一種用于羅茨鼓風(fēng)機(jī)對(duì)中聯(lián)軸器的螺紋頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

何江華

（北京北大先鋒科技股份有限公司，北京 100080）

1 前言

目前，在變壓吸附制氧裝置中應(yīng)用的主要?jiǎng)釉O(shè)備有三相異步電動(dòng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵。因羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量基本不隨風(fēng)壓變化，運(yùn)行中無金屬接觸、無磨損，且排氣不含油分等特點(diǎn)在變壓吸附制氧工藝的設(shè)備選型中得到了普遍應(yīng)用。

經(jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)輸送低壓原料空氣進(jìn)入吸附塔，吸附塔的產(chǎn)品為氧氣，空氣中的氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣等需要在吸附塔的解析工況，通過羅茨真空泵對(duì)吸附塔內(nèi)吸附劑雜質(zhì)抽真空而脫附再生。變壓吸附制氧裝置依賴于鼓風(fēng)機(jī)、真空泵的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

設(shè)計(jì)用于變壓吸附制氧的鼓風(fēng)機(jī)、真空泵由同一臺(tái)雙軸伸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)雙軸伸端分別與鼓風(fēng)機(jī)、真空泵通過一對(duì)半聯(lián)軸器連接，連接方式為：彈性柱銷聯(lián)軸器。設(shè)備安裝順序?yàn)椋弘p軸伸電機(jī)就位→電機(jī)找正找平→鼓風(fēng)機(jī)/真空泵就位→鼓風(fēng)機(jī)/真空泵與電機(jī)半聯(lián)軸器一次找正對(duì)中→地腳螺栓孔一次灌漿→安裝墊鐵、預(yù)緊地腳螺栓→鼓風(fēng)機(jī)/真空泵與電機(jī)半聯(lián)軸器二次精找對(duì)中→基礎(chǔ)二次灌漿→復(fù)測(cè)聯(lián)軸器精度。電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、真空泵成套動(dòng)設(shè)備的安裝質(zhì)量關(guān)系到后期整個(gè)制氧裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

以北大先鋒7500/80型變壓吸附制氧裝置為例，設(shè)計(jì)氧氣流量7500Nm3/h（0℃，101.325kPa），氧氣純度80%（Vol），配套設(shè)備選型為章鼓ZR8-900W型真空泵、ZR8-800型鼓風(fēng)機(jī)；其中鼓風(fēng)機(jī)自重22.25t，真空泵自重24.6t。電機(jī)半聯(lián)軸器與鼓風(fēng)機(jī)半聯(lián)軸器的安裝精度要求為：聯(lián)軸器同心度不大于0.15mm，端面平行度不大于0.10mm，端面間隙7.5±0.5mm。雙軸電機(jī)和配套的鼓風(fēng)機(jī)、真空泵的安裝精度較為關(guān)鍵。

根據(jù)變壓吸附制氧配套動(dòng)設(shè)備特點(diǎn)及安裝順序，主軸伸端、副軸伸端分別通過一對(duì)半聯(lián)軸器與真空泵、鼓風(fēng)機(jī)連接，因雙軸伸電機(jī)位于真空泵、鼓風(fēng)機(jī)中間，在電機(jī)就位找平找正后，需通過調(diào)整兩側(cè)鼓風(fēng)機(jī)、真空泵來對(duì)中聯(lián)軸器，達(dá)到安裝精度要求。因設(shè)備自重較大，無可調(diào)底座設(shè)計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝中，帶來了一定的困難。現(xiàn)場(chǎng)通常采用做臨時(shí)支撐，選用千斤頂推動(dòng)設(shè)備的方式，進(jìn)行水平、垂直方向的調(diào)整。本文就針對(duì)實(shí)際安裝中，不便調(diào)整設(shè)備的問題提出一種螺紋頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

2 設(shè)備聯(lián)軸器對(duì)中水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

以章鼓ZR8-900W型真空泵、ZR8-800型鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備為例，設(shè)計(jì)一種可行的螺紋頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

2.1 鼓風(fēng)機(jī)/真空泵設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)預(yù)埋板

預(yù)埋板尺寸：200×200×16mm（長×寬×壁厚），預(yù)埋板設(shè)計(jì)錨固鋼筋，詳見圖1。預(yù)埋板安裝于基礎(chǔ)外邊緣側(cè)面，在土建基礎(chǔ)支模板與澆筑混凝土前安裝，與基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋焊接固定。

