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双螺旋速冻机常见故障的维修及关键技术

河南众品食业股份有限公司工程技术公司 郑帅 李广州 张明四

  信息来源:中国肉类机械网     发布日期:2017-03-09   浏览次数:3536  字号:[ ]
 
核心提示:速冻机是食品加工行业的关键设备之一,在食品行业中应用非常广泛。速冻机在主要用来对各种食品进行快速冻结,尤其双螺旋速冻机以其紧凑的结构、占地小、冻结效率高、冻结效果好等优点普遍作为食品行业的速冻设备。
  背景介绍:
  速冻机是食品加工行业的关键设备之一,在食品行业中应用非常广泛。速冻机在主要用来对各种食品进行快速冻结,尤其双螺旋速冻机以其紧凑的结构、占地小、冻结效率高、冻结效果好等优点普遍作为食品行业的速冻设备。国内生产速冻设备的厂家较多,其中又以江苏南通地区速冻设备具有较强的代表性。目前国内各厂家速冻设备品牌不一,但是功能基本相同,构造大同小异,电气控制较为简单,行业通性强。由于双螺旋速冻设备在食品行业的广泛应用和较大的保有量和速冻机日常的运行遇到各种故障和问题,基于此,本文从速冻机的常见故障入手,为相同或类似故障问题的解决提供一个思路和参考。
  一、设备原理简单分析
  以下为双螺旋速冻机的设备原理简图:

