简易通用型清洗机研制与应用

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空压机是机械制造行业中提供压缩空气的动力设备，也是船舶制造工艺中打磨、喷涂工序必需的配套设备≌压机正常运行与否关系到船舶建造的质量和进度，设备的正常维护至关重要。

空压机采用水池-水泵-空压机冷却器-冷却塔-水池的闭式循环冷却水系统，长期运行后，冷却器铜管内壁产生水垢并逐渐加厚，结垢严重时甚至堵塞管道，严重影响冷却效果和换热效率并引起压缩空气高温警报≌压机的高温停机会对生产造成极大影响，及时检查冷却器工况并清除水垢，对空压机的正常运行十分重要。

泰州口岸船舶有限公司由于生产规模的多次扩张，先后建有多个空压站，配备有多台南京压缩机厂20～100m3/min L型活塞式空压机和 1 80m3/min离心式空压机。这些空压机长期运行后冷却器结垢严重，经常发生超温停机现象，严重影响生产，因此必须及时对空压机冷却器进行除垢清洗。由于空压机数量多、地点分散，冷却器除垢清洗时必须多次拆装，工作量大，费时长，为此研制了-种简易多用途的清洗机，以解决型号不同、大小不-、安装方式不同的冷却器除垢清洗的问题，达到清洗维护全部冷却器的目的。

二、研制思路根据水垢化学成分的分析，空压机冷却器水垢层主要由盐垢(钙镁的碳酸盐垢、磷酸盐垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢)以及杂质(铁锈、铜锈、尘土、生物黏泥)组成，盐垢可以利用化学的方法进行分解 ，铁锈、尘土、生物黏泥等杂质可以利用冲洗等物理化学去除。

基于以上分析，研制的清洗机应具有化学处理和物理冲洗的功能。利用稀释的化学药剂进行除垢清洗，必须在冷却器管程内部形成-个闭式的循环，反复循环冲洗，-是提高化学药剂的利用率，避免浪费；二是增加化学药剂与水垢的反应时间；三是利用水流的反复冲击，有利于垢层和杂质的剥落清洗。

产率较高。对于 20mm以下的对接焊可以不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。

(2)焊缝质量高。对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，只要焊接工艺选择恰当，较易获得稳定高质量的焊缝。

(3)劳动条件好。除了减轻手工操作的劳动强度外，电弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好。埋弧 自动焊至今仍然是工业生产中最常用的-种焊接方法，适于批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。

改进后的滚筒焊接工艺如下(参见图 2)：图2 改进后的滚筒焊接工艺示意图(1)第-道焊缝在滚筒横缝反面进行施焊，采用CO：气体保护焊接，焊机电流调至 180A，电压调至 27V。

(2)第二道填充焊缝在滚筒横缝正面施焊，采用埋桓接 ，焊接电流 400A、电压 25～27V、速度 170ram/rain。

(3)第三道填充焊缝在滚筒横缝正面施焊，采用埋桓接，焊接电流 500A、电压 28～32V、速度 136ram/rain。

(4)第四道填充焊缝在滚筒横缝正面施焊，采用埋桓接，焊接电流 600A、电压 35～37V、速度 116mm/min。

(5)滚筒横缝盖面焊，采用埋桓接，焊接电流 620A、电压36-40V、速度 105mm/min。

采用改进后的滚筒焊接工艺后，较之传统焊接工艺，产品质量提高30%；去除碳弧气刨流程，效率提升30%。同时降低了制造成本和返修率，减少了工人劳动强度，-次探伤合格率达到97%左右。

4.结论改进后的滚筒焊接工艺有效地消除了传统工艺的缺陷，提高生产效率、降低制造成本的同时大大提高了产品的质量，滚筒筒皮寿命大幅延长，返修率明显降低，经济效益显著。

W 1 3.08-26作者通联：神华黄骅港务公司设备维修保障中心 河北沧州市黄骅渤海新区 061113E-mail：kaigu1982.63-###163.eom (编辑 王 其]kQWltli.tlil 2013№8图 由于装在空压机上的冷却器已是闭式循环冷却水系统中与空气冷热交换的-环 ，再建立其与清洗机的闭式循环，必须要将前者首先从闭式循环冷却水系统中脱离出来，可以在冷却器进出口管道上加装相关阀门和清洗接口，清洗时只要切换阀门，连接与清洗机的接口管路即可进行循环清洗。

