卷煙制絲線(xiàn)異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)的改進(jìn)

普云偉 方瑞萍 肖智斌 吳昌潤(rùn) 朱 娜

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司會(huì)澤卷煙廠(chǎng)，云南 會(huì)澤 654200）

0 引言

煙草制絲過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量高溫、高濕、有異味的廢氣，這些廢氣的釋放不僅會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染，還會(huì)造成能源浪費(fèi)[1]。這部分廢氣的主要成分是芳香烴、烷烴和酚類(lèi)等有機(jī)物，在排入大氣前需要經(jīng)過(guò)除塵除異味和排潮除異味處理，目前使用最多的排潮除異味系統(tǒng)由增配風(fēng)機(jī)和低溫等離子除異味機(jī)組成，含水汽和雜質(zhì)的氣體由增配風(fēng)機(jī)送入除異味機(jī)，經(jīng)過(guò)低溫等離子反應(yīng)將有害成分凈化，轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。增配風(fēng)機(jī)是排潮除異味系統(tǒng)的中段增壓設(shè)備，其作用是對(duì)各工藝主機(jī)排潮管內(nèi)的廢氣進(jìn)行增壓，使各管路內(nèi)的廢氣能順利進(jìn)入靜壓箱及后段的高壓等離子發(fā)生器[2]。近年來(lái)，圍繞節(jié)能降耗，對(duì)煙草異味處理系統(tǒng)控制方式改進(jìn)與優(yōu)化的研究較多[3-5]，但對(duì)設(shè)備缺陷改進(jìn)的研究較少。該文對(duì)某卷煙廠(chǎng)制絲線(xiàn)異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)的聯(lián)接方式進(jìn)行改進(jìn)研究，從根本上解決了電機(jī)頻繁燒毀的問(wèn)題。

1 增配風(fēng)機(jī)概況

異味處理系統(tǒng)增配風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)與停止由主機(jī)設(shè)備控制，一經(jīng)運(yùn)行起來(lái)，就按設(shè)定頻率運(yùn)行直至制絲主機(jī)設(shè)備停止運(yùn)行。相應(yīng)的變頻器控制相應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，廢氣由風(fēng)機(jī)送入異味處理靜壓箱。當(dāng)相應(yīng)增配風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停止運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)報(bào)警信息。一旦增配風(fēng)機(jī)出現(xiàn)報(bào)警停止運(yùn)行，由于連鎖控制的原因，相應(yīng)的主機(jī)設(shè)備也會(huì)隨之停止運(yùn)行，導(dǎo)致停機(jī)斷料，影響生產(chǎn)的連續(xù)性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，增配風(fēng)機(jī)發(fā)生故障的次數(shù)見(jiàn)表1，經(jīng)過(guò)8各月的跟蹤觀(guān)察，平均故障次數(shù)為3.5次，遠(yuǎn)高于車(chē)間所要求的故障頻次，因此有必要對(duì)風(fēng)機(jī)燒毀問(wèn)題進(jìn)行研究。

表1 改進(jìn)前增配風(fēng)機(jī)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

2 增配風(fēng)機(jī)燒毀的原因

為找到增配風(fēng)機(jī)燒毀的根本原因，該文從電機(jī)工作環(huán)境、電機(jī)運(yùn)行負(fù)載、缺相運(yùn)行、電機(jī)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行深入分析。首先對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，增配風(fēng)機(jī)房的環(huán)境溫度一般在21℃～26℃，均低于增配風(fēng)機(jī)電機(jī)的額定環(huán)境溫度40℃，環(huán)境濕度為58%～63%RH，符合要求。其次經(jīng)過(guò)逐一分析，法蘭與輸出軸密封性能極差，電機(jī)與葉輪存在串氣，導(dǎo)致廢氣流竄到電機(jī)內(nèi)部，使電機(jī)受潮，這是造成電機(jī)燒毀的根本原因。該研究針對(duì)電機(jī)與葉輪存在的串氣現(xiàn)象，對(duì)風(fēng)機(jī)與電機(jī)的聯(lián)接方式進(jìn)行了改進(jìn)，使電機(jī)免受受潮影響而燒毀。

