專利名稱：一種提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高輸送介質(zhì)中含有固體微粒的風(fēng)機(jī)耐用性的方法。
企業(yè)中的風(fēng)機(jī)在輸送含有煤粉微粒等介質(zhì)時(shí)，由于煤粉微粒對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)殼及葉輪等的磨損，使風(fēng)機(jī)的壽命大大降低。為了提高風(fēng)機(jī)壽命，提高葉輪的耐磨性，常常在易磨損的葉片部位粘貼陶瓷材料制成的薄片。如美國(guó)專利4554195所述，用粘接材料(熱固性有機(jī)塑性粘結(jié)劑)和耦聯(lián)劑(有機(jī)硅烷)，將陶瓷薄片粘結(jié)在經(jīng)過預(yù)處理的葉片基體上，這樣可在一定程度上提高風(fēng)機(jī)的壽命，這些陶瓷薄片的材質(zhì)選自氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅及尖晶石等。但是，這種貼陶瓷薄片的方法，在高含塵量(塵量占5g/NM2)的工況下，特別是粉塵中含有硬度高于煤粉微粒、而且顆粒較大的Al2O3和SiO2微粒時(shí)，則葉片進(jìn)風(fēng)口部位上粘貼的陶瓷片，由于硬質(zhì)微粒的沖擊力，這些陶瓷片容易被撞碎。另外，風(fēng)機(jī)葉輪的中間盤及側(cè)盤也將在葉片上的陶瓷貼片被磨損前而致報(bào)廢。
本發(fā)明對(duì)風(fēng)機(jī)的不同部位采用了改進(jìn)陶瓷片結(jié)構(gòu)、改進(jìn)陶瓷片粘貼排列方式、堆焊硬質(zhì)合金、加焊鋼板及表面噴涂等綜合技術(shù)，提高了風(fēng)機(jī)耐用性，延長(zhǎng)了整機(jī)壽命。
風(fēng)機(jī)一般由機(jī)殼、葉輪及主軸等三個(gè)部分組成，最易磨損的是葉輪，以大型的雙吸入式風(fēng)機(jī)為例，葉輪由二個(gè)側(cè)盤、中間盤、葉片和輪轂等組成，而側(cè)盤和葉片則通過中間盤，用螺栓將中間盤與輪轂聯(lián)接在一起(

圖1)。在使用過程中，氣流并未完全充滿由側(cè)盤、中間盤和葉片組成的氣體流道，氣體只是沿著流道(即空間)的大約1/3面積流經(jīng)風(fēng)機(jī)，從風(fēng)機(jī)的磨損情況可看到，磨損集中于中間盤的中心(圖4的S、K部)及靠近葉片的根部(圖4的斜線區(qū)域D部)及葉片的工作面(圖1的M部位)等處。在上述區(qū)域中除K部及聯(lián)接螺栓外，都承受著小沖刷角度(即氣流與工作面的夾角＜30°)的磨損，在這樣情況下，硬而脆的陶瓷材料表現(xiàn)出良好的耐沖刷磨損和耐磨粒磨損的特性。因此，本發(fā)明在這樣的部位粘貼陶瓷預(yù)制塊，陶瓷塊的材質(zhì)可為氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅等，為減少氣體流動(dòng)時(shí)的阻力，預(yù)制塊的形狀設(shè)計(jì)成片型、L型或U型，預(yù)制塊的厚薄可按照風(fēng)機(jī)壽命和葉輪所承受的載荷來設(shè)計(jì)。一般厚度是1～5mm。由于帶微粒氣流的沖刷，容易造成陶瓷片與陶瓷片之間縫隙中粘結(jié)材料的被磨損，甚至造成粘結(jié)材料被“犁去”的現(xiàn)象(見圖2)。由于補(bǔ)償溫度變化及葉片在工作中的彈性變形的需要，必須留有一定的間隙，而為了減少氣流及磨粒的磨損，陶瓷片之間的間隙應(yīng)＜2mm;而且要求在粘貼陶瓷片時(shí)，必須在每一排陶瓷片之間錯(cuò)開間隙(見圖3);此之外，陶瓷片的形狀應(yīng)采用榫接式結(jié)構(gòu)(見圖3的B-B截面)。
當(dāng)風(fēng)機(jī)應(yīng)用于氣流中含有大于1mm的微塵顆粒，而且，加上葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，則由于微粒的很大功能，在進(jìn)風(fēng)口處容易將葉片頭部的U型陶瓷片撞碎(圖3中A-A截面的02部位)，因此，在葉片的這種部位采用堆焊高硬度合金，此種合金可選用WC、高鉻鑄鐵或其他耐磨合金，其堆焊厚度應(yīng)與相鄰陶瓷貼片的壽命相匹配并形成光滑的過渡。
在葉輪中間盤靠近中心的“K”部位(圖4所示)，氣體流經(jīng)該部位是以接近90°的大沖刷角沖擊表面，因此，當(dāng)氣流中含有大顆粒硬質(zhì)微塵顆粒時(shí)，容易造成此部位陶瓷貼片的被擊碎;而且，在此部位也不便于對(duì)損壞的陶瓷片的修補(bǔ)，所以，在此部位采用加焊鋼板，鋼板的材質(zhì)為中碳鋼板或其他結(jié)構(gòu)鋼鋼板，加焊鋼板的厚度＜8mm。
當(dāng)葉輪中的葉片、中間盤等采取耐磨措施后，葉輪中連接中間盤與輪轂的高強(qiáng)螺栓、螺母等(圖1的件3件7)的迎風(fēng)側(cè)的磨損會(huì)成為影響風(fēng)機(jī)的安全使用和壽命的問題。為了提高這些部位的耐磨和K部位加焊鋼板處的耐磨性，采用噴涂耐磨材料的方法。噴涂的耐磨材料，選用與基體材質(zhì)能較好結(jié)合，而且硬度比基體材質(zhì)要高的耐磨金屬或陶瓷材料，如金屬鉬絲、氧化鋁等。噴涂的工藝是對(duì)要噴涂的部位先經(jīng)過除油、噴砂等預(yù)處理，然后，用火焰氣噴槍、電噴槍或等離子焰噴槍等噴涂設(shè)備，將噴涂的材料噴涂于需要提高耐磨性的部位，噴涂材料的厚度選擇在0.3～1mm之間。
