2003年9月23日，大慶石油化工總廠化工廠橡膠裝置後處理B線膨脹烘幹機（M-304）進(jin)料(liao)段(duan)螺(luo)套(tao)與(yu)進(jin)料(liao)鬥(dou)發(fa)生(sheng)摩(mo)擦(ca)
，致(zhi)使(shi)進(jin)料(liao)鬥(dou)過(guo)熱(re)已(yi)呈(cheng)暗(an)紅(hong)色(se)，且(qie)減(jian)速(su)機(ji)振(zhen)動(dong)並(bing)逐(zhu)漸(jian)加(jia)劇(ju)，停(ting)車(che)對(dui)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)
，發(fa)現(xian)減(jian)速(su)機(ji)地(di)腳(jiao)螺(luo)栓(shuan)斷(duan)一(yi)根(gen)，且(qie)地(di)腳(jiao)發(fa)現(xian)裂(lie)紋(wen)，需(xu)對(dui)該(gai)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)檢(jian)修(xiu)。操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)排(pai)料(liao)時(shi)發(fa)現(xian)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)不(bu)出(chu)料(liao)
，減(jian)速(su)機(ji)振(zhen)動(dong)大(da)，緊(jin)急(ji)停(ting)車(che)重(zhong)新(xin)對(dui)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)認(ren)真(zhen)檢(jian)查(zha)，在(zai)烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)主(zhu)電(dian)機(ji)聯(lian)軸(zhou)節(jie)處(chu)進(jin)行(xing)盤(pan)車(che)
，發(fa)現(xian)盤(pan)車(che)非(fei)常(chang)輕(qing)鬆(song)，仔(zai)細(xi)檢(jian)查(zha)確(que)認(ren)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)螺(luo)杆(gan)主(zhu)軸(zhou)斷(duan)，富(fu)通(tong)新(xin)能(neng)源(yuan)生(sheng)產(chan)銷(xiao)售(shou)滾筒烘幹機
、氣流式烘幹機等幹燥烘幹機械設備。
1、膨脹烘幹機的工作原理和主要結構
1.1工作原理
    膨脹烘幹機主要由主電機、液力偶合器、齒輪減速箱、膨脹烘幹機主體4部分組成。其主體部分結構示意圖見圖1。
    由you擠ji壓ya脫tuo水shui機ji輸shu出chu的de膠jiao料liao
，通tong過guo膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji進jin料liao鬥dou連lian續xu不bu斷duan地di喂wei人ren進jin料liao段duan，然ran後hou通tong過guo剪jian切qie螺luo釘ding剪jian切qie膠jiao料liao，旋xuan轉zhuan螺luo杆gan擠ji壓ya膠jiao料liao並bing把ba其qi沿yan軸zhou向xiang輸shu送song推tui進jin；與此同時，采用過熱蒸汽加熱膠料至100-175℃
，以軟化膠料而利於擠壓、烘幹，逐步升溫增壓的膠料由擠出段輸出並被壓人模板並擠出。由於膠料在機筒內受到剪切、擠壓和摩擦作用
，到擠出段膠料壓力已升至5～7MPa
，當處於受壓狀態的膠料從模板噴嘴以高速噴出時，因模板外側的空間突然增大，膠料的壓力由約7 MPa驟降至0，使膠條突然膨脹放鬆
，膠條內所含水分迅速閃蒸氣化，並由此達到使膠料進一步膨脹烘幹的目的。
1.2主要結構
    主螺杆由24節螺套依次套在螺杆主軸上並通過鍵聯接而組成，首段螺套為5圈quan等deng螺luo距ju螺luo紋wen
，為wei便bian於yu安an裝zhuang剪jian切qie螺luo釘ding，壓ya縮suo段duan和he擠ji出chu段duan均jun設she計ji成cheng單dan開kai放fang式shi的de斷duan續xu螺luo紋wen
，各ge段duan螺luo距ju均jun不bu相xiang同tong。螺luo距ju由you低di壓ya側ce向xiang高gao壓ya側ce逐zhu漸jian縮suo小xiao，利li用yong螺luo距ju縮suo小xiao來lai造zao壓ya和he增zeng加jia摩mo擦ca省sheng熱re
