第十章 离机 风机2 5修改Word格式.docx

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式中　　R——离心机转鼓半径，m；

　ω——离心机转鼓的角速度，rad／s；

　g——重力加速度，9.81m／s2；

n——离心机转鼓的转数，r／min；

分离因数值越大，离心机的分离能力越高。

因此，物料的颗粒越小，或物料限度越大（即物料越难分离），一般都采用分离因数较大的离心机，但有的物料对分离因数则用于一定的范围，分离因数大了，反而分离效果不好。

在工业离心机中，分离因数Fr可由数百到数万，最新式的超高速离心机的分离因数可达十万，由于离心力大大超过重力，因此重力的影响可以忽略不计。

在分离设备中，离心机具有分离效率高，适用范围广，生产能力大，占地面积小等优点。

虽然设备比较复杂，但随着工业生产的发展而日益广泛使用。

（一）按分离因素Fr值，可将离心机分为以下几种型式。

1、常速离心机Fr≤3500（一般为600～1200），这种离心机的转速较低、直径较大。

2、高速离心机3500≤Fr≤50000、这种离心机的转速较高，一般转鼓直径较小，而长度较长。

3、超高速离心机Fr≥50000，由于转速很高（每分钟几万转以上），所以转鼓做成细长管式．

（二）按操作方式可将离心机分为以下型式。

1、间歇式离心机其加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间歇操作并采用人工、重力或机械方法卸渣，如三足式和上悬式离心机．

2、连续式离心机其进料、分离、洗涤和卸渣等过程，有间歇自动进行和连续自动进行两种。

3、按卸渣方式可将离心机分为以下型式。

①刮刀卸料离心机：

工序间接，操作自动。

②活塞推料离心机：

工序半连续，操作自动③螺旋卸料离心机：

工序连续，操作自动。

④离心卸料离心机：

⑤振动卸料离心机：

⑥颠动卸料离心机：

（四）按工艺用途可将离心机分为：

过滤式离心机、沉降式离心机、离心分离机。

（五）按安装的方式离心机转鼓轴线及支座在空间的位置还可将其分为立式、卧式、倾斜式、上悬式和三足式等。

四、离心机的结构

（一）卧式活塞推料离心机的结构

卧式活塞推料离心机是一种自动操作、连续运转、脉动卸料的过滤式离心机，在运行时机器连续操作，借转鼓内推盘的往复脉动，将转鼓内滤后的固体物料沿轴线不断地向前推送，这种离心机适用于分离过滤性能良好、含粗粒子结晶物或短纤维状物的浓缩悬浮液，特别适用于晶粒在卸料时不允许被粉碎或较少被粉碎的物料，具有在全速下完成进料、分离、滤饼洗涤、甩干和卸料等工序的特点。

卧式活塞推料离心机有单级、双级和多级之分，也有柱锥双级的形式。

卧式单级活塞推料离心机结构如图10-1所示。

主要由机座、回转体、机壳、液压自动控制系统、卸料机构、传动装置、驱动机及其他附件等部分组成，由于各种机型的工作原理和用途不尽相同，其具体结构亦不尽相同，现分述如下。

图10-1卧式单级活塞推料离心机结构

1—机座；

2一复合油缸；

3一推杆；

4一主轴；

5一轴承箱；

6一转鼓；

7一筛网；

8一中机壳；

9一布料斗；

10一进料管；

11一前机壳；

12一推料盘；

13一活塞；

14一冷却器

（1）机座

机座（油箱）在轴承箱的下面，中层内装液压自动控制机构，最下层是油池与水冷式油冷却器，机座后侧的上层装有皮带轮及主电机，下层装有油泵及油泵电机。

（2）回转体

如图10-1所示，回转体包括转鼓6、主轴4、复合油缸2及推料盘12等。

主轴水平支撑在两滚动轴承上，转鼓悬臂支撑于主轴的外伸端。

转鼓系一有底的圆筒体，壁上开有密集的小孔，转鼓内装滤网，在转鼓底部中心由盖帽螺母将转鼓固定在空心的主轴上，转鼓和与被处理的物料直接接触的零件均采用1Crl8Ni9Ti或1Cr18Ni12Mo2Ti等不锈钢制成。

