風(fēng)機(jī)葉輪維修效率提高的方法研究

陳立 徐偉東

摘? 要：浙江中煙杭州卷煙廠自十一五技改以來(lái)，車間設(shè)備更新?lián)Q代，十一五技改以來(lái)，大量的風(fēng)機(jī)應(yīng)用于車間內(nèi)潤(rùn)葉機(jī)、就地風(fēng)選機(jī)、加料機(jī)、SH93、HDT等設(shè)備中。風(fēng)機(jī)葉輪安裝于電動(dòng)機(jī)軸上，在風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)拆裝葉輪時(shí)空間狹小，沒(méi)有合適的拆裝工具，平時(shí)都是通過(guò)撬棒、榔頭直接敲擊葉輪等方式來(lái)拆裝，平均拆裝一個(gè)葉輪需要3名維修工2小時(shí)，維修效率低下，工作強(qiáng)度大。而且敲擊安裝易損傷葉輪表面，影響動(dòng)平衡以及由于沖擊作用易損壞電機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸向間隙和引起竄動(dòng)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

通過(guò)設(shè)計(jì)一種拆裝工具，解決蝸殼內(nèi)維修過(guò)程中葉輪拆裝困難、維修效率低下的問(wèn)題，使葉輪整個(gè)拆裝過(guò)程降低到2名維修工1個(gè)小時(shí)左右。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);電機(jī);風(fēng)機(jī)葉輪;風(fēng)機(jī)拉馬

引言

2011年，隨著易地技改項(xiàng)目搬遷投產(chǎn)，新杭州卷煙廠落戶之江轉(zhuǎn)塘， 隨著廠房的搬遷杭州卷煙廠也更新?lián)Q代一批國(guó)際領(lǐng)先的煙機(jī)設(shè)備。安裝調(diào)試落幕生產(chǎn)有條不紊的進(jìn)行，設(shè)備的更新也大大提高了車間的生產(chǎn)制造能力。但隨著時(shí)間的推移，我們?cè)趯?duì)設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了很多的問(wèn)題。

例如風(fēng)機(jī)葉輪的拆裝：風(fēng)機(jī)葉輪在我單位應(yīng)用廣泛，使用平率高。因?yàn)槲覀儐挝粚?shí)行的兩班制工作制度，所以設(shè)備機(jī)器基本保持在一天16-20個(gè)小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間。在高強(qiáng)度工作環(huán)境下機(jī)器損耗高，所以我們需要定期的檢查維修。風(fēng)機(jī)葉輪更換自然是我們常規(guī)維修項(xiàng)目之一。然而我單位因生產(chǎn)需求有些風(fēng)機(jī)葉輪安裝在空間狹小位置，維修作業(yè)空間有限造成維修拆裝困難，這成為了我們的維修難題。為解決該維修問(wèn)題我們打算通過(guò)分析實(shí)踐相結(jié)合來(lái)徹底解決該問(wèn)題。

風(fēng)機(jī)葉輪的主要結(jié)構(gòu)及維修問(wèn)題分析

風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件：葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、支架、電機(jī)、皮帶輪、聯(lián)軸器、消聲器、軸承等。

葉輪是風(fēng)機(jī)中最主要也是最核心的部件。葉輪由輪盤、輪蓋和葉片鉚接或焊接而成，這些組成風(fēng)機(jī)葉輪的零件全部由優(yōu)質(zhì)鋼組成。葉輪的主要作用是使通過(guò)葉輪后的氣體壓力、速度得到提高。

轉(zhuǎn)子組件也是風(fēng)機(jī)的主要部件，其形式有懸臂式和雙支承式兩種。它是由葉輪、主軸、排氣輪、密封套、平衡盤、聯(lián)軸器等部件組成。葉輪與軸常常采用過(guò)盈配合或過(guò)渡配合。如采用加熱法裝配時(shí)，應(yīng)注意加熱溫度，一般應(yīng)略低于裝配件材料的退火溫度的下限，以防止失去裝配件加工硬化的效果。

平均拆裝一個(gè)葉輪需要3名維修工2小時(shí)。所以維修效率極其低下，工作強(qiáng)度大。如果是突發(fā)性損壞造成維修，維修時(shí)間長(zhǎng)煙葉煙絲堵在增濕加熱設(shè)備中沒(méi)有及時(shí)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行輸料，會(huì)造成煙葉，煙絲水分溫度變化，批次產(chǎn)品合格率下降甚至整個(gè)批次出現(xiàn)不合格報(bào)廢，間接造成重大經(jīng)濟(jì)損失。再者敲擊拆卸屬于暴力拆裝易損傷葉輪表面，影響動(dòng)平衡，以及由于沖擊作用易損壞電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸向間隙和引起竄動(dòng)，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

制定方案

（1）針對(duì)問(wèn)題我們首先需要先對(duì)車間設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)車間內(nèi)不同葉輪上的螺紋孔，設(shè)計(jì)專用拉馬的拉桿。