，以yi擠ji出chu膠jiao料liao中zhong的de水shui分fen
，提ti高gao烘hong幹gan能neng力li。螺luo杆gan頭tou為wei錐zhui形xing結jie構gou，利li於yu螺luo杆gan主zhu軸zhou的de調tiao心xin定ding位wei。
  3段夾套式機筒彼此用螺栓聯接，每段機筒都有供蒸氣加熱或水冷卻的進出口。，沿機筒每隔一段距離的四周上均布有4個由外向內壁延伸凸出的剪切螺釘，共20圈，剪切螺釘與螺套的螺槽相對應，其作用是斷裂剪切螺杆上的膠料，阻止膠料隨螺杆同軸旋轉並促使其沿軸向擠壓推進。
    每兩節機筒或與短節的聯接處共4處村有支撐襯套，對機筒的安裝起定心作用及利於機體的密封。支撐襯套內表麵堆焊3mm左右的硬質合金層，與4個支撐襯套位置對應的E
、F兩(liang)節(jie)螺(luo)旋(xuan)套(tao)表(biao)麵(mian)也(ye)堆(dui)焊(han)硬(ying)質(zhi)合(he)金(jin)，以(yi)提(ti)高(gao)耐(nai)磨(mo)性(xing)。在(zai)擠(ji)出(chu)段(duan)的(de)末(mo)端(duan)裝(zhuang)有(you)模(mo)板(ban)，用(yong)螺(luo)栓(shuan)固(gu)定(ding)在(zai)短(duan)節(jie)。烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)螺(luo)杆(gan)主(zhu)軸(zhou)為(wei)單(dan)端(duan)固(gu)定(ding)的(de)懸(xuan)臂(bi)軸(zhou)，懸(xuan)臂(bi)端(duan)長(chang)達(da)3.9 m
，懸臂端主要靠4個支撐襯套支撐。
2、膨脹烘幹機斷裂主軸的檢查
  發現主軸斷裂後，當天進行拆檢。解體檢查時發現烘幹機主軸是在第一節螺旋套定位軸肩A截麵處斷裂見圖2
，斷口呈剪切斷麵。支撐襯套是9月1日檢修時更換的，經檢查，四節支撐襯套的磨損都很小，各節螺套也未發現磨損，說明9月1日的檢修安裝質量沒有問題。檢修開車後隻有兩次停車，一次是因前工段改造計劃停車

，再有就是9月23日主軸斷裂停車
，說明在這期間的操作也沒有大的問題。
3

、膨脹烘幹機主軸斷裂分析
3.1主軸斷裂原因
    從cong主zhu軸zhou的de斷duan裂lie截jie麵mian來lai看kan，軸zhou的de斷duan裂lie屬shu於yu疲pi勞lao破po壞huai。軸zhou在zai運yun行xing過guo程cheng中zhong，通tong過guo穿chuan在zai主zhu軸zhou上shang的de螺luo套tao將jiang橡xiang膠jiao由you進jin料liao段duan推tui進jin到dao模mo頭tou處chu，主zhu軸zhou主zhu要yao承cheng受shou扭niu轉zhuan剪jian切qie應ying力li

，由you於yu外wai部bu負fu載zai變bian化hua的de影ying響xiang，剪jian切qie應ying力li也ye呈cheng周zhou期qi性xing變bian化hua，這zhe樣yang就jiu產chan生sheng了le交jiao變bian應ying力li。軸zhou在zai交jiao變bian應ying力li的de作zuo用yong下xia，產chan生sheng疲pi勞lao斷duan裂lie。從cong金jin屬shu的de疲pi勞lao斷duan裂lie理li論lun分fen析xi，主zhu軸zhou斷duan裂lie的de產chan生sheng經jing曆li了le3個階段。
    (1)與主應力方向大體成450傾斜的疲勞擴展是第1階(jie)段(duan)。本(ben)階(jie)段(duan)一(yi)般(ban)僅(jin)一(yi)兩(liang)個(ge)晶(jing)粒(li)深(shen)，但(dan)所(suo)占(zhan)疲(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)的(de)比(bi)例(li)卻(que)不(bu)低(di)。由(you)於(yu)裂(lie)紋(wen)擴(kuo)展(zhan)的(de)速(su)率(lv)很(hen)低(di)，故(gu)在(zai)這(zhe)部(bu)分(fen)斷(duan)口(kou)上(shang)一(yi)般(ban)看(kan)不(bu)出(chu)任(ren)何(he)擴(kuo)展(zhan)的(de)特(te)征(zheng)形(xing)貌(mao)。
    (2)與主應力方向垂直的疲勞擴展是第Ⅱ階段。在此階段中
，每經一個載荷循壞，裂紋就往前擴展一步。在循環加載、xiezaiguochengzhong，jiangzailiejianquchanshengsuxingbianxingqu
