流動(dòng)車床的應(yīng)用

1、便攜式車床在蘭港公司聚丙烯裝置干燥器軸頸修復(fù)上的應(yīng)用中石油第二建設(shè)公司維修分公司 王景陽一、前言 蘭港公司聚丙烯裝置干燥器，型號為SK180，裝置內(nèi)部編號為M301，系蘭州化機(jī)院研制生產(chǎn)。1999年初聚丙烯由以前的年處理量四萬噸擴(kuò)建到七萬噸，為了擴(kuò)大處理量隨對舊干燥器進(jìn)行了更換，由以前的日產(chǎn)干燥器改為目前的國產(chǎn)干燥器，該干燥器每小時(shí)處理量可達(dá)15噸，干燥器體積龐大，就攪拌軸而言，是一根直徑為300mm以上、長度為9.3m、重量在9噸以上的通軸，而且在軸的中間部分沒有任何支撐，全靠兩側(cè)的兩自動(dòng)調(diào)心軸承支撐其本身的重量，其連接形式如圖一所示： 圖一 該干燥器為蒸汽干燥，兩攪拌軸為空心軸，中間通以溫

2、度為120壓力為0.2Mpa的低壓蒸汽，蒸汽通過空心軸時(shí)對內(nèi)部的粉料進(jìn)行烘干然后通過下料孔進(jìn)入下一個(gè)流程。因干燥器安裝在四樓框架上，其結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，與基礎(chǔ)發(fā)生共振現(xiàn)象比較嚴(yán)重，經(jīng)過多次處理都無濟(jì)于事，從1999年4月開工到現(xiàn)在裝置因干燥器發(fā)生故障而停工達(dá)33次，累計(jì)41天之久，成為裝置正常開工的一大設(shè)備隱患。 二、問題的提出2000年初干燥器2#軸承發(fā)生包軸現(xiàn)象，隨對該軸承進(jìn)行了更換，幸好發(fā)現(xiàn)及時(shí)立即停機(jī)處理沒有發(fā)生磨軸、軸承跑套現(xiàn)象。隨后4#軸承又發(fā)生包軸現(xiàn)象，打開進(jìn)行檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)軸承不但散架而且內(nèi)圈發(fā)生跑套現(xiàn)象，主軸軸頸由原來的260mm磨損到258.8mm，被毀壞的軸頸軸向長度為140m

3、m，而且在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)者并未考慮到燒軸承的問題，在軸頸上未套一軸承套而是將軸承直接裝在了軸頸上，一旦發(fā)生跑套磨軸現(xiàn)象，其后果不可想象。具體裝配如圖二所示： 圖二三、問題的分析針對這一問題，蘭港公司、二建維修分公司、蘭州化機(jī)院有關(guān)專家技術(shù)人員會聚一起共訂方案。作為使用單位蘭港公司的意思是在保證質(zhì)量的情況下最多不得超過十天時(shí)間修復(fù)完工保證開工。而蘭州化機(jī)院的意見是必須將整個(gè)軸從干燥器中整體取出拉回蘭州化機(jī)院進(jìn)行修復(fù)，別無其它選擇，從時(shí)間上計(jì)算在沒有任何差錯(cuò)的情況下最少也得20天時(shí)間，因?yàn)橹鬏S較長兩端又有很多連接件，況且干燥器安裝在四樓平臺上，上面有一框架需要徹底拆除后才可以勉強(qiáng)將軸取出用吊車吊下，這

4、樣做不但需要的工期長而且職工的勞動(dòng)強(qiáng)度大高空作業(yè)有一定的危險(xiǎn)性。為了既不長時(shí)間的影響裝置的生產(chǎn)又抱著降低勞動(dòng)強(qiáng)度的想法二建維修分公司提出了現(xiàn)場處理的辦法：一種是采用噴涂將軸恢復(fù)到原來的尺寸，與有關(guān)專家協(xié)商咨詢予以否定，噴涂設(shè)備無法安裝在現(xiàn)場而且也無法保證尺寸的精度；另一種是便攜式車床將軸頸磨損處車細(xì)，在此處外鑲一軸承套將軸承裝在軸承套上，這樣既簡單又可以防止軸承燒死傷軸現(xiàn)象的再次發(fā)生。我們分別與上海、北京等地銷售便攜式車床的廠商聯(lián)系，傳真回復(fù)使用他們的便攜式車床可以將軸頸修復(fù)，但廠商宣告無現(xiàn)貨，需從美國訂做，而且廠商聲稱即使美國新做發(fā)貨到中國，到交付使用最少也得六個(gè)禮拜時(shí)間，從時(shí)間上來推算顯然