（3）液压控制系统

液压控制系统包括油泵、滤油器、液压操作箱、配油器、换向滑块和管道等，其中液压操作箱是离心机的关键部件，它控制整个自动系统的启动、停止、换向调速等动作。

（4）传动装置

传动装置包括主电机、离合器、v带轮、制动器、防护罩等。

离合器装于主电机轴端的主动皮带轮内，由四个离心滑块组成，启动时，离心力使滑块紧贴在皮带轮内壁上，借摩擦力带动皮带轮旋转。

制动器为带式制动器（刹车带），包在主轴油缸的外圆面上，一端铰接在机座上，另一端连接丝杆螺母，装有手轮的丝杆使螺母移动，从而收紧或松开刹车带。

油泵由油泵电机借弹性联轴器直连驱动。

（二）卧式活塞推料离心机的工作原理

图10-2卧式单级活塞推料离心机工作原理

1一进料管；

2一布料斗；

3一鼓；

4一排料槽；

5一洗涤管；

6一排液口

如图10-2所示，转鼓全速运转后，悬浮液通过进料管1连续进人装在推料盘上的圆锥形布料斗2中，在离心力的作用下，悬浮液经布料斗均匀地进人转鼓3中，滤液经筛网网隙和转鼓壁上的过滤孔甩出转鼓外，固相被截留在筛网上形成圆筒状滤饼层。

推料盘借助于液压系统控制作往复运动，当推料盘向前移动时，滤饼层被向前推动一段距离，推料盘向后移动后，空出的筛网上又形成新的滤饼层，因推料盘不停的往复运动，滤饼层则被不断地沿转鼓壁轴向向前推移，最后被推出转鼓。

经机壳的排料槽4排出机外，而液相则被收集在机壳内，通过机壳的排液口6排出。

若滤饼需在机内洗涤，洗涤液通过洗涤管5或其他的冲洗设备连续喷在滤饼层上，洗涤液连同分离液由机壳排液口6排出。

（三）立式离心机的结构

图10-3立式离心力卸料离心机的结构

1一电机；

2一机座；

3一吸振圈；

4一传动座；

5一轴承；

6一主轴；

7一转鼓；

8一内机壳；

9一外机壳；

10一排液管；

11一蒸汽管；

12一布料器；

13一进料管；

14一洗涤管；

15一花篮；

16一筛网

立式离心力卸料离心机结构如图10-3所示。

主要由转鼓组件（包括筛篮、篮底、衬网、面网、筛网压环、分配器、加速器及回转盘等件）、主轴组件（包括主轴、轴承箱、轴承、从动皮带轮等件）、机壳部件（包括上盖、气体洗涤管、液体洗涤管、机壳）、机座组件（机座、电机、电机支架、主动带轮、减振器、底版、排液管等件）等组成。

