間隙2~5mm范圍內。皮帶傳動兩帶輪要在同一平面,可用拉線檢查,皮帶張緊力要適中。

     

    c)、檢查鍵與鍵槽的配合:

     

    鍵與鍵槽的兩側:應無間隙

     

    鍵的上方:應有0.5mm的間隙。

     

    d)、檢查彈性橡膠圈的磨損情況,磨損嚴重應更換。

     

    e)、檢查聯軸器螺栓,有磨損、彎曲、裂紋等情況應更換。

     

    4.3 機殼、墻板、齒輪箱

     

    a)、將機殼、墻板、齒輪箱清洗干凈。

     

    b)、檢查機殼、墻板、齒輪箱的內、外表面,特別是內表面,觀察是否有摩擦、碰撞痕跡,如果有,可以用著色探傷作進一步檢查,在回裝時,應該找出原因進行糾正。

     

    c)、檢查機殼、墻板、齒輪箱各結合平面有無變形、砂眼等缺陷。

     

    4.4 轉子

     

    轉子組件是由軸、軸套和葉輪組成,如果檢查沒有缺陷,不需要將葉輪與軸拆開。

     

    a)、將轉子組件清洗干凈。檢查是否有表面裂紋。

     

    b)、檢查軸和葉輪,有無毛刺、銹蝕,對于輕微的毛刺、銹蝕可細銼刀修磨,然后用細砂布拋光。

     

    c)、檢查轉子的彎曲(小于0.08mm)、軸頸的橢圓度(小于0.01mm)。

     

    d)、檢查軸頸和軸承的內圈配合尺寸是否符合要求,如果軸頸磨損較大,可以采用鍍鉻方法對軸頸進行修復。

     

    e)、檢查葉輪表面和軸向平面,有無磨擦痕跡,如果有磨擦痕跡,說明鼓風機的運行有缺陷,一定要找出原因,并作出適當處理辦法。

     

    f)、如果因為軸或葉輪的缺陷,需要更換,那么,把葉輪從軸上拆下,裝配時要測量軸和葉輪的裝配間隙,重新裝配后的轉子,需要進行動平衡校正。

     

    4.5 齒輪

     

    同步齒輪又分為主動輪和從動輪,主動輪一端與驅動連接。檢修時要檢查齒面有無磨損、膠合、點蝕、起皮、崩裂等缺陷,齒輪要著色探傷檢查,缺陷嚴重時必須更換齒輪。(齒輪回裝時要熱裝,加熱溫度不超過120℃)4.6軸承(滾動軸承)

     

    a)、檢查軸承的內外圈和滾珠有無生銹、裂紋、碰傷、變形等。

     

    b)、轉動軸承,是否輕松,有無突然卡住現象。

     

    c)、檢查軸承配合情況

     

    外圈與軸承座:間隙0.02-0.04mm

     

    內圈與軸頸:過盈0.02-0.03mm

     

    d)、更換軸承時,檢查軸承原始游隙(滾珠與內圈或外圈的間隙)是否符合要求。

     

    軸承游隙可分為:原始游隙、工作游隙、安裝游隙

     

    e)、軸承裝配時,應采用軸承加熱器加熱軸承,不得用火焰直接加熱軸承。

     

    軸承加熱器加熱:10-15min;溫度不超過120℃

     

    油煮:10-15min ;80-90℃(不超過120℃),軸承不可與池底接觸,以防過熱退火。(油煮加熱比較好,加熱均勻)5 回裝

     

    5.1 羅茨風機大致回裝順序

     

    經過檢維修合格后的零部件要按順序依次回裝。如果更換過葉輪,則轉子需要做動平衡實驗。

     

    大致的回裝順序為:主動軸→從動軸→前后墻板→兩端軸承→同步齒輪→齒輪箱蓋→軸承箱蓋→皮帶輪(通過皮帶輪連接的)→現場回裝5.2 間隙調整

     

    羅茨風機的間隙主要包括葉輪與葉輪之間間隙、葉輪與腔體之間的徑向間隙、葉輪與左、右墻板之間的軸向間隙。羅茨風機的間隙不僅影響羅茨風機的壓縮效率,也關系到羅茨風機的振動大小、溫度高低等使用壽命長短問題。所以回裝過程中如何調整和保證羅茨風機的徑向間隙和軸向間隙達到規定范圍成了檢修過程中的重點難點工作。

     

    5.2.1 徑向間隙

     

    a 葉輪與葉輪之間

     

    轉子與轉子之間的間隙是通過同步齒輪定位,那么要調整兩轉子之間的間隙,是要通過調整從動齒輪的相互位置來確定間隙。葉輪在旋轉一周的過程中,在±45°的位置上(指葉輪壓力角與水平線成±45°),兩葉輪之間的間隙是最關鍵的間隙,在這些位置上,兩葉輪最大軸向剖面剛好處于相對平行狀態(在調整和測量間隙時,依此可判定兩葉輪是否處于±45°的位置)。