3 電機(jī)與葉輪聯(lián)接方式的選擇

電機(jī)與葉輪的聯(lián)接方式有兩種：盤(pán)式聯(lián)軸器聯(lián)接和傳動(dòng)軸聯(lián)接，為了找到更合適的改進(jìn)方法，該文從改造費(fèi)用、改造耗時(shí)、難易程度三方面進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)表2。

表2 聯(lián)接方式的對(duì)比

通過(guò)分析比較，采用傳動(dòng)軸聯(lián)接較為經(jīng)濟(jì)，便于安裝，運(yùn)行平穩(wěn)性較好，所以采取傳動(dòng)軸聯(lián)接。

4 電機(jī)與葉輪聯(lián)接方式的改進(jìn)實(shí)施

4.1 確定加工件材質(zhì)

增配風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)為各烘絲機(jī)、回潮機(jī)及加香加料機(jī)產(chǎn)生的各類(lèi)工藝廢氣，該類(lèi)廢氣不僅含有大量水分，還具有一定的腐蝕性。為保證電機(jī)支座及傳動(dòng)軸滿(mǎn)足實(shí)際工況需要，小組成員綜合以上因素，提出45#鋼、40Gr不銹鋼及QT400-15球墨鑄鐵三種備選材質(zhì)。綜合考慮以上三種材料的耐腐蝕性、力學(xué)性能、可加工性以及經(jīng)濟(jì)性，40Gr不銹鋼的綜合力學(xué)性能好，最終選擇40Gr不銹鋼為電機(jī)支座及傳動(dòng)軸的加工材料。

4.2 確定設(shè)計(jì)尺寸

拆卸增配風(fēng)機(jī)，對(duì)電機(jī)支座及傳動(dòng)軸加工過(guò)程中涉及的相關(guān)尺寸進(jìn)行測(cè)量，實(shí)測(cè)內(nèi)容及參數(shù)見(jiàn)表3，然后根據(jù)測(cè)量尺寸進(jìn)行加工制作。

表3 實(shí)測(cè)參數(shù)表

4.3 三維實(shí)體建模，裝配干涉檢查

根據(jù)之前實(shí)測(cè)所獲得的相關(guān)尺寸參數(shù)，運(yùn)用SolidWorks對(duì)傳動(dòng)軸及電機(jī)支座進(jìn)行實(shí)體建模，如圖1、圖2所示。

圖1 傳動(dòng)軸實(shí)體模型

圖2 電機(jī)支座實(shí)體模型

通過(guò)模擬裝配可知所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)軸滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)與電機(jī)的裝配要求。在SolidWorks界面中，單擊“裝配體”工具欄中的“干涉檢查”按鈕，或者選擇“工具”/“干涉檢查”菜單命令，在“屬性管理器”中彈出“干涉檢查”屬性管理器，設(shè)置裝配體干涉檢查屬性。在“所選零部件”選項(xiàng)組中，系統(tǒng)默認(rèn)選擇整個(gè)裝配體為檢查對(duì)象，在“選項(xiàng)”選項(xiàng)組中，選中“使用干涉零件透明”復(fù)選框，在“非干涉零部件”選項(xiàng)組中，選中“使用當(dāng)前項(xiàng)”復(fù)選框，如圖3所示。結(jié)果表明，各部件裝配無(wú)干涉，相關(guān)設(shè)計(jì)尺寸滿(mǎn)足模擬裝配要求。

圖3 增配風(fēng)機(jī)干涉檢查

4.4 繪制加工圖

根據(jù)Solidworks相關(guān)設(shè)計(jì)尺寸，應(yīng)用AutoCAD繪制傳動(dòng)軸及電機(jī)支座的二維加工圖紙。