，cishishoudaolashenheyasuoxingyingbianxunhuan，jiuyaofashengjubuduanliekuozhan
，suxingquyewangqiantuijinyibu。genjuzaihedebutong，meiyixunhuanzhongkailiedejinshukenengjinglilebuzhiyicierci，erxuduocidesuxingyingbianxunhuan。
  (3)瞬斷區。此時，由於有效截麵很小
，加上裂紋很深而應力集中
，應力強度因子達到很高的水平
，其斷裂過程同單調加載情形相似。
3.2主軸交變應力產生的原因
3.2.1開、停車過於頻繁該裝置開工以來
，後處理設備運行一直不太穩定

，僅在運行的近兩個半月內
，B線共開、停車達55次之多，從電機開車的計數器上顯示，這55次開
、停車電機啟動116次。由於膨脹烘幹機的主電機功率高達588 Kw，每次膨脹烘幹機電機的啟動都將使烘幹機主軸的扭轉應力由零突變至最大值
，此時的主軸承受了巨大的交變應力。而自7月1日至9月23日短短的80多天裏，烘幹機主軸就受到了116次負載由零突變至最大值的交變應力突變，這種交變應力的產生，對軸的斷裂產生重大的影響。
3.2.2下料不均膨脹烘幹機正常操作時，主軸轉數應根據進料量大小適當調整。7月份以來：jingchangfashengningjufudaohouchulidewuliaofuhebodongfuduguodadeqingkuang，yanzhongshishenzhiduanliao。zaiwuliaofuhebodongfuduguodadeqingkuangxia，xiangyingdeluoganzhuanshubukenengjishizuoxiangyingtiaozheng。zaijindaohongganjineidewuliaopianshaoshi，zaijitineihuichuxianjianduankongtang，erjianduankongtangyaobijitichongmanwuliaoshizaizhuzhoushangchanshengdeniuzhuanyinglixiao
，zhezhongjiaobianzaiheyeshichanshengjiaobianyinglideyuanyinzhiyi
，suirancishichanshengdejiaobianyinglihekaitingjichanshengdejiaobianyinglixiangbiyaoxiaohenduo，danshi
，xialiaobujundeqingkuangqueshikecunzai
，chanshengjiaobianyinglidecishuyexiangdangjuda，yinciduizhuzhoudepilaoduanlieyechanshengzhongdadeyingxiang。
3.2.3頻pin繁fan堵du料liao在zai於yu燥zao機ji進jin料liao段duan發fa生sheng堵du料liao時shi
，進jin料liao段duan的de物wu料liao積ji存cun在zai進jin料liao鬥dou，不bu再zai進jin到dao機ji體ti內nei，而er操cao作zuo人ren員yuan不bu可ke能neng每mei次ci都dou及ji時shi發fa現xian烘hong幹gan機ji已yi經jing堵du料liao並bing馬ma上shang停ting機ji，此ci時shi烘hong幹gan機ji大da電dian機ji將jiang繼ji續xu運yun轉zhuan。由you於yu此ci時shi物wu料liao不bu再zai進jin到dao機ji體ti，而er主zhu軸zhou還hai在zai繼ji續xu旋xuan轉zhuan，此ci時shi主zhu軸zhou受shou到dao的de剪jian切qie力li要yao小xiao於yu正zheng常chang開kai車che時shi的de剪jian切qie力li，兩liang者zhe間jian的de剪jian切qie力li的de差cha別bie要yao大da於yu機ji體ti間jian斷duan空kong膛tang的de情qing況kuang，此ci時shi產chan生sheng的de交jiao變bian應ying力li對dui主zhu軸zhou斷duan裂lie也ye是shi重zhong要yao原yuan因yin之zhi一yi。
3.2.4螺套與下料鬥發生機械摩擦由於斷料及下料不均
，經常造成螺套與下料鬥發生摩擦，直至發熱
、發紅，此時主軸的溫度已達到600 -700℃，zhishizhuzhoujinliaoduanchuxingchengduocituihuo，qiqiangdujixianyiyanzhongxiajiang。cicizhuzhouduanlieshizhengchuyuyinmocafahongzhuangtai
，ergaowenzhuangtaixiacailiaodeqiangdujixianbizhengchangwenduxiadeqiangdujixiandihenduo。suoyi，yinmocafare