五、离心机的检修

（一）卧式活塞推料离心机的检修

1、转鼓转鼓上的裂纹、点蚀等缺陷可采用补焊修复；

补焊的总长度不应超过转鼓上焊缝总长度的8％；

焊缝应用放大镜进行宏观质量检查，不应有气孔、夹渣、裂纹等缺陷；

焊缝咬边深度应不大于0.5mm。

同一处的焊缝允许修补次数，不锈钢为1次，碳钢为2次；

修补的焊缝较长时，转鼓要经热处理和校验静平衡。

转鼓壁厚减薄1／3时，应予以更换；

更新的转鼓，一般应将转鼓与主轴前后段（包括活塞油缸）、滤网、迷宫密封等组装在一起进行动平衡校验。

为保证动平衡能达到较理想的效果，组装时应将转鼓口密封圈固定螺钉分别进行称重，每件质量差应不大于5g。

滤网板条共6块，每块的筛系根数应相等，缝隙宽度应相同，对称安装滤网的质量应相等。

转鼓的圆度误差和径向跳动，都应不大于0.0002D（D为转鼓内径）。

2、空心轴空心主轴应进行探伤检查，不得有裂纹、腐蚀等缺陷；

主轴上的缺陷，不准修补。

主轴中心线的不直度，不应大于0.0lmm；

主轴轴颈部分与主轴中心线的不同轴度，应不大于0.01mm；

空心主轴上的各加工配合面的表面粗糙度应符合要求。

3、回转体的组装要求

（1）组装转鼓与主轴时，应保证空心主轴的锥形轴头与转鼓的内孔锥面配合良好，接触面在主轴的长度方向不少于75％，圆周方向不少于85％；

在靠大端轴向全长1／4长度内应达90％，特别不允许只在锥体的小头端贴合。

在转鼓内，连接转鼓与空心主轴的盖帽螺母下面应装有止动垫片，并用止动垫片将盖帽螺母锁紧．以防止转鼓松动。

（2）主轴颈与轴承的配合采用过度配合H7／js6；

轴承必须装到紧靠轴肩的位置，如用热套组装，油浴温度应为100～120℃。

（3）活塞装人油缸中的装配间隙应为0.022～0.060mm，若间隙过大，液压油易泄漏，并使推料速度下降。

因磨损使活塞装在油缸中的间隙超标时，可将活塞外圆车毛，用铜堆焊后再精加工至需要的尺寸。

（4）转鼓和主轴装配好后，转鼓端部的径向跳动量应不大于0.16mm。

4、液压控制系统该系统一般磨损较小，检修中主要对系统各部分进行严格的清洗，以保证油路畅通；

检修时需检查各滑阀的阀芯在阀腔中的间隙，其值应控制在0.06～0.08mm范围内，并能自由转动，若不符合要求应更换；

耐油橡胶密封环在每次检修时都应更换；

检查油质，不符合要求的应换新的合格用油。

（二）卧式刮刀卸料离心机的检修

1、转鼓转鼓上的裂纹、点蚀的焊补和要求及判废标准等与卧式活塞推料离心机相同；

转鼓中如装有滤布，更换滤布时应仔细拆装压条，推荐采用A型三角皮带作压条，它比圆形截面的橡胶压条密封效果更好。

2、主轴主轴应进行调质处理和探伤检查不得有裂纹、夹层、疏松等缺陷；

主轴中心线的不直度，应不大0.05mm／m，主轴颈与主轴中心线的不同轴度应不大于0.0lmm。

主轴与轴承配合的轴颈处以及各加工配合面的表面粗糙度不粗于Ra1.6，并不得有划痕、沟槽等缺陷。