4.4.1 傳動(dòng)軸二維加工圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量尺寸，設(shè)計(jì)聯(lián)接軸的總長(zhǎng)度為165mm，輸出端長(zhǎng)度為76mm，軸兩端外徑分別為70mm和38mm，如圖4所示。

圖4 傳動(dòng)軸二維加工圖

4.4.2 電機(jī)支座二維加工圖

根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)電機(jī)支座的高度為120mm，上下底座直徑分別為350mm和300mm，上下底座上分別設(shè)計(jì)四個(gè)螺孔，用于螺栓與地面、電機(jī)的安裝固定，電機(jī)支座二維加工圖如圖5所示。

圖5 電機(jī)支座二維加工圖

4.5 傳動(dòng)軸加工制作

根據(jù)加工圖紙制作傳動(dòng)聯(lián)接軸及電機(jī)支座。傳動(dòng)軸是旋轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面組成，加工過(guò)程中須注意表面粗糙度、位置精度、幾何形狀精度和尺寸精度。根據(jù)實(shí)際加工尺寸，毛坯采用棒料，先車(chē)端面，然后鉆中心孔，再用頂尖支承候車(chē)削外圓，有利于安裝的牢固性，并能保證較好的同軸度。

4.6 現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試

進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試，確保各部位聯(lián)接緊固、有效，電機(jī)接線(xiàn)正確。單機(jī)運(yùn)行工況較好，無(wú)明顯異響及振動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)安裝好的裝置如圖6所示。

圖6 配風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸安裝實(shí)物圖

5 效果檢查

該文連續(xù)五天對(duì)改進(jìn)的增配風(fēng)機(jī)工作電流進(jìn)行了測(cè)量和跟蹤，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 工作電流效果跟蹤統(tǒng)計(jì)

測(cè)量結(jié)果表明，增配風(fēng)機(jī)實(shí)際電流已降至工作電流以下，且電機(jī)異常振動(dòng)情況已完全消除，干燥槽電機(jī)輸入電流降至額定電流以下，且電機(jī)表面溫度大幅下降，干燥槽電機(jī)過(guò)載次數(shù)為0次，干燥槽系統(tǒng)故障合計(jì)0次，實(shí)施效果明顯。

經(jīng)過(guò)6個(gè)月的驗(yàn)證，故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)阿金表5，9臺(tái)增配風(fēng)機(jī)的月平均故障次數(shù)為0.33次/月。

表5 5月—10月增配風(fēng)機(jī)故障次數(shù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)發(fā)生故障的原因進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 5月—10月增配風(fēng)機(jī)故障情況調(diào)查（次）

通過(guò)分析，產(chǎn)生的故障要么是由風(fēng)機(jī)引起，要么是由信號(hào)引起，電機(jī)燒毀導(dǎo)致的故障情況已完全解決，采用傳動(dòng)軸聯(lián)接的方式能夠有效防止水汽和雜質(zhì)進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部。

6 結(jié)語(yǔ)

異味處理系統(tǒng)在卷煙制絲生產(chǎn)過(guò)程中具有重要作用，增配風(fēng)機(jī)在異味處理系統(tǒng)中提供傳輸動(dòng)能，其工作性能的好壞會(huì)直接影響制絲整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)。該研究分析了增配風(fēng)機(jī)電機(jī)頻繁燒毀的根本原因，制定了解決方案，進(jìn)行了對(duì)策實(shí)施。效果驗(yàn)證表明，將風(fēng)機(jī)與葉輪的聯(lián)接方式改為傳動(dòng)軸聯(lián)接，能夠有效解決“串氣”問(wèn)題，防止水汽和雜質(zhì)進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，可延長(zhǎng)電機(jī)壽命，降低故障頻率，確保制絲線(xiàn)的平穩(wěn)、連續(xù)運(yùn)行。該種聯(lián)接裝置具有一定的創(chuàng)新性，并獲得了國(guó)家專(zhuān)利局認(rèn)可[6]，在行業(yè)內(nèi)外都具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。