三、设计原则1.简易实用、操作方便从简易实用出发，研制的清洗机在清洗大型冷却器时 ，应考虑不从空压机上拆下冷却器便可完成清洗(图1)，以方便操作并节约停机维护的时间。要完成这个设想，空压机安装时冷却器水管进出口上必须加装阀门和清洗预留接口，已安装的空压机也要进行加装阀门和清洗预留接口的改造，以便迅速切换到清洗循环回路，减少清洗前的辅助准备时间。

图 1 清洗机循环清洗(清洗方式-)2.通用适用、-机多用对于小尺寸或没有条件进行循环冷却水路改造的冷却器，可以考虑将冷却器芯从空压机上拆下，直接放人清洗机中进行浸泡冲洗(图2)。也就是说，清洗机还必须具备浸泡冲洗小尺寸冷却器芯的功能。这样就可以根据冷却器品种尺寸以及安装条件的不同情况，选择更为灵活的清洗方式。

只要 是冷却器换热部件，理论上都可以用清洗机进行循环清洗。

不限于空压 机冷 循环泵却器，换热器 、冷凝器、蒸发器等同样适用 ，并根据污塑 、 用对 图2小尺寸冷却器芯浸泡冲洗 应的清洗： (清 方 二三)。。-四、清洗机结构设计根据空压机厂方资料提供的冷却器容量数据，确定循环水箱的容量为250L。选定泵的流量为8m3/h，经测算，循环水箱内150-200L药液 11.5min即可循环置换-次。由于直接与药液接触，泵阀选用耐腐蚀的产品，箱体及管道做防腐处理。综合上述两种清洗模式且兼顾两种类型的冷却器，确定清洗机管道连接如图3，设计清洗机结构如图4。

团 设置管理与维幢 2013№8图 3 清洗机管道连接图4 清洗机结构(1)清洗方式-(大尺寸冷却器清洗循环回路)：三通球阀至 位置，关闭冷却器与原循环冷却水系统的进出口阀门，环水箱-循环泵进口-循环泵-循环泵出口-冷却器出水口-冷却器芯-冷却器进水口-循环水箱。

(2)清洗方式二(小尺寸冷却器清洗循环回路)：三通球阀至 位置，小尺寸冷却器芯拆下浸入至循环水箱药液中，循玉水箱-循环泵进口-循环泵-循环泵出口-循环水箱。

(3)清洗操作：①连接相关管道，确认所有管道阀门正确自启闭状态；对于小尺寸冷却器，先将冷却器芯拆下并放入到清机循环水箱内。②在清洗设备容器内注入适量的水，通电试泵确认各连接处无泄漏和电机转向后停机。③在清洗设备容器注入适量的高效除垢剂 ，根据结垢程度和清洗速度选择适当自稀释比例。④开启清洗设备进行清洗 ，每隔 15-30min检测 pH值。如 pH值大于 1，需：N'Ja适量的第奥克斯98，使 pH值保持在 1以下。4～6h后停机，排出废液并妥善处理。对于小尺寸冷却器芯 ，最好 先 浸 泡 30min 图 5 冷却器清洗前后对比大型挤压机齿轮箱振动故障分析王永贵摘要 采用 离线振动数据采集器，采集齿轮箱内部的振动速度信号，进行频谱分析 ，判断齿轮箱内部的故障部位及程度，避免设备事故的发生及计划外停车。

关键词 挤压机 齿轮箱 振动 分析中图分类号 TH113.1 文献标识码 B1.概述大型聚乙烯装置挤压机是挤压造粒系统的核心设备，其正常运行与否直接关系所在装置乃至全厂设备的安稳运行。该机组型号 ZSK-350(无熔融泵 )，德 国CWP公司制造 ，最大生产能力为55t/h；主电机(恒速电机)功率9460kW，转速 1500r/min；辅电机(变频电机)功率 355kW，转速 392r/min；螺杆转速 166～240r/min。