（1）组装转鼓与主轴的要求与卧式活塞推料离心机相同；

（2）主轴颈与轴承的配合采用品，轴承必须紧靠轴肩；

轴承与主轴采用热套组装时，油浴温度为100～120℃；

（3）转鼓和主轴装配后，检测转鼓端径向跳动量应不大于0.0004D，轴向窜动量应不大于0.0005D（D为转鼓内径）。

4、液压系统和电磁阀的检修要求检修时，主要是对系统各部分进行严格清洗，保证油路的畅通。

拆卸油路时，特别是尼龙油管，应做好标记，以便复位时对号人座；

在拧紧尼龙管接头时，用力应适当，以免拧裂。

检修电磁四通阀时不得损坏阀门的引线，拆下阀门的滑杆后，可用400号砂布沾机油进行打磨；

电磁阀复位后，应在开车前试验．其启闭应灵敏。

重装的液压系统，应进行压力试验，试验压力为工作压力的1.5倍，稳压5min后降至工作压力，以无渗漏、不降压为合格。

5、刮刀的检修要求刮刀应平直，刮刀的刀口与主轴中心线的不平行度误差应不大于1mm／m；

刮刀上升至极限位置时，刀口与筛网或滤布的径向间隙为5～7mm；

在转鼓内，刮刀两端的轴向间隙为4mm。

刮刀机构应转动灵活、升降自如，在任意位置均不得与其他零部件相碰擦。

六、试车与维护保养

（一）试车前的准备工作

1、清除机体周围障碍物，盘动转鼓，应无碰擦现象；

2、检查油位和添加润滑油；

3、检查制动装置有无碰撞；

4、在空载试车前应先对液压系统和螺旋推料装置进行单独试车合格；

5、检查接地线完好。

（二）试车

1、空载试车

①确认试车准备工作完好后，可点车一次，确认转动方向正确后再开车；

②运转应无碰擦、噪声和异常振动；

③各紧固件无松动变形；

④油压系统工作正常，各阀动作可靠；

⑤刮刀升降、旋转灵活，无碰擦；

⑤转动部件温升正常，各密封处无泄漏。

⑦减速装置工作正常。

2、负荷试车

①空载试车合格后，进行4h负荷试车；

②运转平衡，无噪声，无异常振动；

③主轴承温度不超过65℃，电机电流不超过额定值；

④各控制系统工作准确、灵敏。

⑤刮刀卸料机构工作正常，无颤抖。

（三）维护保养

1、日常维护

（1）开车之前，应检查机器油箱的泊位及各个润滑点、润滑系统的注脂、注油情况，对滑油、脂短缺的，要按照设备润滑管理制度添加润滑油脂，一定要做到润滑“五定”定人、定点、定质、定量、定时）和经过三级过滤。

离心机运行时，应按照巡回检查制度的规定，定时检查油位、油压、油泵注油量；

（2）严格按操作规程启动、运转与停车，并做好运转记录；

（3）随时检查主、辅机零件是否齐全，仪表是否灵敏可靠；

（4）随时检查各轴承温度、油压是否符合要求，轴承温度不得超过70℃，若发现不正常，应查明原因，及时处理；

（5）离心机在加料、过滤、洗涤、卸料过程中，如产生偏心载荷（如有异物、滤饼分布匀等），回转体即会产生异常振动和杂音，因此在机器运行时，要特别注意检查其运行是平衡，有无异常的振动和杂音；