、發紅造成主軸強度嚴重下降，也是主軸斷裂的主要原因之一。
3.3軸的結構不合理
    分fen析xi主zhu軸zhou斷duan裂lie的de原yuan因yin，除chu了le交jiao變bian應ying力li的de影ying響xiang，斷duan裂lie處chu的de應ying力li集ji中zhong也ye是shi重zhong要yao原yuan因yin之zhi一yi。據ju了le解jie，與yu大da慶qing石shi油you化hua工gong總zong化hua工gong廠chang同tong型xing號hao的de膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji，北bei京jing燕yan化hua橡xiang膠jiao廠chang的de烘hong幹gan機ji主zhu軸zhou曾zeng多duo次ci發fa生sheng斷duan裂lie，茂mao名ming石shi化hua橡xiang膠jiao廠chang同tong型xing號hao的de膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji去qu年nian曾zeng發fa生sheng過guo主zhu軸zhou斷duan裂lie的de故gu障zhang
，前qian不bu久jiu叉cha發fa生sheng了le同tong樣yang的de故gu障zhang
，且qie斷duan裂lie部bu位wei都dou相xiang同tong。分fen析xi各ge廠chang主zhu軸zhou斷duan裂lie的de原yuan因yin，主zhu軸zhou結jie構gou不bu合he理li也ye是shi重zhong要yao原yuan因yin之zhi一yi。由you於yu軸zhou肩jian處chu產chan生sheng應ying力li突tu變bian
，造zao成cheng該gai處chu應ying力li集ji中zhong，在zai交jiao變bian應ying力li作zuo用yong下xia，加jia劇ju了le主zhu軸zhou斷duan裂lie的de周zhou期qi。
4、防止主軸斷裂的措施
4.1加強操作人員的技術培訓
    要(yao)防(fang)止(zhi)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)主(zhu)軸(zhou)斷(duan)裂(lie)
，首(shou)先(xian)要(yao)保(bao)證(zheng)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)安(an)全(quan)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing)，盡(jin)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)非(fei)計(ji)劃(hua)停(ting)車(che)次(ci)數(shu)。所(suo)以(yi)要(yao)在(zai)加(jia)強(qiang)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)技(ji)能(neng)培(pei)訓(xun)上(shang)下(xia)功(gong)夫(fu)。根(gen)據(ju)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)各(ge)項(xiang)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)
，製(zhi)訂(ding)當(dang)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)超(chao)標(biao)時(shi)如(ru)何(he)調(tiao)整(zheng)的(de)各(ge)項(xiang)措(cuo)施(shi)，並(bing)認(ren)真(zhen)組(zu)織(zhi)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)進(jin)行(xing)技(ji)術(shu)培(pei)訓(xun)
，考(kao)試(shi)合(he)格(ge)後(hou)上(shang)崗(gang)，確(que)實(shi)保(bao)證(zheng)膨(peng)脹(zhang)烘(hong)幹(gan)機(ji)的(de)安(an)全(quan)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing)。
4.2穩定凝聚單元的操作
    後處理單元的上一道工序是凝聚單元
