浅析辊式洗浆机技术改造

摘要

洗浆机是提升浆料品质和实现节能降耗的关键设备，本文通过介绍辊式洗浆机的结构和工作原理，分析了其故障原因，并结合维修经验，阐述了辊式洗浆机技术改造成果。

关键词

辊式洗浆机; 技术改造; 故障分析

双辊压榨洗浆机是目前世界上洗涤和压榨最佳的洗浆机之一，主要由槽体、刮刀、1根打碎螺旋、2根布浆螺旋、2支转毂和液压系统组成。其工作原理是浆料从洗浆机顶部的两侧进入，并通过两侧的布浆螺旋将浆料均匀分布在2支转毂表面上，浆料随着转毂的转动顺势向下^[1-2]。因转毂与槽体的间隙逐渐变小，浆料逐渐被挤压，浆料中的水分通过转毂表面的滤网进入转毂内部，然后通过与转毂连接的水腿流入下方的滤液槽；浆料经过挤压后变成干浆，被下方的洗涤水洗涤后重新稀释，经过2个转毂之间的间隙被再次压榨成干浆。随着转毂转动，浆料被送至转毂的上方空间，通过两端的刮刀将干浆从转毂表面刮落，然后采用打碎螺旋将成块的干浆打碎，并把干浆运送至稀释螺旋进行稀释，最后送至下方立管，进行下一工段处理。

辊式洗浆机在运转过程中，经常会发生故障，本文对辊式洗浆机故障原因进行分析，主要介绍了辊式洗浆机技术改造经验。

1 技改内容

1.1　端面密封改善

辊式洗浆机端面密封为整圆环密封，采用橡胶管（气囊内充水）加塑料密封条密封。因气囊破损率较高，密封条容易磨损，且转毂表面与端面密封之间存在出浆死角，致使该部分产生积浆堆积，从而加大端面耐磨环的磨损，造成该部位泄漏，导致浆料进入滤液槽，致使滤液纤维含量较高，引起洗网水管堵塞。

为了解决以上问题，用“5WHY”查出问题根源：即存在出浆死角和密封易磨损。经过班组技术研讨，制订了以下改善措施：①将出浆区域密封座U型槽部分切除，同时缩短橡胶管（气囊）和塑料密封条的长度，保持出浆区域端面密封的开放，从而防止积浆，降低耐磨环的磨损；②密封条与密封座采用间隙配合，不能过紧，确保密封条能自由滑动，防止硬性磨损；③将橡胶管（气囊）水加压改为空气加压，使得压力更加柔和，并连接机外的压力表，注意观察橡胶管（气囊）内实际空气压力控制在140~160 MPa左右，防止橡胶管（气囊）破损，提高使用寿命；④在每台洗浆机转鼓被动侧开1个检查孔，方便日常检查转毂端面密封情况（见图1），及时调整气囊压力，减少停机拆卸侧盖时间，避免不必要的产量损失。

图1 端面密封改善

Fig. 1 Head face seal improved

通过以上改善，可以让车间管理者及时掌握转毂端面密封的磨损动态信息，彻底解决转毂端面密封因非正常老化而造成的浆料泄漏问题。

1.2　喷淋水管改善

辊式洗浆机的主体设备是转毂，由2个表面带有筛板，下面是格仓结构的棍子组成。转毂表面筛板厚度3 mm，筛孔直径1 mm，开孔率≥16%。由于筛孔直径较小，所以极易被纤维堵塞，从而影响脱水效率。因此，筛板表面的清洗设备显得非常重要，清洗设备的好坏直接影响洗浆机整体洗涤效果。

原制造厂商提供的辊式洗浆机采用手轮式喷淋系统，大约每小时安排人员转动一次手轮，因手轮柄较短，每次转动都需要人爬到转毂液压缸上进行作业，极易出现人员伤亡，非常危险。且该喷淋系统的喷头还经常出现堵塞，每次都需要停机拆卸后对喷头进行清洗疏通，严重影响洗浆机的运转效率。