（6）及时根据滤液和滤饼的组分分析结果，判断分离情况，确定滤网、滤布是否破以便及时更换；

（7）检查制动装置，刹车摩擦副上不得沾油，制动装置的各零部件不得有变形、松脱等现象，保证制动动作良好；

（8）运行中应注意控制悬浮液的固液比，保证机器在规定的工艺指标内运行；

（9）检查布料盘、转鼓的腐蚀情况；

（10）随时检查油泵和注油器工作情况，保持油泵正常供油，油压保持在0．10～0.30Mpa；

（11）经常保持机体及周围环境整洁，及时消除跑、冒、滴、漏；

（12）检查紧固件和地脚螺栓有无松动现象；

（13）遇有下列情况之一时，应紧急停车。

a．离心机突然发生异常响声；

b．离心机突然振动超标，并继续加大振动；

c．驱动电机电流超过额定值不降，电机温升超过规定值；

d．润滑油突然中断。

2、定期检查

（1）每7～15天检测一次机身振动情况；

（2）每月检查和调整一次推料盘与转鼓滤网间的间隙，一般应在0.2～0.4mm之间，且四周的间隙应均匀；

（3）每3个月检查清洗一次油过滤器，保证无油垢、水垢、泥沙；

（4）每3～6个月分析一次润滑油质，保证润滑油品质符合标准；

（5）每12个月检查校验一次仪表装置是否达到性能参数要求，确保仪表装置准确。

七、离心机常见故障及处理

引起离心机故障的原因由很多，见表10-1，具体可分为以下类型：

表10-1离心机常见故障及处理

故障现象

故障原因

解决办法

离心机的振动大

①转鼓失去平衡

②主轴弯曲

③加料不均匀

④轴承损坏

⑤滤网安装不均或破损严重

⑥滤布破损

⑦地脚螺栓松动

①重新找平衡或更换

②校直或更换

③控制加料

④更换轴承

⑤重新安装滤网或修理、更换

⑥更换

⑦紧固

转鼓碰檫外壳

①转鼓摆动严重

②外壳变形或松动，密封圈碰擦

①查明原因，消除摆动

②校正、紧固外壳，修理或更换封圈

轴承温度高

①安装不正确

②缺少润滑油

①查明原因，重装

②加油

转鼓不转，电机空转

①摩擦片打滑

②摩擦片损坏

①清洗或更换

②更换

制动失灵

①刹车带有油

②刹车带磨损后铆钉露出

③制动箍断裂

④固定销脱落

①清洗除油或更换

③更换

④重装

电流过高

①负荷过大

②卸料速度太快

③转动部件卡涩

①控制加料量

②调整卸料速度

③检查并消除

分离效果达不到指标

①加料量过大

②加料阀失灵

③滤布破损

④密封处漏料

⑤筛网孔或转鼓孔堵塞

⑥结晶颗粒细

⑦悬浮液太稀

⑧推料速度太快

②修理或更换阀门

③更换滤布

④检查修理

⑤检查消除

⑥查前工序的工艺控制条件，增大粒度

⑦提高固液比

⑧减少推料次数

推料器推料速度不准

①液压操作箱失灵

②油系统漏油

①停车检查，排除故障

②停车检查，消除泄漏

推料器不推料

①料层过厚

②油压低

③碰叉螺钉松动

①主机短停一下，待料层推出后再启动

②调整溢流阀，提高油压；

清洗滤油器

③停车校正紧固

第二节离心式风机

风机是压缩和输送气体的机器。

风机的排气压力（绝对）与吸气压力P（绝对）的比值ε（即ε＝P/p），通常称为压力比（压比、压缩比）。

ε值的大小反映了压气机器所产生的压力大小，根据ε值的大小，通常将风机分为通风机和鼓风机两类。

在设计条件下，一般将全压P＜15kPa或ε＜1.15的风机称为通风机（若没有特殊规定，设计条件就是标准空气）。

因通风机的风压较低，故通常可近似地认为气体通过它时所输送的是不可压缩的流体，即气体的密度可视为常数。

一、分类

按产生的风压大小，可将通风机分为低压风机（p＜lkPa），中压风机（1kPa≤p≤3kPa），高压风机（3KPa＜p＜15KPa）。

若按结构型式的不同，可将其分为离心式、混流式、轴流式通风机。

若按用途的不同，又可将其分为压气式和排气式。

压气式通风机，是从大气中吸气，提高气体压力后送到需要的地方，即通常所谓的通风机（或送风机）；

排气式通风机，是从稍低于大气的空间吸气，提高气体压力后，排人大气中去，即通常所谓的排风机（或引风机）。

排气式风机常需用耐高温材料，结构需加强，轴承需冷却。

二、离心式通风机工作原理及结构

（一）工作原理单级离心泵相类似，是依靠高速旋转的叶轮，使机壳内的气体受到叶片的作用而产生离心力，从而增加气体的动能（速度）和压力。

如图10-4所示。

图10-4

风机的主要参数：

1、风量风量Q是指单位时间的出气量（指标准条件下的体积，即压力为101.3KPa、温度为20℃、相对湿度为50％时的空气体积），通常用m3／s（或m3／h）来表示。

2、风压风压p是指单位体积的气体通过风机后所获得的能量，通常用p表示。

它分为全风压和静风压，若不特别说明时所谓的风压通常指的是全风压。

3、转速转速n是指叶轮每分钟的转数，通常用r／min来表示。

4、功率与效率风机的功率分为有效功率（指单位时间内通过风机的气体所获得的有效能量，用符号N表示，单位为kW）、轴功率（即原动机传到风机轴上的功率，也叫风机的输入功率，用符号N表示）。

效率η为有效功率与轴功率之比。

（二）离心式风机的结构

1、离心式风机的结构离心式风机分为单级和多级，如图10-5所示，单级离心式风机主要由叶轮、机壳、导流器、集流器、进气箱和扩散器等组成，有右旋和左旋两种旋转方式，进气方式，有单侧进气（单吸）和双侧进气（双吸）两种。

