淺談鑄鐵造紙烘缸在靜平衡試驗(yàn)中的幾個(gè)問題

岳建新，王建祥，董本萬

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院焦作分院，河南焦作454100）

淺談鑄鐵造紙烘缸在靜平衡試驗(yàn)中的幾個(gè)問題

岳建新，王建祥，董本萬

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院焦作分院，河南焦作454100）

本文對鑄鐵造紙烘缸精確靜平衡試驗(yàn)中出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行了論述，并對其重要性和試驗(yàn)方法做了詳細(xì)的闡述，為制造企業(yè)在市場不景氣的背景下降低企業(yè)成本提高制造質(zhì)量提供了可借鑒的思路。

烘缸；靜平衡試驗(yàn)；制造監(jiān)督檢驗(yàn)

隨著造紙機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步，我國現(xiàn)代化造紙機(jī)械的發(fā)展迫切需要造紙?jiān)O(shè)備的維護(hù)技術(shù)[1]?，F(xiàn)代制漿造紙機(jī)械幾乎全部由大量的旋轉(zhuǎn)件構(gòu)成，這些旋轉(zhuǎn)件無論在加工制造過程，還是舊紙機(jī)改造和造紙生產(chǎn)過程中都需要進(jìn)行平衡校驗(yàn)。近年來造紙機(jī)車速不斷提高，幅寬不斷增加，在生成過程中旋轉(zhuǎn)件不平衡問題變得愈加突出，已成為亟待解決的重要問題。

鑄鐵烘缸是造紙?jiān)O(shè)備中用于烘干的重要部件，一般使用壓力為0.3～0.8 MPa，溫度為143～170℃.為了保證出紙質(zhì)量，在使用過程中要控制烘缸在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的振動(dòng)不能超標(biāo)。因此，鑄鐵烘缸在制造過程中要有合理的制造工藝參數(shù)，并通過靜平衡試驗(yàn)進(jìn)行校核和配重[2]。以保證其靜平衡指標(biāo)滿足要求。

為提高生產(chǎn)效率和車速，在制漿造紙?jiān)O(shè)備技術(shù)改造中，往往注重設(shè)備的生產(chǎn)能力、脫水能力、干燥能力的提高，而忽視了由于車速提高后帶來的平衡狀態(tài)的惡化問題。因此，輥筒良好的平衡對提高制漿造紙?jiān)O(shè)備的運(yùn)行水平、生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮設(shè)備的潛能，有著極其重要的意義。本文對烘缸的精確靜平衡技術(shù)進(jìn)行了研究，以指導(dǎo)制漿造紙?jiān)O(shè)備維修中輥筒的平衡工作。輥筒是制漿造紙?jiān)O(shè)備中最常用的一類部件，其平衡問題不僅關(guān)系到制漿造紙?jiān)O(shè)備工作的可靠性，而且關(guān)系到制漿造紙?jiān)O(shè)備工作的穩(wěn)定性。

1 輥筒的不平衡造成的不利影響

要使機(jī)械設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，必須有持續(xù)、恒定的力和力矩；使其進(jìn)行勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，要使轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，其離心力必須平衡。當(dāng)由于某種原因，無法保證其離心力平衡，或其不平衡狀態(tài)超過一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，振動(dòng)現(xiàn)象就顯現(xiàn)出來，振動(dòng)往往會(huì)引起設(shè)備本身的精度和可靠性下降、零件磨損、疲勞及噪聲，烘缸的振動(dòng)會(huì)影響造紙的質(zhì)量。由于鑄鐵是脆性材料，振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成托輥斷裂等損壞。

烘缸的不平衡會(huì)使其轉(zhuǎn)動(dòng)部件產(chǎn)生附加載荷，使動(dòng)力消耗增加，配合部件的磨損速度增大；設(shè)備工作的可靠性、穩(wěn)定性下降，斷裂的可能性加大，變形及磨損加劇，維修費(fèi)用增加；設(shè)備的維修周期縮短，有效工作時(shí)間減少，生產(chǎn)效率降低；加劇振動(dòng)、噪聲，惡化工作環(huán)境。

我國輕工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB2551-2008第3.6條規(guī)定“外徑不大于2 000 mm的烘缸轉(zhuǎn)速不大于300 m/min時(shí)，以及直徑大于2 000 mm的烘缸轉(zhuǎn)速大于100 min時(shí)，應(yīng)進(jìn)行靜平衡校核，其剩余不平衡量應(yīng)不超過烘缸自重的0.0005.每塊平衡塊質(zhì)量應(yīng)不超過25 kg”[2].

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)要求，在進(jìn)行烘缸制造監(jiān)督檢驗(yàn)過程中，將靜平衡試驗(yàn)作為一個(gè)重要的監(jiān)檢項(xiàng)目進(jìn)行控制，靜平衡試驗(yàn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，才運(yùn)行進(jìn)行下一道制造工序，靜平衡試驗(yàn)不合格不予辦理監(jiān)檢證書。

2 存在的問題

2.1 靜平衡試驗(yàn)架不合格。

QB2551-2008《造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸技術(shù)條件》4.3條規(guī)定“校靜平衡時(shí)，應(yīng)采用導(dǎo)軌式平衡裝置”。烘缸靜平衡試驗(yàn)裝置如圖1所示。這就要求該導(dǎo)軌式平衡裝置首先應(yīng)該是合格的，即要求導(dǎo)軌的平衡應(yīng)該符合要求，且在同一平面內(nèi)，按照靜平衡試驗(yàn)工藝去試驗(yàn)，結(jié)果是合格的；反之，烘缸的靜平衡試驗(yàn)就不能保證試驗(yàn)結(jié)果是合格的。但有些制造單位的靜平衡試驗(yàn)裝置安裝是合格的，但在短時(shí)間內(nèi)很快就失去了應(yīng)有的精度。其主要原因如下：

