BHS型滤机驱动机构故障分析与改进

BHS型滤机驱动机构故障分析与改进

尹财贵,张耀武,王晓波

 兰州石化机电仪运维中心 甘肃省兰州市730060

摘要：BHS水平带式过滤机通过四只并列的主气缸牵引驱动辊带动滤布运动来完成过滤工序。驱动辊轴承采用UCP系列的外装轴承，通过两条螺栓与滑块连接。最大负载量也就由两条螺栓最大承载力来决定，为过滤机的长周期运行埋下了隐患。为此，对轴承箱、轴承进行改型，增大其承载力。经改造后，取得明显效果。

关键词：过滤机  驱动系统  轴承  轴承座

1 前言

BHS水平带式过滤机通过主气缸拉动驱动辊带动滤布，系统风的压力一般在0.6MPa左右，驱动辊轴承各种辊子的轴承都采用UCP系列的外装轴承，通过两条螺栓与滑块或框架连接。最大负载量也就由两条螺栓最大承载力来决定，从而造成气缸带动的驱动辊轴承座螺栓切断、轴承座拉裂现象，使驱动辊脱离导轨，甚至会将4个主气缸活塞杆拉弯变形，修复时间较长，迫使生产装置停工，造成严重后果。对于以上问题，我们认为其驱动装置结构存在一定缺陷，不能可靠保证滤机平稳运行，需对其进行改造。

2  驱动系统现状分析

BHS滤机主气缸由并排的4台FESTO气缸组成，每台的活塞直径为320MM，则气缸的截面积为S=3.14*（0.32/2）*（0.32/2）=0.080384M²,在0.6MP系统风的作用下一个气缸产生48230牛顿的推力，4个气缸的作用力和最大将达到192920牛顿的推力。

滤机运行过程中，滤布移动靠主气缸带动驱动辊拉滤布移动，作用在驱动辊轴承座上的力为F=PS=0.6Mp*0.080384m，而且是间断往复性受力，致使螺栓受反向剪切力而经常拉断，轴承座断裂，严重时会将主气缸活塞杆拉弯，迫使生产装置停工，造成严重后果。

2.1影响驱动辊轴承座使用寿命主要有以下几方面的原因：

2.1.1固定轴承座的两条连接螺栓上承担了全部的负载，连接螺栓易被切断。

2.1.2主气缸运行不同步，造成左右螺栓上的作用力不均匀。

2.1.3 UCP轴承座受力有限，易拉裂。

2.1.4 UCP轴承的承载力不够。

2.2 其原装轴承示意图如图1所示：

图1 改造前轴承座结构图

3 驱动系统改进实施

3.1延长驱动辊运行周期需解决以下几方面的问题:

3.1.1减少固定轴承座螺栓所受剪切力。

3.1.2驱动辊轴承重新选型，并增加轴承箱密封性。

3.1.3增强轴承座强度及抗腐蚀能力。

3.2 对驱动辊轴承座改造前的设计分析

首先尽量保证主气缸运行处于同步，使左右螺栓上所受作用力均匀。其次需增加受力点，以分担负载力，减少轴承座上的负载力。

我们首先对安装轴承座的滑块进行改造，在滑块上制作凸台，起限位作用，同时承担部分纵向剪切力。

轴承座与滑块之间采用凹凸槽配合，轴承座与滑块之间的作用力转移到凹凸槽处。

3.2.1图2 设计后的轴承座

图2 设计后的轴承座

从设计前、后螺栓的受力图进行比较，经这样后，轴承座与滑块对螺栓的煎切力消除，螺栓的受力大大减小。主要受力点转移到轴承座的凹槽与滑块的凹槽之间。轴承座的凹槽与滑块的凹槽的作用面积大大超过了螺栓与滑块之间的受力面积，所以作用面上的压强大大减少，使轴承座的凹槽与滑块的凹槽足以承受驱动辊和牵引力及冲击力，降低设备的故障率，达到设备长周期运转目的。

3.3 轴承的改型

我们将原有UCP213轴承改为2213K型轴承

UCP213轴承较为单薄，轴承座对轴承的约束力小，在大承载力的情况下容易造成轴承弹性变形。

 2213K轴承，保持了调心滚子轴承自动调心，以及在轴、外壳出现挠曲时，可以自动调荷及二个方向的轴向负荷。适用于有重负荷、冲击负荷的情况。

3.4 对轴承座的实际改进

对轴承座的改进，我们将原装UCP外装轴承改为分开式轴承座的形式，轴承负载呈线接触（区别于球轴承的点接触），轴承承载能力大，且承受冲击载荷的能力强。内侧密封圈用骨架胶圈进行密封，轴承座用4条M16螺栓固定在滑块上，轴承座上设计凹槽与滑块凸槽配合，达到增加受力点，达到分散螺栓所受剪切力的目的。

3.4.1 改造后的轴承座如图3所示：

图3 改造后的轴承座

3.4.2为克服现场环境对轴承座的腐蚀，增加轴承座的使用寿命，在材料选用上选择了不锈钢（1Cr18Ni9T）的材质，进行了改造。

4 应用效果

通过对BHS滤机驱动辊轴承箱的改造，解决了驱动辊轴承座和轴承易损坏问题，对过滤机正常运行提供了可靠保障，改造后过滤机运行正常，减少驱动辊上的作用力16076牛顿左右，大大减缓驱动辊轴承损坏的频率，改造后过滤机平稳运行一年多，该改造项目取得了预期效果，为过滤机的长周期运行打下基础。

参考文献:

[1]《机械设计手册》.第三卷.机械设计手册编委会编著.北京.机械工业出版社.2004，（8）.

[2]方昆凡.公差与配合实用手册.北京.机械工业出版社.2005，（11）.