采用上述綜合的耐磨措施后，風(fēng)機(jī)的使用壽命可延長(zhǎng)2～3倍。
圖1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖(雙吸入式)1 主軸 2 輪轂 3 螺栓 4 側(cè)盤(左右各一) 5 中間盤 6 葉片 7 螺母 8 環(huán)形墊 9 壓圈圖2 粘結(jié)材料磨損圖1 基體 2 粘結(jié)材料 3 陶瓷片圖3 葉片上貼陶瓷片及堆焊高硬度合金示意圖1 基體(葉片) 2 高硬度合金 3 鋼板擋層 4 陶瓷片圖4 中間盤形狀及采取措施部位圖1 基體 2 陶瓷片 3 鋼板 4 螺栓 5 螺母 6 墊圈 K和P部為噴涂部位實(shí)施例在雙吸入式風(fēng)機(jī)的葉輪中間盤上，用熱固性有機(jī)粘結(jié)材料作為粘結(jié)劑，將榫式結(jié)構(gòu)的氧化鋁質(zhì)陶瓷片錯(cuò)開間隙，粘貼在葉片上面、葉片根部及附近中間盤區(qū)域;在葉片進(jìn)風(fēng)口處用WC高硬度合金進(jìn)行堆焊，堆焊材料與葉片上平面的葉片之間形成光滑過渡;在中間盤的葉片尾部與輪轂之間，加焊6mm的中碳鋼板;并且，在連接中間盤與輪轂的螺栓及加焊鋼板上，用鉬絲進(jìn)行電噴涂，噴涂厚度為0.5mm。并在風(fēng)機(jī)殼體上粘貼陶瓷片，采用這些綜合措施后，在含有硬質(zhì)微塵顆粒的環(huán)境中使用，整機(jī)壽命與只在葉片上粘貼陶瓷片的風(fēng)機(jī)相比較，壽命提高一倍;與只在葉片上堆焊碳化鎢合金相比較，整體壽命可延長(zhǎng)三倍。
權(quán)利要求
1.一種提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，在風(fēng)機(jī)易磨損部位采用堆焊、噴涂耐磨材料，也有采用粘貼成型陶瓷片。本發(fā)明的技術(shù)特征在于，改進(jìn)陶瓷片的結(jié)構(gòu)及粘貼排列方式、調(diào)整陶瓷片之間的間隙、葉片進(jìn)風(fēng)口部位用堆焊硬質(zhì)合金、中間盤加焊鋼板以及在加焊鋼板表面、連接螺栓噴涂耐磨材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，風(fēng)機(jī)的葉片上平面以及承受與氣流成小沖刷角度(＜30°)的磨損部位(中間盤)，選用粘貼榫接式的陶瓷片，而且，在順著氣流方向的這些陶瓷片的排列應(yīng)將間隙錯(cuò)開位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1及2所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，所述的陶瓷片在粘貼于基體上的相互之間的間隙應(yīng)為＜2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口處的葉片頭部，受硬質(zhì)微粒撞擊最大的部位應(yīng)采用堆焊高硬度的合金，堆焊層的厚度應(yīng)與相鄰的陶瓷貼片的壽命相適應(yīng)，并且，應(yīng)與陶瓷片形成光滑過渡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，在風(fēng)機(jī)中經(jīng)受大沖刷角沖擊的部位(即輪轂與葉片之間的中間盤區(qū)域)，應(yīng)采用加焊鋼板的耐磨措施，這些鋼板優(yōu)先選用中碳鋼板或其它結(jié)構(gòu)鋼鋼板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1及6所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，加焊的鋼板厚度，一般應(yīng)＜8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1及6、7所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，連接中間盤與輪轂的高強(qiáng)度螺栓
加焊鋼板的表面噴涂耐磨材料;耐磨材料應(yīng)選用與基體材料能較好結(jié)合、而且硬度應(yīng)高于基體材質(zhì)的耐磨金屬或陶瓷材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1及6至8所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，這種噴涂的耐磨材料，優(yōu)先采用金屬鉬絲和氧化鋁粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1及6至9所述的提高風(fēng)機(jī)耐用性的方法，其進(jìn)一步的技術(shù)特征在于，噴涂耐磨材料的厚度應(yīng)在0.3～1mm之間。
全文摘要
風(fēng)機(jī)特別是除塵風(fēng)機(jī)，由于氣流介質(zhì)中含有粉 塵，有的還含有Al
文檔編號(hào)F04D29/02GK1062959SQ90106108
公開日1992年7月22日 申請(qǐng)日期1990年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月29日
發(fā)明者范松年 申請(qǐng)人:上海寶山鋼鐵總廠