（2）統(tǒng)計(jì)各電機(jī)主軸軸徑，設(shè)計(jì)一種拉馬拆卸時(shí)的定位器。

（3）根據(jù)葉輪拆卸安裝要求，設(shè)計(jì)一種可以拆卸又可以安裝的工具，方便使用。

（4）蝸殼內(nèi)空間狹小，無(wú)法有效的放置葉輪，根據(jù)葉輪的不同尺寸，設(shè)計(jì)一種定位支架。

對(duì)策措施實(shí)施

措施實(shí)施一：

針對(duì)車間內(nèi)葉輪型號(hào)不一，葉輪上用于拉桿連接的螺紋直徑不同，我們?cè)O(shè)計(jì)具有可脫卸式的拉桿，它包括螺栓、加長(zhǎng)桿和快速轉(zhuǎn)換接頭?？焖俎D(zhuǎn)換頭就是由一端外牙紋一端內(nèi)牙紋的絲桿。方便在不同尺寸設(shè)備上轉(zhuǎn)換使用。所述螺栓采用外螺紋M12×55mm;所述加長(zhǎng)桿一端為M12的內(nèi)螺紋，另一端為M12的外螺紋;所述快速轉(zhuǎn)換接頭采用內(nèi)螺紋直徑M12mm，用于和加長(zhǎng)桿連接，外螺紋直徑為M6mm、M8 mm、M10 mm、M12 mm、M14 mm、M16 mm，用于和葉輪端面螺紋連接。

措施實(shí)施二：

對(duì)于拆裝器頂桿定位的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)一種具有旋轉(zhuǎn)體的定位器。它主要由強(qiáng)力磁鐵、平面軸承、旋轉(zhuǎn)體、軸用卡圈、軸套組成。通過(guò)將此裝置吸附于電機(jī)主軸端面上，拉馬頂桿的頂尖作用于旋轉(zhuǎn)體上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和減少旋轉(zhuǎn)剪切力的消耗。

措施實(shí)施三：

通過(guò)研究在線葉輪拆卸和安裝的工作原理，我們把拆裝器本體設(shè)計(jì)成三部分。分別為支架、專用螺母、頂桿。通過(guò)不同的組合方式實(shí)現(xiàn)葉輪的拆卸和安裝。所述支架中心部分銑出一個(gè)專用螺母，支架側(cè)面加工一個(gè)M8的螺紋，配合設(shè)計(jì)的頂錐體和彈簧;所述專用螺母的六個(gè)面上加工一圓弧槽，和支架配合時(shí)，起到定位、不易掉落的作用;所述頂桿由M20×1.5和M12的外螺紋以及頂尖組成，在安裝葉輪過(guò)程中M12外螺紋通過(guò)不同尺寸的快速轉(zhuǎn)換接頭連接電機(jī)主軸端螺紋實(shí)現(xiàn)擠壓葉輪的作用。

措施一至三的實(shí)施，完成了一套適用用不同尺寸葉輪的拆裝器。實(shí)物圖如下：

措施實(shí)施四：

根據(jù)不同設(shè)備不同尺寸的葉輪，設(shè)計(jì)一種定位支架。它主要包括支撐架、導(dǎo)軌、滑塊、機(jī)架、調(diào)節(jié)螺絲。

（1）支撐架主要是由兩塊成弧度的鋁板對(duì)整個(gè)葉輪起到支撐作用。

（2）導(dǎo)軌、滑塊主要是拆裝時(shí)方便于軸向移動(dòng)，可以消除部分葉輪的重力，減輕維修工的操作難度。

（3）調(diào)節(jié)螺絲能有效地彌補(bǔ)每臺(tái)葉輪底部與設(shè)備平面的距離差，能在縱向方向起到調(diào)節(jié)作用。

實(shí)施效果檢查

葉輪的拆裝工具和定位支架實(shí)施方式：

（一）葉輪拆卸：

①根據(jù)葉輪的尺寸調(diào)整支撐架的位置;②調(diào)整調(diào)節(jié)螺絲確定定位支架的高度;③利用磁鐵把定位套吸附在電機(jī)軸端;④在葉輪的螺紋孔上安裝快速轉(zhuǎn)換接頭;⑤安裝支架、螺栓;⑥最后利用旋轉(zhuǎn)頂桿實(shí)現(xiàn)葉輪的拆卸。

（二）葉輪安裝

①首先專用螺母安裝到頂桿上;②支架安裝到頂桿上;③頂桿緊固到電機(jī)軸端的螺紋上;④最后利用旋轉(zhuǎn)專用螺母把葉輪安裝到電機(jī)軸上。

實(shí)施效果：

（1）通過(guò)設(shè)計(jì)、加工拆裝工具，解決了風(fēng)機(jī)葉輪拆裝難問(wèn)題，使葉輪整個(gè)拆裝過(guò)程由3名維修工2個(gè)小時(shí)降低到2名維修工1個(gè)小時(shí)左右，提高了維修效率，降低員工工作強(qiáng)度。

（2）此工具不但適用于風(fēng)機(jī)葉輪的拆裝，也可用于輸送帶減速機(jī)的拆裝及軸承拆卸，適用范圍廣。

參考文獻(xiàn)

[1]董友，劉薔，邱娟，郭紹華， 行業(yè)概況 2016年風(fēng)機(jī)行業(yè)概況. 李衛(wèi)玲 主編，中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)年鑒，機(jī)械工業(yè)出版社，2017，65-94，年鑒.

[2]朱鳳梅. 大型離心風(fēng)機(jī)流固耦合及葉輪振動(dòng)特性分析[D].江蘇科技大學(xué)，2013.

[3]李燕平. 離心風(fēng)機(jī)葉輪的有限元分析及優(yōu)化[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

[4]廖康平. 垂直軸風(fēng)機(jī)葉輪空氣動(dòng)力學(xué)性能研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2006.41AEED44-0B2C-47D0-8390-C2D5D14E4E96