在机组齿轮箱油液铁谱分析中发现，磨损总量-个月内从100增加到 200，因油液分析不能确切知道齿轮箱内哪个部件出现故障，为此，采用振动及频谱分析，以确认故障原因及部位。

该机齿轮箱传动系统结构复杂(图 1)，为了能直接监测到齿轮箱内部各轴承测点处真实的振动状态，在齿轮箱内部用螺纹联接安置了24个振动加速度传感器(图1)，通过引线把振动信号引到轴承箱外面，用离线振动数据采集分析器通过BNC接头，采集齿轮箱内各转动轴承的振动信号，这较之测壳体振动更能直接反映齿轮箱内部机件的实际振动状态。

2.振动监测及分析图 2显示，齿轮箱内VE6465测点在 2012年 12月 31 Et为1.61mm/s，到2013年 1月22日时上升到1.86mm/s，其他测点的振动值基本保持不变。如果按照ISO 10816-3的振动烈度评价标准，机组振动值尚属良好的安全允许区域。单看振动值并只根据振动标准进行判断，往往会误判为机组还处在 良好安全区域，但由于机器的千差万别，不能只根据振动绝对标准进行判断，更重要的是还要看振动趋势及振动频谱的变化，特别是对已投入长时间运转的机器。从图2看到，在2012年 12月底开始，该点的振动值就已开始出现缓慢的微小变化，到次年 1月份振动变化已较明显。

VE6465测点是右螺杆(从电机往前看)止推轴承的轴向测点位置，根据之前和该齿轮箱制造厂家技术人员交流得知，该种推力轴承的振动评估方法跟-般的轴承不同。只有在轴承损坏前系统才显示轻微的振动量增加，当前出现的这种小的振动量(0.25mm/s)的增加，说明该止推轴承很可能已经到了快损坏的程度，这不通过频谱分析而只通过振动值的轻微增加就可做出的判断。

另外，从振动频谱趋势图来看(图3)，从2012年 12月底开始，振动频谱成分相对之前较丰富，为了确定这些频谱成分的来源及齿轮箱内部的变化，有必要做进-步的精密分析。

从 VE6465测点的振动频谱对比来看 ，1月底的频谱丰富很多，初看比较难从这些频谱成分中找出故障的根源，但仔细分析，在G5及 G11齿啮合频率 (根据各轴的转速及齿轮齿数计算)的3倍(101Hz)、4倍谐频(134Hz)上有螺杆转速(3Hz)的边频(图4)，而之前正常时没有出现(图5)。

齿轮在啮合过程中，受到-些不良因素的影响时，其振动波形往往会产生调制现象。这些不良因素如齿轮偏心、齿距不均匀、加工安装精度不够等先天性因素，这些齿轮箱在投用初期齿轮的振动波形就有调制现象。另外-个因素是由于后天使用过程中由于轴承磨损或损坏，也会使齿轮的振动波形产生调制现象。这两种因素都会使齿轮的载荷及扭矩产生波动，前者产生幅值调制，后者产生频率调制。在频域上看，会在齿左右再循环冲洗.⑤在清洗设备容器内再次注入适量的清水，对清洗机和冷却器二次汰洗。⑥汰洗-段时间后排出清水，移走清洗机并重新连接冷却器的循环冷却水管道。

五、清洗效果上述自行研制的清洗机对空压机冷却器清洗后，目测冷却器管壁内部光滑，无白色或黄色结垢(图5)。

清洗维护后的空压机冷却器换热效率提高 ，空压机排气温度明显下降。该清洗机简易实用、操作方便，彻底解决了多型号多尺寸冷却器的清洗除垢问题，现已推广至中航船舶重工有限公司使用。

实践证明该清洗机具备基本的循环清洗除垢功能且效果显著 ，还可作进-步的完善和改进 ，如加装箱盖(防止药液溅出)、加热及温控装置(提高药剂反应速度 ，缩短除垢时间)、液位计(便于观测和控制液位)、水垢过滤装置、电机相序保护装置等。

W 1 3.08-27作者通联：泰州1：2岸船舶有限公司设备基建部 江苏泰州市高港区 225321E-mail：kaxm888###sina.tom[编辑 王 其]设置管理与维住2013№8 I圄