经过与多方人员的技术研讨，决定将现有手轮式喷淋装置改为自动式喷淋装置。改善后的喷淋管采用直径108 mm，厚度4 mm，材质316L不锈钢管焊接而成，喷淋管上安装自动清洗喷嘴，喷嘴的间距大约102 mm，喷嘴到转毂表面的距离大约150 mm。在喷淋管内还安装毛刷清洗装置，毛刷转动采用电机驱动，可以通过程序联锁自动转动毛刷清洗喷嘴和管道内壁，防止积垢和喷嘴堵塞（见图2）。喷淋管自动旋转装置采用流量控制（正常工作压力0.8 MPa，流量57 L/s），当流量低于50 L/s时，毛刷清洗装置自动启动，开始对喷嘴进行清洗，不再需要人工转动。

图2 喷淋水管改善

Fig. 2 Spray pipe improvement

通过以上改善，基本解决辊式洗浆机喷淋水管堵塞问题，保障洗浆机洗涤效果，减少不必要的停机时间，省时又省力。

1.3　打碎螺旋改善

打碎螺旋部件主要由螺旋主轴、齿轮箱和电机组成，负责将洗涤压榨后的干浆打碎后输送至下方的稀释螺旋，是辊式洗浆机本体最后1个浆料输出部件^[3]。因为浆料经过洗涤压榨后，干浆不断从2个转毂之间向上涌出，而打碎螺旋正处于2个转毂上方，所以打碎螺旋的主轴受下方干浆的挤压，容易发生弯曲变形，从而引发齿轮箱激烈晃动，最终导致齿轮箱因磨损严重而损坏。

原制造厂商提供的打碎螺旋齿轮箱采用的是传统键连接装配方式，这种装配方式在安装时需靠人工敲打，方法比较暴力，很容易对齿轮箱产生破损；特别是打碎螺旋或齿轮箱一旦发生故障，这种装配方式在拆卸时非常困难，耗时又费力。

为了攻克打碎螺旋的难题，本班组成员进行不断研究，最终确定改善方案。首先解决螺旋主轴变形问题：①将打碎螺旋的管壁厚度从12 mm增加至14 mm，增加整条螺旋的抗拉强度，防止螺旋受挤压而变形；②在螺旋主轴与齿轮箱之间增加联轴器，即两者之间不再是直接连接，而是采用联轴器连接，一旦发生故障，只要将联轴器和有故障的部件拆除即可，不需要像以前那样将螺旋和齿轮箱整体拆除；③在日常运转过程中，生产控制人员需要注意观察打碎螺旋电机的负载情况，一旦发现电机负载有逐步提升迹象，说明打碎螺旋腔体内的干浆量过多或者湿度过小，需要安排人员将打碎螺旋顶部盖板打开，用水管进行疏通，确保正常运转。

然后解决齿轮箱磨损问题：①将原厂齿轮箱更改为SEW齿轮箱，并增加油过滤冷却循环系统，对齿轮箱内部油品进行过滤和冷却，延长齿轮箱的使用寿命；②齿轮箱固定方式由原先的螺栓刚性固定变为插销悬挂式的弹性固定，一旦螺旋主轴发生晃动，齿轮箱也随着发生同频率晃动，从而减轻螺旋主轴对齿轮箱的破坏影响；③将齿轮箱装配方式由键连接更改为收缩盘结构，一旦齿轮箱发生故障，只要用内六角扳手将锁紧盘松动，即可快速将齿轮箱拆卸，有效解决齿轮箱难装难拆问题，具体实物图见图3。

图3 打碎螺旋改善

Fig. 3 Smash screw improvement

2 结　语

除上述改善外，笔者还对洗浆机进行一系列技术改造，比如转毂轴承改善、刮刀改善和液压系统改善等。通过一年多的技术改造，将制浆车间9台旧洗浆机逐一改造完成，有效降低洗浆机的故障率，提升洗浆机运转效率，年度故障损失时间由改善前1256 h下降至改善后472 h，每年为企业节降100多万元的维修保养费用。