     

    風機正常運轉過程中,伴隨著磨損,士 45°位置上的間隙都會相應地發生變化,其中+45°位置上的間隙趨向減小,而-45°位置上的間隙趨向增大。當正常磨損至某一定程度時(在良好維護下,一般 都應在連續運行 7~8年以上),兩葉輪必將相碰,而最先碰撞的部位就在+45°的位置上。由此,在調整兩葉輪的工作間隙時,應預先將 +45°位置上的間隙適當調大些,一般調至-45°位置的2倍(假設-45°時間隙為a,則+45°時為2a)。調好后,與原位置錯開,重新鉸定位銷孔。

    葉輪與葉輪間隙調整測量點.png

    葉輪與腔體之間

     

    葉輪與機體之間的間隙主要靠加工保證。但是由于設備長周期運行,墻板可能損壞,需要更換。轉子與機體之間的間隙是由墻板與殼體定位來確定,更換后必須調整好葉輪與殼體之間的間隙后,重新加設定位銷固定。如下圖

    葉輪與腔體間隙調整.png

    軸向間隙

     

    軸向間隙主要是利用軸承的定位來確定。羅茨風機的軸承定位方式是固定端-自由端式配置。風機尾端為固定端,前端(驅動端)為自由端,通過固定端,讓轉子在熱態情況下向自由端自由膨脹。一般情況固定端和膨脹端兩間隙比例3:7左右,調整固定端間隙前要檢查轉子的總竄量要符合設計要求,通過在固定端處加減墊片方法來調整固定端間隙:

     

    a 軸承座內側加減墊片:加墊片間隙減小,減墊片間隙增大;b 軸頸內側加減墊片:加墊片間隙增大,減墊片間隙減??;c 軸承外圈與軸承座之間加減墊片:加墊片間隙減小,減墊片間隙增大;調整過程中測量方法可用打表法或塞尺測量。調整好固定端間隙后,膨脹端間隙基本符合要求。如圖所示:

    羅茨風機軸向間隙調整.png

     

    羅茨風機運行中的主要問題及解決方法:

     

    故障現象

    故障原因

    消除方法

    風量波動或不足

    1   轉子各部位間隙過大

    2   葉輪與機體因摩損而引起間隙增大

    3   軸封泄漏大

    4          進口過濾堵塞

    1         調整間隙

    2         更換或修理磨損件

    3         更換

    4   更換

    軸承發熱

    1        潤滑油油質劣化

    2         甩油環脫落或帶不上油

    3         風機軸與電機對中不良

    4         軸承間隙過小

    5         葉輪過度磨損

    6         滾動軸承損壞

    1         換油

    2         檢查或更換甩油環

    3         重新對中

    4         檢查調整

    5         更換葉輪

    6         更換軸承

     

    齒輪發熱或磨損過快

    1         嚙合間隙過小

    2         潤滑油油質劣化

    3         軸彎曲

    1         調整間隙

    2         換油

    3         修正或更換

    密封磨損

    1         密封環與軸套同軸度超標

    2         軸彎曲

    3         硬性雜物進入密封環內

    4         轉子振動過大

    5         軸承間隙過大

    6         機殼變形

    1         更換磨損的零部件并調整同軸度

    2         校直或更換

    3         清除雜物

    4         檢查轉子平衡

    5         調整間隙或更換軸承

    6        消除變形

    轉子與機殼相磨

    1         組裝不良

    2        管道應力造成機殼變形

    3        有異物進入或生銹

    4        運轉壓力過高,超出規定值

    1         重新組裝并檢測各部位間隙

    2        消除管道應力

    3        清理內部

    4        調整工藝負荷

    轉子互相撞擊

    1         傳動齒輪磨損,嚙合間隙過大

    2        齒輪鍵槽與鍵配合松動

    3        氣體夾有硬性雜質

    4        軸承磨損

    1         調整或更換

    2        修理鍵槽、換鍵

    3        檢查過濾器,清除異物

    4        更換軸承

    振動、噪音過大

    1         機殼與轉子相磨

    2        基礎剛度不夠或不牢固

    3        地腳螺栓松動

    4        聯軸器螺栓松動

    5        風機進出氣管道產生應力

    6        轉子不平衡

    7        軸彎曲

    8        對中不良

    9        軸承損壞

    1        調整間隙

    2        加固基礎

    3        緊固螺栓

    4        緊固螺栓

    5        消除應力

    6        動平衡校驗

    7        校直或更換

    8        重新對中

    9        更換軸承

    電機電流過大

    1         開機時進、排氣閥門關閉

    2        聯軸器連接不當或皮帶過松

    3        電機電源缺相

    4        動、靜部件磨擦

    1        打開進、排氣閥門

    2        檢查調整

    3        檢查電源

    4        檢查調整

     


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