分（fèn）析新型LW6OOX1500臥螺離心（xīn）機

      臥（wò）螺離心機主要（yào）清除鑽井（jǐng）液中大小為2—70 um的（de）無用固相顆粒。臥螺離心機的工作原理如圖（tú）1所示，電機通過大、小端帶輪分別帶動（dòng）轉鼓、差速器旋轉，高速旋轉的轉鼓（gǔ）內有同心安裝的具有螺旋葉片的輸送器，轉鼓由軸承座支撐。轉鼓通過左軸承座（zuò）處的空心軸（zhóu）與差速器的外殼相連接，差速器的輸出軸帶動螺旋（xuán）輸送器與轉鼓同向轉動，但轉速不同，其轉差率為轉鼓（gǔ）轉速的0．2％ ～3％ 。鑽井液從進料管進入機內，經過螺旋輸送器進到轉鼓內。在（zài）離心力的作用下，轉（zhuǎn）鼓內形成一環形液池，重相固體粒子離心沉降到轉鼓內（nèi）表麵上而形成沉渣，由（yóu）於螺旋葉片與轉（zhuǎn）鼓的（de）相對（duì）運動，沉（chén）渣被（bèi）螺旋葉片推送到轉鼓的小端，沉渣從小端排（pái）渣孔排出。在（zài）轉（zhuǎn）鼓的大端蓋上開設有若幹個溢流孔（kǒng），處理後（hòu）的鑽井液從此處排出。

            3 臥螺（luó）離心機軸承選擇和計算     西安某石油機械製造公司生產的LW6OOX1500臥螺離心（xīn）機在改進前的主要（yào）參數見表1。      　　LW6OOX1500離心機在克拉瑪依油（yóu）田使用中，出現轉鼓支（zhī）撐軸（zhóu）承很快損壞的情（qíng）況，損壞時間從3—90 h不等（děng），維修更（gèng）換後（hòu）仍出現同樣的問題。轉鼓支撐軸承（chéng）是離心機中比較薄弱的部件，其損壞由各方麵原因的綜合表現，主要是由（yóu）於工（gōng）作現場環境條件比較惡劣(溫差大，風沙大)、離心機設計考慮不全麵和製造工藝水平較低（dī）等原因造成的。對LW600X1500離（lí）心機進行數次改進，改進後的離（lí）心機在克拉瑪依油田使（shǐ）用（yòng）中獲（huò）得成功，工作1200h未出（chū）現轉鼓支撐軸承損壞，運行狀況良好，初步達到了設計及使用要求。

 　　3．1 軸承的類型選擇（zé）基本額定動靜載荷計算 　　(1)軸（zhóu）承類型選擇 　　對於（yú）軸承座（zuò）3(圖1)中的軸承，在現有製造工藝水平下，軸承座、底座加工和裝配精度達不到設計要求，改為調心球軸（zhóu）承可在一定程度上彌補兩軸承不（bú）同（tóng）心問題；其次由於離心機轉速較高，而球軸承的極限轉速通常要高（gāo）於同內徑的滾子軸承，所以選用調心球（qiú）軸承。運轉測試證明，在工（gōng）藝條（tiáo）件和工作條（tiáo）件不變的前（qián）提下使用調心球軸承與使用深溝球軸承相比（bǐ）較（jiào），前者軸承的工作溫升要比後者（zhě）的工作溫升低20℃左右。對於軸承座8(圖1)中的軸承，主（zhǔ）要考慮到承受軸向力作用，單個角接觸球軸承（chéng）滿足不了離（lí）心機軸向受力要求，因為一對角接（jiē）觸球軸（zhóu）承能夠承受的軸向力（lì）是單個（gè）軸承的1．62倍，所以選用一對角接（jiē）觸球軸承。 　　(2)徑向當量動載荷JP計算 　　對於軸承（chéng）座3和8內（nèi）的（de）支撐軸承，徑向載荷受力計算公式如下：       　　離心機在改進前沒有考慮（lǜ） 。但是在實際工作中，有鑽井液（yè）粘附於轉鼓內壁，考慮（lǜ）其引起的偏心力作用使設計更加全麵。 　　(3)確定軸向當（dāng）量動載荷 　　臥螺離心機工作時，螺旋輸送器會受到一定的軸向力作用，支撐輸送器軸承選用能夠承受軸（zhóu）向力的圓錐滾子軸承（chéng）。離心（xīn）機（jī）實際運行說明，支撐輸送器的圓錐滾子軸承極少損（sǔn）壞（huài）。設計計算中是否考慮支撐轉鼓軸承（chéng）所受的軸向力，及該軸向力大（dà）小如何計算一直是比較（jiào）難處（chù）理的問（wèn）題（tí）。以前設計認為（wéi）軸向力較（jiào）小，選用深溝球軸承完全滿足工作要求。但是，在返廠維修的臥螺離心機中80％ 的情況是由於轉鼓支撐（chēng）軸承損壞而導致離心機不能工作，根據軸承損壞情況分析，軸承實際受（shòu）到了較大軸向力作（zuò）用。因此計算中應考（kǎo）慮該軸向力，但軸向力（lì）大小確定較困難，用一般的測量手段也很難（nán）測出（chū）大小（xiǎo）。考慮到軸向力相對於徑向力較次要，實際改進設計中按軸向力為徑向力的一半來計算 】。 　　(4)衝擊載荷係數 選擇 　　離心機在工作時有振動與衝擊存在，主要由於（yú）進料不均勻、兩軸（zhóu）承座不同心和物料粘附於轉鼓內壁後產生不平（píng）衡力等原（yuán）因造成。衝擊載荷係數 應選擇中等（děng）衝擊（jī）1．2～1．8I4】。