  速冻机主要有连续网带、进料出料转笼、网带支撑导轨、电动机及减速机、涨紧机构,尼龙导向轮等主要部分组成。其工作原理是:进出料转笼在电机和减速机的驱动下沿着一个方向旋转,前转笼网带支撑导轨是成一定角度向上,后转笼网带支撑导轨是成一定角度向下,且网带链节开口朝向后方,所以网带只能朝着一个方向在导轨上滑动。内部转笼曲面部分(图中绿色竖直方向)有尼龙竖条均匀分布,在驱动电机启动后每个转笼上下端网带涨紧使网带向内(径向)收缩从而抱紧转笼,由于转笼表面均匀分布有尼龙竖条,转笼旋转后在摩擦力的作用下带着网带沿着支撑导轨滑动,从而使前转笼网带沿支撑导轨向上滑动,后转笼网带沿支撑导轨向下滑动,前后网带在涨紧机构的作用下形成循环,物料在网带上从前转笼进口进入螺旋向上,到后转笼后螺旋向下到出口,在蒸发器的作用下物料形成冻结。在此需要说明的是:网带与转笼、网带与导轨均是滚动摩擦,转笼的摩擦力使转笼运动,此摩擦力不宜过大且不宜过小,过大会是网带与转笼的相对滑动变小,前转笼网带更紧,上端容易翻带。过小会使网带与转笼相对滑动变大,网带抱紧转笼力变小,运行时会出现网带像卡顿一样的现象,甚至可能会出现网带堆积现象,部分网带过度向外移动(沿导轨径向向外)并滑出导轨,造成网带卡死。
  二、常见故障问题及关键维修技术
  1.网带不转,电机发热严重,变频器报警,空开跳闸
  这是速冻机在长期运行后出现的最为严重的问题之一,出现问题后,电机定子线圈烧毁,网带翻带,网带运行后很短时间内电机电流急聚增大,造成空开频繁跳闸。根据以上问题分析可知,电机在严重过载的情况下运行,低速大转矩更容易起热,电流过大烧毁电机线圈是必然的结果。
  根据以上问题,在排除网带机械卡死,减速机完好的情况下,转笼轴承损坏或者卡死,造成摩擦力增大并引发以上问题的主要原因。
  解决方法:更换转笼下轴承。
  主要工具:千斤顶至少3个,活动扳手、套筒扳手等主要工具。
  维修流程:
  a.先拆下转笼下方的轴承固定螺丝(如图一)。
  b.拆除完毕后,利用千斤顶在转笼的三个支架,支架相互呈120°方向分布且距离轴承中心的距离尽量相等(如图二),然后慢慢同时开始升起千斤顶,保持相同速度和各方向水平。此操作务必保证转笼在升起时的水平度。
  c.在顶起大约十公分的高度后(如图三),沿水平方向上敲出转笼轴承。
  d.敲出轴承后,保持转笼和千斤顶不动,在新轴承固定到下方底座之前往轴承注油口里加够足量低温润滑脂(如图四),然后把轴承固定到底部支架上,按照原有的方位,底座螺丝孔与轴承底座螺丝孔、转笼螺丝孔与轴承上转笼螺丝螺丝固定孔务必对齐。保证安装精度,对角依次固定好螺丝,螺丝必须采用不锈钢材质。
  e.待底座螺丝固定好后,三个千斤顶同时慢慢卸荷,保证转笼在下落时平稳、水平,转笼落下后螺丝孔均对齐,没有偏移现象。待转笼与轴承完全结合压紧后,对角依次固定好螺丝,螺丝材质必须为不锈钢。
  f.安装固定好螺丝后,移去千斤顶即可(安装后如图五),轴承安装完毕。
  2. 转笼运转正常,网带卡阻,断续运行
  速冻机在经过长时间的运行后,网带运行时会顿挫前行,形式网带被卡住一样,尤其前转笼比较明显。分析可知,前转笼网带在转笼的带动下斜向上沿着导轨滑动,加上前转笼正好是物料进口,负荷较大,如果转笼与网带内侧摩擦力变小则网带与转笼相对滑动会变得非常明显,出现顿挫现象。如下图,如果网带内侧尼龙竖条(绿色部分)与网带摩擦力变小,网带会顿挫前行,严重时可能无法使用。根据受力分析可知,此时在C处涨紧网带,这样网带会更好的抱紧前转笼,从而增大摩擦力减小滑动距离。调整方法为:速冻机主变频器速率不变时减小涨紧变频的频率,即涨紧电机速度减慢。前转笼网带将变紧,如果此现象仍无法改善,前转笼上方将有翻带的风险,频繁的翻带将无法保证正常生产。
  基于以上情况,涨紧重锤将不断向上移动,达到上限报警位置后触发报警,使整个驱动装置停机。如若导轨无明显变形和卡阻的地方,检查和更换尼龙将是解决问题的最好办法。
  解决方法:检查更换尼龙竖条。
  准备工具:原厂尼龙竖条、销轴、锤等工具。
  维修流程:
  a.彻底冲霜,待温度回升到常温后,提起涨紧重锤固定好,往一个转笼上盘网带,使网带变松,网带内侧与尼龙竖条分离,便于尼龙竖条从转笼上顺利抽出。
  b.抽出尼龙竖条后,在原有位置上安装上去,并用销轴在下端使竖条与转笼销好固定,防止脱落(如图六)。
  c.安装好尼龙竖条后,放下涨紧重锤,盘紧转笼网带,开机试运行。
  3. 速冻机运行中,网带频繁翻带
  网带翻带是一个比较系统和复杂的问题,这其中有导轨、尼龙竖条,以及涨紧电机速度与主电机不匹配等原因,在涨紧机构和导轨没有大问题的前提下,需要对网带受力做综合分析,即循环受力分析,最终找出问题的原因。下面从两个方面重点分析,一是网带受力不平衡,主电机很涨紧电机速度不匹配。二是转笼外侧局部几层网带水平支撑导轨变形,一般情况下,转笼最上层变形的可能性较大。
  3.1 网带受力不平衡,主转笼电机速度与中门涨紧电机速度不匹配
  根据网带的运行方向和受力分析可知,前转笼网带较紧,中门涨紧重锤将逐渐向上移动,直到上限报警停机,解决的办法是把涨紧电机速度调快,即减小主变频器与涨紧变频的频率差。此时后转笼网带将慢慢变紧,前转笼网带变松,涨紧重锤慢慢向下。
  3.2 局部网带水平支撑导轨变形
  局部网带水平支撑导轨的变形也会引起速冻机的频繁翻带,尤其转笼最上方的几层水平支撑导轨变形时,在有前转笼到后转笼时网带在自身重力和物料的压力的共同作用下,对水平导轨有向下的压力,由于转笼对网带的输送里全作用在网带上,如果此时水平导轨变形,则网带也呈变形扭曲状态,造成网带输送过程中造成卡阻(网带内侧和尼龙竖条的摩擦力局部变大),此时网带容易翻带,一般均为外翻。水平支撑导轨如下图所示:
  解决方法:校正网带水平支撑导轨。
  准备工具:水平仪、角磨机、焊机等主要工具。
  a.用角磨机切割开网带,并盘出所有网带。
  b.用水平仪测量和水平支撑导轨呈平行状态放置(和途中红色线条平行放置)。
  c.切割导轨下方角铁支撑架,并对导轨校水平。
  d.校水平后,焊接好水平支撑导轨和支撑架,焊接时尤其注意焊后的焊接应力集中和热收缩变形。
  注:密闭空间作业,需注意触电和烟雾等伤害的防范。
  三、速冻机的保养和维护
  a.保养
  1)前后转笼下端压力轴承和上端轴承的加油保养,加注低温润滑脂,每月一次。
  2)网带尼龙导向轮,中门涨紧机构的球形轴承,入口A和出口B处的轴承,加低温
  润滑脂,每周一次。
  3)前后转笼主减速机检查油位,油位不低于油镜二分之一处,每月检查一次,油位不
  够,加注低温齿轮油,与原有油品标号保持一致。
  4)减速机油颜色每月检查一次,颜色发黑变深,更换低温齿轮油,与原油品标号保持一致。
  5)中门涨紧电机减速机油位检查、油品质检查,步骤同上。
  b.维护
  1)各报警器支架和接近开关检查,确保支架完好,接近开关报警正常。
  2)检查每层导轨和耐磨尼龙条,确保导轨无变形,尼龙条无脱落。
  3)检查前后主转笼和竖直尼龙条,尼龙条无明显磨损和脱落现象。
  4)检查主转笼驱动链条掉链报警器,确保主链条脱落后速冻机驱动电机停止并报警。
  以上为速冻机常见故障问题维修流程和方法梳理,方法未必是合理和得当的,文中涉及到关于网带受力的分析可能存错误和争议的地方,希望大家批评指正。
 
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