圖1 基礎(chǔ)預(yù)埋板

2.2 預(yù)埋板的安裝位置與數(shù)量

根據(jù)設(shè)備基礎(chǔ)尺寸及調(diào)整設(shè)備要求，預(yù)埋板數(shù)量設(shè)計(jì)8個(gè)，分別布置于風(fēng)機(jī)泵/鼓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)外緣側(cè)面，平面安裝位置見圖2，安裝高度見圖3。

圖2 預(yù)埋板安裝位置

2.3 槽鋼支架的安裝

在基礎(chǔ)外緣安裝的預(yù)埋板位置焊接槽鋼支架，可選用［14b或［16b型槽鋼，與預(yù)埋板雙面焊接牢固。可在鼓風(fēng)機(jī)、真空泵設(shè)備就位后焊接安裝，作為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的支撐使用。安裝詳見圖3。

圖3 槽鋼支撐安裝示意圖

2.4 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)螺紋頂絲作調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，代替現(xiàn)場(chǎng)千斤頂?shù)韧屏υO(shè)備，依據(jù)設(shè)備自重，設(shè)計(jì)優(yōu)選M36×3全螺紋螺栓（8.8級(jí)，L=200mm）、M36×3螺母（8級(jí)）和壁厚20mm鋼板組對(duì)焊接制作，詳見圖4。為保證牢固和可靠使用，板件、連接板、螺母的連接均為雙面焊。

圖4 螺紋頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

3 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的安裝使用

在真空泵或鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備就位后，在預(yù)焊槽鋼支撐與設(shè)備底座之間同時(shí)放置8個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，高度方向通過增加墊板調(diào)整至如圖5所示合適位置和高度。

圖5 設(shè)備底座水平螺紋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝示意圖

在設(shè)備一次對(duì)中和二次精找對(duì)中聯(lián)軸器，當(dāng)需要調(diào)節(jié)電機(jī)兩側(cè)的真空泵或鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備位移時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，使螺桿頂絲作用于設(shè)備底座，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備水平方向的精確位移，達(dá)到聯(lián)軸器對(duì)中精度的要求。

以某紅土鎳礦冶煉1期項(xiàng)目的變壓吸附制氧裝置，配套雙軸伸電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)/真空泵的安裝使用為例，在現(xiàn)場(chǎng)制作和使用本文設(shè)計(jì)的水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，選用M36螺紋頂絲，可實(shí)現(xiàn)對(duì)自重25t設(shè)備的水平調(diào)節(jié)，代替15～20t推力千斤頂。

以某紅土鎳礦冶煉2期項(xiàng)目的變壓吸附制氧裝置，設(shè)計(jì)氧氣流量100000Nm3/h（0℃，101.325kPa），氧氣純度85%（vol）。配套雙軸伸電動(dòng)機(jī)、真空泵（ZR8-900W型）、鼓風(fēng)機(jī)（ZR8-800型）機(jī)組15套。需調(diào)節(jié)的鼓風(fēng)機(jī)/真空泵單體設(shè)備數(shù)量30臺(tái)。因鼓風(fēng)機(jī)/真空泵廠家無可調(diào)底座設(shè)計(jì)，選擇使用本文設(shè)計(jì)的螺紋頂絲水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠提高設(shè)備聯(lián)軸器對(duì)中調(diào)節(jié)過程的精度和安裝效率，解決現(xiàn)場(chǎng)無可調(diào)底座設(shè)計(jì)的大型設(shè)備安裝調(diào)節(jié)的難題。

4 結(jié)語

（1）通過鼓風(fēng)機(jī)、真空泵設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)預(yù)埋板，和焊接槽鋼支撐，為螺栓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝提供了可靠支撐點(diǎn)。

（2）設(shè)計(jì)的螺紋頂絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝便捷。在調(diào)節(jié)設(shè)備底座空間有限的條件下，可代替通常15～20t推力千斤頂。所選的M36可調(diào)節(jié)螺紋頂絲可滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)25t自重設(shè)備的位移要求。

（3）對(duì)于此類中間雙軸伸電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩端鼓風(fēng)機(jī)、真空泵的設(shè)備安裝，需要調(diào)節(jié)兩端設(shè)備位移的情況下，選用在設(shè)備基礎(chǔ)安裝預(yù)埋板并焊接支撐和螺紋頂絲水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以解決現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自重大、無可調(diào)節(jié)底座的設(shè)備調(diào)節(jié)對(duì)中難題。

（4）上述設(shè)計(jì)的螺紋頂絲水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可作為設(shè)備廠家的安裝配件，便于設(shè)備調(diào)節(jié)安裝。作為進(jìn)一步優(yōu)化和推廣，對(duì)于不同自重、設(shè)備底座結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)優(yōu)化螺紋螺母規(guī)格、材質(zhì)適應(yīng)不用情況下的設(shè)備調(diào)節(jié)。