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熔體泵泵軸改進措施

   熔體泵是聚苯乙烯樹脂生產線上的關鍵設備,隨著設備載荷增加,某公司多套原進口的熔體泵泵軸發生斷裂,而且所有的泵軸軸頸己嚴重磨損。為了節約費用,利用原齒輪在不加粗泵軸直徑條件下,通過減少泵軸的內應力、提高泵軸的高溫機械性能和減少泵軸的摩擦力三方面對泵軸進行改造,使用證明新泵軸的運行壽命超過原進口的泵軸壽命。

  1、減少泵軸頸的內應力

  人字形齒輪與泵軸的形式如圖1所示。為使熔體泵在重負載的工況下軸向力平衡,運行平穩,佳的結構是將齒輪做成人字形。目前,加工人字形齒輪及泵軸的做法是分別加工兩個斜齒輪及一根泵軸,利用齒輪輪毅與泵軸的過盈靜配合,將兩個斜齒輪加熱至300℃后裝入泵軸的特定位置,利用齒輪毅的熱收縮聯接成人字形齒輪組件。

  選擇合適的泵軸軸頸與兩個斜齒輪組合后為人字形齒輪)輪毅間相互靜配合的過盈量是質量的關鍵。由使用經驗知,若過盈量不夠,會產生泵軸與人字形齒輪之間的軸向竄動故障;若過盈量太大,則造成泵軸的配合軸頸和齒輪輪毅兩者間內應力過大而在結合面產生過大的內應力,導致受力表面產生裂紋及裂紋擴張,影響泵軸的壽命。

  為求得齒輪與泵軸之間的佳配合過盈量,采用靜配合聯接設計與計算”法計算,結果在滿足傳動扭矩的情況下,小和大過盈量應分別為50um和80um:經壓強校核,過盈量50--80um為安全設計值。

  2、提高泵軸的高溫機械性能

  為保證高溫下的機械性能穩定性,選擇了經調質熱處理的38CrMoAl鍛鋼作為泵軸的材料,機加工后經鹽浴軟氮化表面處理,改善耐磨及耐疲勞性,提高其可靠性。

  3、減少泵軸的摩擦力

  泵軸兩端軸頸與滑動軸承的形式如圖1。若泵軸兩端軸頸與滑動軸承的配合偏緊,會引起泵軸潤滑不良從而產生摩擦力過大,導致其滑動軸承壽命短和泵軸斷裂的故障;反之,若該配合偏松,滑動軸承的壽命也很短,軸承的破壞也會影響泵軸的壽命及耐磨性。這是因為該泵采用所輸送的塑料介質作為潤滑劑來潤滑泵軸轉動,塑料在溶化溫度下具有一定的粘度及潤滑性,而滑動軸承和泵軸兩端軸頸的壽命取決于塑料所形成的良好的潤滑膜,而要形成較好的潤滑油膜,其配合公差值大小應考慮潤滑劑的粘度及泵軸的載荷值。



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