5、是不允許的。面對這樣的難題我們集思廣益提出做專用工具進(jìn)行車削的辦法來解決此問題，并設(shè)計(jì)制造付諸實(shí)施。四、組織實(shí)施我們首先對現(xiàn)場進(jìn)行了測繪核實(shí)，又從資料室借來了圖紙進(jìn)行細(xì)細(xì)的研究計(jì)算，經(jīng)過大家的齊心協(xié)力最后意見達(dá)成一致，決定在軸端的軸承箱安裝處制作安裝一個(gè)既有托架又有車刀的專用工具，在托架的上訪裝一軸承托架，安裝兩調(diào)心軸承將軸托起，在專用工具與軸的水平方向側(cè)安裝一普通車床的刀架，靠另一端的電機(jī)帶動(dòng)主軸做低速旋轉(zhuǎn)，手動(dòng)軸向進(jìn)刀達(dá)到切削的目的。具體結(jié)構(gòu)及安裝如圖三所示： 圖三 因?yàn)榭紤]到干燥器軸軸長、重量大、撓度大，對專用工具的制作要求就比較高，經(jīng)我們初步核算，所有固定板、托板及加強(qiáng)板均采用20mm

6、厚的鋼板，在選用軸承上采用自動(dòng)調(diào)心滾子軸承，一方面可以自動(dòng)調(diào)心有利于找正進(jìn)行車削，另一方面可以加強(qiáng)支撐，比球軸承的接觸更好一些。為了能使軸與軸承箱定位殼體圓同心，軸端可用導(dǎo)鏈提起，使軸的外圓與殼體內(nèi)圓之間的徑向距離相等，誤差在0.10mm以內(nèi)，用頂絲將軸承架頂起，使軸承與干燥器軸貼緊結(jié)合充分無間隙，在軸承架與托板之間加銅皮增加高度，為了防止托板在受力情況下變形下沉，我們多次進(jìn)行了調(diào)節(jié)，使軸與殼體內(nèi)圓孔保證同心，使誤差盡量減小，然后用緊固螺絲緊固保證軸在運(yùn)行過程中不左右移動(dòng)，有利于軸的車削。而刀架的安裝要求更高，必須能保證車刀的軸向進(jìn)給量和徑向進(jìn)給量在一定范圍之內(nèi)，所以對刀架托板與刀架固定的螺絲

7、孔采用橢圓孔，并且在刀架托板上裝有頂絲來調(diào)節(jié)切刀的徑向進(jìn)給量，同時(shí)也要保證刀的軸向運(yùn)行軌跡與干燥器軸的中心線的平行度，否則就將軸車成錐度軸，對以后的配套就有一定的難度。另外車刀的軸向進(jìn)給就靠車刀架的絲杠本身前后運(yùn)行就可以達(dá)到。由于軸的轉(zhuǎn)速很慢，以僅有的每分鐘8轉(zhuǎn)的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)小時(shí)才僅僅車一刀，車削強(qiáng)度較大。方案實(shí)施前蘭州化機(jī)院設(shè)計(jì)的軸套壁厚為4mm，考慮到加工時(shí)容易橢圓，我們毅然決定將軸頸車削到248mm左右，使所加工的軸套壁厚增加到6mm，這樣就能更好的保證軸套的加工精度，避免變形造成裝配時(shí)的難度增加。但由于在車削過程中全靠人工操作再加之軸旋轉(zhuǎn)速度較慢，軸頸的光潔度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，高低不平