 　　3．2 軸承的基本額定壽命計算 　　固控設（shè）備中臥螺離心機為間歇（xiē）式開機，平均每（měi）天使（shǐ）用（yòng）3h左右，設計壽命10年。預期使（shǐ）用壽命應選為10000h較合適。 　　3．3 軸承合理遊隙的（de）選（xuǎn）擇 　　滾動軸承的周向固定和徑向遊隙（xì）大小是通過軸承與軸承座的配合達到的。徑向（xiàng）遊隙不僅關係到軸（zhóu）承的（de）運轉精（jīng）度，同時影響它的（de）壽命。軸承遊隙直接影（yǐng）響軸承的載（zǎi）荷分布、振動、噪聲、磨損、溫度和機械運轉精度等技術性（xìng）能。軸承的（de）額定載荷隨遊隙大小而變化，軸（zhóu）承樣本中（zhōng）的額定負荷就是軸承在（zài）工作遊隙為零時（shí）的推薦（jiàn）值。 　　過盈配合的軸承應該通過計算選擇合理的徑向遊隙。內圈由於動平衡及轉動時不平衡的考慮，內圈受到??上受（shòu）力不均，則當套圈壁厚與直徑相比較薄（báo）時容易變形。如（rú）果壓力均勻地（dì）施加於內 圓周或外圓周，且壁厚超過直徑的20％ ，可視為厚壁圓環進行計算，具（jù）體計算方法為以下陳述。    　　假設離心機軸長為2m時，由於溫（wēn）差引起的伸（shēn）縮量在lmm以上，此伸縮量足以使支（zhī）撐軸承損壞。因lt，在設計中一端軸承選（xuǎn）擇過渡配合，以便使轉鼓軸在熱脹冷縮（suō）時可以相對（duì）於調心球軸（zhóu）承內圈進行有限滑動，避免軸承受到因熱脹冷縮產生的軸向力作用。 　　基於以上計算，支撐軸（zhóu）承中一對角接觸球軸承一端（duān）應選（xuǎn）用過盈配合，並計算合適（shì）的過盈量。調心球軸承一（yī）端應選用過渡配合。 　　3．4 軸承潤滑及潤滑結構 　　軸承的潤滑及潤滑結（jié）構（gòu）對軸承的壽（shòu）命有極大影響。脂潤（rùn）滑可做到充填一次潤滑脂後長時間不需補充，且其密封裝置的結構也較簡單，因（yīn）此在鑽井液離心機中（zhōng）使用廣泛。潤滑（huá）脂的（de）填（tián）充量以填充軸承和軸承殼體空間的1／3～1／2為宜，一般 潤滑脂填充量隨軸（zhóu）承轉速升高而減少（shǎo），當轉速很低時，為防止外部異（yì）物進入軸承內，可填（tián）滿軸承（chéng）空間。該離心機選用極壓（yā）鋰脂潤滑油（yóu）。           因此為該離心機的軸承座8(圖l中)設計了較獨特的潤滑（huá）結構，很好的解（jiě）決了軸（zhóu）承潤滑和（hé）調節一對角接觸球軸承的間隙問題。如（rú）圖（tú）2所示，從注（zhù）油（yóu）孔l注入的潤滑脂可通過軸承擋圈2的（de）通孔直接進入一對角接觸球軸承中間，在（zài）軸（zhóu）承3高速旋轉時，潤滑脂將對軸承起到很好的潤滑作用，極大的改善了軸承的潤滑條件（jiàn）。適當設計軸承擋（dǎng）圈4的厚度可調節一對角接觸（chù）球軸承的間（jiān）隙，而適（shì）當的間隙可在一定程度上延長角接觸球軸承（chéng）的壽命 】。     4  總 結     筆（bǐ）者在實踐的基礎上（shàng），提（tí）供（gòng）了一種臥螺離心（xīn）機轉鼓支撐（chēng）軸（zhóu）承選（xuǎn）擇與計（jì）算方法。應用此方法設計的臥螺（luó）離心機，壽命提高了3倍（bèi）以上，軸承（chéng）溫升由原先柏（bǎi）。左右下降為（wéi）2O。左（zuǒ）右，軸承運轉噪音由原先80dB左右下降為60dB左右。該產品（pǐn）得到了客戶的廣泛認同（tóng），取得了良好的經濟效益。