，凝聚單元的操作是否穩定、生sheng產chan負fu荷he是shi否fou穩wen定ding是shi影ying響xiang後hou處chu理li單dan元yuan是shi否fou平ping穩wen運yun行xing的de重zhong要yao因yin素su。前qian麵mian已yi分fen析xi，由you於yu下xia料liao不bu均jun
，對dui膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji主zhu軸zhou的de疲pi勞lao斷duan裂lie會hui產chan生sheng重zhong要yao影ying響xiang。所suo以yi
，穩wen定ding凝ning聚ju單dan元yuan的de操cao作zuo，保bao證zheng主zhu產chan負fu荷he的de平ping穩wen
，是shi保bao證zheng膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji安an全quan平ping穩wen運yun行xing的de對dui策ce之zhi一yi。
4.3提高橡膠產品的內在質量
    xiangjiaochanpinneizaizhiliangdehaohuai
，zhijieyingxiangdaoxiangjiaohouchulishebeiyouqishipengzhanghongganjidecaozuo。xiangjiaochanjingdeneizaizhiliangqujueyujuhedanyuanjuhefanyingdehaohuai。juhefanyinghao，bingqiewending，xiangjiaodemennizhihengding
，ningjiaohanliangdi，xiangjiaodegexiangxingnengzhibiaoyouliang
，daohouchulidanyuandexiangjiaojiubuyidu
、不bu易yi掛gua
，反fan映ying在zai膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji的de設she備bei操cao作zuo上shang就jiu不bu易yi堵du料liao。如ru果guo聚ju合he反fan應ying不bu穩wen定ding
，橡xiang膠jiao物wu性xing就jiu不bu好hao
，在zai膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji的de操cao作zuo上shang反fan映ying出chu來lai的de就jiu是shi易yi堵du料liao，設she備bei的de各ge項xiang操cao作zuo參can數shu失shi控kong。而er聚ju合he反fan應ying的de好hao壞huai，和he回hui收shou單dan元yuan精jing製zhi的de原yuan料liao丁ding二er烯xi和he溶rong劑ji油you的de質zhi量liang有you關guan
，還hai和he操cao作zuo人ren員yuan的de操cao作zuo水shui平ping有you關guan。所suo以yi
，隻zhi有you加jia強qiang對dui橡xiang膠jiao產chan品pin內nei在zai質zhi量liang的de控kong製zhi，膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji的de運yun行xing才cai會hui平ping穩wen。
4.4增加設備連鎖保護
    weilejiaqiangpengzhanghongganjideanquanpingwenyunxing，zhenduipengzhanghongganjidecaozuotedian，xiayibuyaozengjiashebeideliansuobaohu，shidecaozuorenyuannenggoujishifaxianshebeiyunxingyichangxianxiang。biruzengjiaduliaobaojingliansuo、模頭壓力聯鎖以及大電機頻繁啟動延時聯鎖等，切實保證膨脹烘幹機的安全平穩運行，延長其使用壽命。
4.5優化主軸結構
    由you於yu膨peng脹zhang烘hong幹gan機ji主zhu軸zhou軸zhou肩jian處chu的de應ying力li集ji中zhong是shi引yin起qi主zhu軸zhou斷duan裂lie的de原yuan因yin之zhi一yi，所suo以yi在zai有you機ji會hui對dui主zhu軸zhou結jie構gou進jin行xing改gai造zao時shi要yao對dui此ci處chu結jie構gou加jia以yi優you化hua，避bi免mian或huo減jian少shao應ying力li集ji中zhong。比bi如ru在zai此ci處chu加jia軸zhou套tao等deng。
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