8、測量數(shù)據(jù)不真實(shí)，因此我們只好采用油光銼刀銼、金相砂紙打的笨辦法一點(diǎn)一點(diǎn)取出高點(diǎn)，功夫不負(fù)有心人，最終將軸頸磨光，經(jīng)測繪軸頸的錐度僅為0.01，而軸頸的圓柱度僅為0.10mm，比我們方案實(shí)施以前所預(yù)期的還好，達(dá)到了期望值，具體尺寸如圖四所示：圖四針對具體問題我們采取具體措施，將軸頸外需要配的軸套內(nèi)孔也車成帶有一定錐度的套與軸頸相配合，這樣就可以解決軸頸帶錐度的問題，為了保證尺寸精確無誤，多人多次進(jìn)行測量，最后取中間值進(jìn)行繪圖加工，具體尺寸如圖五所示：圖五安裝軸套前對軸承套加熱到100進(jìn)行裝配，裝配一次成功。為了防止錐形套在開工運(yùn)行過程當(dāng)中脫出，在內(nèi)孔倒角處進(jìn)行了點(diǎn)焊以保證軸套的軸向抗拉強(qiáng)度。隨對

9、軸承箱、軸承、壓蓋按照程序進(jìn)行裝配，干燥器一次開車成功，其振動(dòng)值、軸位移均在范圍之內(nèi)，蘭港聚丙烯裝置又燈火通明恢復(fù)了往日的生產(chǎn)。從發(fā)現(xiàn)問題，確定方案到干燥器運(yùn)行正常，總共花去了6天時(shí)間，這比蘭州化機(jī)院提出的20天整整少了14天，這14天對蘭港公司來說意味著2100噸聚丙烯的生產(chǎn)，意味著168萬利潤的獲得。對于維修人員來說重9噸多的軸不用抽出勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，同時(shí)保證了開車一次成功，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，裝置達(dá)到長、滿、優(yōu)、穩(wěn)運(yùn)行。五、經(jīng)濟(jì)效益分析通過這次現(xiàn)場確定修復(fù)方案，可為煉化公司、蘭港公司、中油二建維修分公司節(jié)約一大筆費(fèi)用，減少一大筆損失，就以蘭州化機(jī)院提出的最少20天與我們所需的6天相比較予以總

10、結(jié)分析：丙烯氣體煉化公司以3800元/噸的價(jià)格賣給蘭港公司，蘭港公司加工成形后以6800元/噸的價(jià)格賣給用戶，除去加工成本費(fèi)用外每噸按800元的凈利潤計(jì)算，每天生產(chǎn)聚丙烯按150噸計(jì)算，14天可得利潤為14150800=168萬元，生產(chǎn)銷售收入為141506800=1428萬元；如果該裝置丙烯氣體不能很快加工，則丙烯氣體將以火炬形式排空，就丙烯氣體這一項(xiàng)損失就達(dá)141503800=798萬元，另外在停工期間干燥器前部的所有反應(yīng)釜及設(shè)備必須正常運(yùn)行以防止反應(yīng)釜內(nèi)物料結(jié)塊，每天的水、電、汽消耗為1.4萬元，14天累計(jì)可節(jié)約20萬元，其它費(fèi)用如折舊費(fèi)、管理費(fèi)等可節(jié)約10萬元。從維修這一塊來計(jì)算，若主軸送往化機(jī)院進(jìn)行修復(fù)，需花去維修配件費(fèi)用為5萬元，而干燥器的拆卸、上部框架的拆除、軸的起吊需花費(fèi)10萬元的起吊及運(yùn)輸費(fèi)用，另外工具消耗、低值易耗品以及人工成本所有這些可以節(jié)約開支3萬元。采用現(xiàn)場制作專用工具進(jìn)行修復(fù)車削，所花去的維修費(fèi)用僅僅為0.20萬元。通過以上修復(fù)節(jié)約維修費(fèi)用17.8萬元，為蘭港公司增加收入1428萬元，各種節(jié)約費(fèi)用收入之和為1428+20+10+17.8=1475.8萬元。從方案的策劃、專用工具的設(shè)計(jì)制作到