圖1 靜平衡試驗(yàn)裝置示意圖

（1）在烘缸的靜平衡試驗(yàn)裝置吊裝時(shí)，對軌道造成不應(yīng)有的碰撞，使軌道失去應(yīng)有的精度。

（2）不注重對試驗(yàn)裝置的維護(hù)，甚至將其當(dāng)成其它工序的工作臺(tái)（如油漆，包裝等），造成裝置上的導(dǎo)軌工作面上有油漆，油污，工具碰撞的疤痕等，導(dǎo)致軌道精度達(dá)不到技術(shù)要求。

（3）靜平衡裝置的基礎(chǔ)下沉，導(dǎo)致兩條軌道不在一個(gè)平面上，影響精度。

（4）對靜平衡裝置管理差，不注重日常維護(hù)，導(dǎo)致失去應(yīng)有的精度，不能及時(shí)修理和調(diào)教。

2.2 靜平衡試驗(yàn)未嚴(yán)格執(zhí)行工藝文件

靜平衡試驗(yàn)按QB2551-2008《造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸技術(shù)條件》的要求，應(yīng)在導(dǎo)軌式裝置上進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，將烘缸放置于導(dǎo)軌上，兩端軸與導(dǎo)軌接觸，如果烘缸的重心不在通過烘缸軸的軸線上，即存在偏心，在重力的作用，烘缸會(huì)在導(dǎo)軌上進(jìn)行緩慢的滾動(dòng)，直到重心處于最低點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)才會(huì)停止?jié)L動(dòng)；但是在導(dǎo)軌和兩端軸間存在摩擦力，故會(huì)帶來偏差，因此需反向滾動(dòng)，再確定重心的位置，前后兩個(gè)重心位置因摩擦力的存在，不會(huì)重合，可取其中間位置。用適量的橡膠皮泥或磁鐵在重心的中心對稱位置進(jìn)行配重，當(dāng)符合要求時(shí)用配重塊（鑄鐵塊）固定在烘缸的缸蓋上，然后重新在平衡架上做靜平衡試驗(yàn)。如果烘缸在任意位置都能保持靜止?fàn)顟B(tài)，這就達(dá)到了烘缸靜平衡的要求（剩余不平衡量不超過烘缸自重的0.0005）。

在監(jiān)督檢驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)有部分企業(yè)無靜平衡試驗(yàn)工藝，有在試驗(yàn)時(shí)不按規(guī)定的工藝進(jìn)行，既不用橡皮泥也不用磁鐵（有的是管理不善配重的磁鐵丟失嚴(yán)重），僅僅憑經(jīng)驗(yàn)在缸蓋上加平衡塊，不考慮滾動(dòng)摩擦的影響，不去從正反兩個(gè)方向認(rèn)真確定烘缸的重心等現(xiàn)象。還有些企業(yè)雖制定了工藝，過于簡單，不能指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

2.3 制造過程中靜平衡試驗(yàn)的時(shí)機(jī)問題

在制造過程中，有存在未安裝標(biāo)準(zhǔn)的要求在精車后，水壓試驗(yàn)前進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)的現(xiàn)象。有的在缸面進(jìn)行粗磨后進(jìn)行，有的在水壓試驗(yàn)后進(jìn)行。在水壓試驗(yàn)后進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)會(huì)受到未排出的水對于靜平衡試驗(yàn)的干擾。

3 結(jié)束語

要解決鑄鐵烘缸制造過程中靜平衡試驗(yàn)存在的問題，應(yīng)該從以下三個(gè)方面入手：

（1）制定正確和完善的鑄鐵烘缸靜平衡平衡試驗(yàn)工藝文件，并保證在制造過程中嚴(yán)格執(zhí)行；

（2）加強(qiáng)設(shè)備管理，做到平衡試驗(yàn)裝置專人保管，專人使用，嚴(yán)禁在平衡試驗(yàn)裝置上做與靜平衡試驗(yàn)無關(guān)的工作，保證靜平衡試驗(yàn)裝備的安全；

（3）定期對靜平衡試驗(yàn)裝置進(jìn)行精度校準(zhǔn)工作，發(fā)現(xiàn)達(dá)不到預(yù)設(shè)精度時(shí)，要立即修理，堅(jiān)持精度不合格的的試驗(yàn)裝置不準(zhǔn)使用的原則。

[1]張輝.造紙機(jī)械狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)展[J].中國造紙2003，22（11）：51.

[2]中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì).QB 2551-2008：造紙機(jī)械用鑄鐵烘缸技術(shù)條件[S].北京：輕工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化編輯出版委員會(huì).

Thermal Stress Coupling Simulation Analysis of Brake Drum based on ANSYS

YUE Jian-xin，WANG Jian-xiang，DONG Ben-wan
（Jiaozuo Branch of Henan Boiler and Pressure Vessel Safety Inspection and Research Institute，Henan Jiaozuo 610039，China）

In this paper，using the ANSYS technology of automobile brake drum of the continuous brake temperature distribution simulation analysis，respectively of brake drum under the structure load，thermal load and thermal load and the structure loads of simulation analysis and the results were compared，under the same condition，the double load under the simultaneous action of the brake drum of the maximum stress ratio under the action of loads separately to much larger and provides an engineering method of the brake drum design.

dryer；static balance test；manufacturing supervision and inspection

T S735+.7

A

1672-545X（2016）09-0225-02

2016-06-12

岳建新（1963-），男，河南焦作人，本科，工程師，從事承壓類特種設(shè)備安全監(jiān)督工作。