采用脂油混合润滑的卧螺离心机的改造

采用脂油混合润滑的卧螺离心机的改造

钱健航　周成蹊　李　琛　

(上海离心机械研究所有限公司　上海200231)

    摘要：介绍了卧螺离心机基本结构和工作原理,基于脂油混合润滑方式,对轴承座进行了改造,使得离心机在分离不同分离因数的物料时,可以根据不同的轴承转速选择不同的润滑方式,达到既确保良好的分离效果,同时也降低生产成本的目的。

    关键词：卧螺离心机;混合润滑;脂润滑;稀油润滑;轴承座

    中图分类号：TH45　文献标识码：B　文章编号：0254-0150 (2010) 3-116-2

    目前国内大多数卧式螺旋卸料沉降离心机(简称卧螺离心机)中轴承润滑方式都采用单一的润滑方式———脂润滑或稀油润滑。这种单一的润滑方式往往使得一台卧螺离心机只能对应一种分离因数物料,降低了设备利用率。而脂油混合式的润滑方式就能解决这一难题。

    1　卧螺离心机的基本结构和工作原理

    卧螺离心机主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相

    同且转速略高或略低的螺旋和差速器等部件组成,如图1所示。当要分离的悬浮液进入离心机转鼓后,高速旋转的转鼓产生强大的离心力把比液相密度大的固相颗粒沉降到转鼓内壁,由于螺旋和转鼓的转速不同,两者存在有相对运动,利用螺旋和转鼓的相对运动把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端出口处排出,分离的清液从离心机另一端排出[1]。

    卧螺离心机的主要特点: (1)单位污泥产量的设备占用面积较小; (2)操作方便,运行稳定; (3)密闭性好,无难闻气味产生; (4)清洗方便; (5)污泥固体回收率高[2]。

    卧螺离心机的主要技术参数有转鼓内径和有效工作长度、转鼓半锥角、转鼓转速和分离因数、溢流内径、沉降区长度和干燥区长度、螺旋头数、转速差。其中分离因数与转鼓转速的平方成正比,转速越高,分离因数越大,离心机的分离效果亦好[3]。转鼓直径与允许的最大转速和分离因数的关系见表1。

    2　卧螺离心机中轴承的润滑方式

    2·1　脂润滑

    脂润滑的优点是润滑介质更容易保留在轴承装置中,尤其是在轴垂直或轴倾斜成某角度时;润滑脂同时还有密封的作用,可以防止污染物、湿气和水分对轴承的影响。但脂润滑也存在以下缺陷: (1)流动性差,内摩擦阻力大,所需工作压力高,无法形成动压油膜; (2)润滑脂难以有效迅速扩散到整个润滑面; (3)润滑脂不能回收; (4)更换润滑脂困难,需拆开机器有关部件才能更换; (5)润滑脂形成的润滑膜为一次性润滑膜,润滑膜寿命有限。另外,当卧螺离心机用于分离分离因数高的物料时,所需要的转速必然上升。而一般的润滑脂散热能力达不到要求,这会导致卧螺离心机中轴承工作温度过高,从而降低轴承的使用寿命甚至会造成轴承的损坏,影响分离效果[4]。

    2·2　稀油润滑

    在轴承处于重载荷或高转速,或有外部热量传入时,可能会有较高的散热要求。一般会利用油泵将润滑油强制喷射到轴承工作表面,保证轴承润滑充分,并将轴承内热量带走,从而达到有效散热的目的。稀油润滑成本相对较低,其流动、散热性能较好,有利于润滑油膜的局部修复。但如果对轴承各润滑点的流量控制不好,易污染环境。

    稀油润滑对轴承既有较好的润滑作用,又有很好的冷却作用,但是采用稀油润滑方式必然要增加液压站等配套设施,设备投资成本大大增加[5]。

    3　脂油混合润滑轴承座的设计

    3·1　脂油混合润滑方式的提出

    卧螺离心机分离不同物料的时候,由于物料的分离因数不同则卧螺离心机所要达到的转速也不同,故需要选择不同的润滑方式。若将轴承座设计成为可根据轴承的工况,即可选择润滑脂润滑又可以选择稀油润滑的多用式轴承座,则可达到既降低成本,又达到分离效果的目的。

    脂油混合润滑方式兼顾了稀油润滑和脂润滑的优点,当卧螺离心机用于分离分离因数不高的物料时,可以选择润滑脂进行润滑,达到即不影响分离效果,又减少生产成本的目的。而当要分离分离因数高的物料时,需要相应地提升离心机转速时,则可选择稀油润滑,再配上相应的液压站等配套设施,这样可确保轴承的润滑和冷却,并保证较好的分离效果。

    3·2　脂油混合润滑轴承座的设计

    脂润滑的轴承座和稀油润滑的轴承座相比有许多不同之处,与脂润滑轴承座相比,稀油润滑轴承座结构更复杂一些,其中包括喷嘴、储油环、轴承座密封环等。因此,脂油混合润滑轴承座的设计在稀油润滑轴承座上进行改进,这样即可以保证稀油润滑轴承座本身的密封性,同时也保证了如喷嘴、储油环、轴承座密封环等零件有足够的空间可以安装。

    润滑脂的添加和取出,可采用直接打开轴承座上盖的方法。但是作为2种润滑方式共存的轴承座,为了满足稀油润滑时的密封性,必须在上下轴承盖接触面上涂上硅胶进行密封,因此这种方法过于繁琐不适宜选用。

    因此对原有的稀油润滑轴承座的上下盖(见图2 (a))进行了改造。首先在轴承上盖处增加添加润滑脂的油杯,如图2 (b)所示,然后在轴承下盖处开个长圆形的槽作为取出润滑脂的出脂口,如图2 (c)所示)。

    稀油润滑轴承座本身具有良好的密封性,但是对稀油润滑轴承座进行改造后破坏了其整体的密封性。因此为确保整个轴承座的密封性,在油杯位置处必须采用O形圈进行密封,如图3 (a)所示,在轴承座下盖的出脂口安装堵头之类的零件,如图3 (b)所示。

    另外,若改造后的脂油混合润滑轴承座内部还有足够的空间,亦可以增加甩油环,从而使轴承座成为一种三润滑方式的多用式轴承座。

    4　结论

    通过对卧螺离心机轴承座的改进,采用脂油混合润滑方式,使得离心机在分离不同分离因数的物料时,可以根据不同的轴承转速选择不同的润滑方式,达到既确保良好的分离效果,同时也降低生产成本的目的。

    参考文献

    【1】卡洛里斯.沉降式卧螺离心机技术原理及其应用[J].机电信息,2002,34:24-26.

    【2】金兆丰,徐竟成,余志荣,等.城市污水回用技术手册[M].北京:化学工业出版社,2004:334.

    【3】施震荣,姚公弼,刘长星,等.工业离心机选用手册[M].北京:化学工业出版社,1999:153-156.

    【4】杜红世,孟永钢,温诗铸.脂润滑滚动轴承润滑机理探讨[J].轴承,1997(8):2-5.

    【5】陈蓉,王子君.滚动轴承的润滑[J].现代零部件, 2005(6):85-87.