双吸单级通风机，是双侧进气、单级叶轮的结构，相当于两个同样叶轮背对背地并联，在同样条件下，这种风机产生的流量是单吸的2倍。

双吸或较大型的单吸离心风机，通常将叶轮置于两个轴承中间，此种结构叫做双支承式，其优点是转动较平稳，适用于较大型风机。

多级离心式风机主要由机壳、叶轮、主轴、轴承、轴承座（箱）、密封组件、润滑装置、靠背轮（或皮带轮）、支架以及其他辅助零部件等组成。

2、主要零部件

（1）机壳由铸铁制成或用钢板焊接而成，其结构型式有水平中分式和端盖、蜗壳组合式两种。

铸铁制成的中分式机壳，其中分面经过加工。

一般离心式风机的结合面多采用橡胶垫片或石棉橡胶板密封；

而大型离心压缩式风机的结合面多以密封剂密封。

中分面法兰上装有定位销、导向杆和连接螺栓。

上机壳装有吊环或铸有吊耳，供起吊用。

机壳的支撑有悬臂式及双支撑式两种形式。

悬臂式机壳由螺栓与轴承箱连接，并有平键定位；

也有用联轴器与电机直连的。

双支撑式的机壳靠机座支撑，转子组件由两端轴承支撑。

蜗壳式的机壳多用于单级离心式风机。

它主要的作用是将通过叶轮增压后的气体收集起来，使其流向管道。

蜗壳在汇集气体过程中，由于在多数情况下，流通截面渐渐扩大，使气体产生进一步降速扩压的作用。

多级式离心式风机则是由机壳内的回流室、隔板组成机壳组件，隔板上的扩压器使气体的速度能转化为压力能，以提高气体的压力。

当气体由扩压器进入回流室时，回流室可均匀地将气体引入下一级叶轮。

隔板通常采用铸铁或铸钢制造。

（a）单级离心风机

（b）多级双支撑离心风机结构

图10-5离心式风机结构

1—排气管；

2，22—密封；

3，10，23—温度计；

4，19—机壳；

5，21—叶轮；

6—油杯；

7，17—止推轴承；

8，18—主轴；

9—通气罩；

11，24—轴承箱；

17，26—径向轴承；

13，25—联轴器；

16—主油泵；

15，27—底座；

20—回流室

（2）转子组件离心式风机的主要部件，其型式有悬臂式和双支撑式两种，它是由叶轮、主轴、密封套、平衡盘、联轴器等部件组成。

叶轮与主轴常采用静配合或过渡配合。

如采用热法装配时，应注意加热温度，一般应略低于装配件材料的退火温度的下限，以防止失去装配件加工硬化的效果。

叶轮叶轮是风机的最主要工作部件，其前后盘之间有许多较短的叶片，叶片的形式一般有前弯式、径向式和后弯式三种。

从气体所获得的压力看，前弯叶片最大，径向叶片稍次，后弯叶片最小。

从效率观点看，后弯叶片最高，径向片居中，前弯叶片最低。

从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力前提下，前弯叶轮直径最小，而径向叶轮直径稍次，后弯叶轮直径最大。

叶轮的前盘有锥形和平面两种，叶片由冲压制成后铆接或焊接在后盘上。

叶片的形状有平板形、圆弧形和中空机翼形等，如图10-6所示。

平板叶片圆弧窄叶片圆弧叶片机翼型叶片

图10-6叶片形状

风机轴主轴一般采用优质碳素钢或耐腐蚀的不锈钢加工而成，并作调质热处理，以增加其力学性能。

离心式通风机的主轴在运转中，承受着弯矩和扭矩的作用，因其支承方式各有不同，故其受力也不尽相同。

离心式风机主轴、叶轮等传动部件组装应进行静平衡试验，转速较高者，必须做动平衡试验，主轴不应有裂纹、凹痕。

（3）轴承轴承是支撑转子、保证转子能平稳旋转的部件，并能承受转子所产生的径向推力和轴向推力。

滑动与