【關鍵字】分析蒸汽回旋干燥機的制造分析陳亮（南京中建化工設備制造有限公司）摘要：蒸汽回旋枯燥機是一個對機身的精度要求特別高的大型動設備。整體設備的長度約，直線度設計要求小于；直徑，橢圓度小于；齒圈和滾圈的徑向跳動量小于，軸向的誤差小于。由于其制造難度較大，目前國內蒸汽回旋枯燥機機身的制造技術并不是很普及，能成功制造的廠家并不多。本文主要以蒸汽回旋枯燥機機身實際制造、組裝、質量控制過程中產生的具體的問題和難點為切入點，進行分析研究改進，得出了一些可行性及可控性相對較好的方法。本文所提出的一些方法能舉一反三地應用于其他大型動設備的制造，使得更多的人了解其制造過程，熟悉各種化工容器和設備的制造規范和標準，不斷提高運用專業知識分析問題、解決問題的能力。關鍵詞：棱角度，焊接變形，橢圓度，直線度Abstract：Thesteamrotarydryeristhelargesizemovingequipment,whichrequiresforhighaccuracyinthemanufactureofthefuselage.Thelengthofthewholeequipmentisabout30meters,andthedesignrequirementforstraightnessislessthan2mm.Thediameteris3800mm,andtheovalityislessthan2mm.Theradialrunoutofringgearandtherollingringislessthan2mmandtheaxiserrorislessthan2mm.Therearemanydifficultiesinthemanufacture,sothetechnologyofmakingthesteamrotarydryerisnotverypopularathome.Thatistosay,thefactorythatcouldbesucceedinmanufacturingthisequipmentcanbenumbered.Thispapermainlyconcretestheproblemsanddifficultiesinpracticalmanufacturing,assembling,andqualitycontrolofthesteamrotarydryerasthebreakthroughpoint.Accordingtotheanalysis,studyandimprovement,somefeasibilityandcontrollablemethodareobtained.Somemethodsproposedinthispapercanbeappliedinotherlargemovingequipmentmanufacturing.Itishopedthatmoreandmorepeopleunderstanditsmanufacturingprocess,andbefamiliarwiththemanufacturingspecificationsandstandardsofallkindsofchemicalcontainersandequipment,andthenconstantlyimprovetheabilitiesofanalyzingandsolvingproblemsbyuseofspecializedknowledge.Keywords:ArrisAngle,theweldingdeformation,ovality,straightness引言首先了解一下我國與國外發達國家相比，設備加工制造能力的差距。國外：歐美日等發達國家其先進的制造技術，設備加工制造能力高于我國。早在上世紀80年代左右，德國已使用液壓機械設備組對筒節，其筒節的橢圓度能控制在內，設備的直線度都能控制在以內。蒸汽回轉枯燥機機身（以下簡稱“枯燥機”）的制造對于他們來說，不是一個技術難題。現在國外出現了焊接機械人，智能控制焊接的電流、電壓、速度，使焊接這一關鍵的技術程序化，輸入相關的操作命令就可完成焊接工作，焊接質量和效率得到保證。加工制造的化工設備最大的直徑在十幾米左右，一次起吊能力達數千噸。國內：上世紀90年代南化公司化工機械廠（以下簡稱“南化機”）首次為上海寶鋼集團制造成功一臺蒸汽回轉枯燥機機身，而之前我國的枯燥機一直依賴國外進口。現在國內組對筒節的方法主要還是依靠人力，焊接設備除了南化機與哈工大聯合研制的“鞍馬焊接機械人”，其它的焊接方法還是主要靠人工操作，這與歐美日等發達國家相比確實有差距。以南化機為例，目前在國內他的加工制造能力是排在前列，加工制造的最大的化工設備的直徑小于，一次性起吊能力僅為600噸。但是南化機人不畏困難，發揮自己的聰明才智，克服技術難點，終于熟練掌握了枯燥機的制造技術，并于2010年5月份成功向比利時出口一臺直徑⑺長約L=的枯燥機，我們堅信隨著以后的技術發展，我國與歐美日等發達國家在機械設備制造方面的差距會逐漸減小，甚至超越。1枯燥機的情況介紹主要用途和使用范圍適用于大量處理，連續枯燥的物料。如：石膏，HDPE,PTA,POM,氯乙烯，ABS樹脂，銅精粉，鐵青粉，鉛精粉等各種非粘性礦粉，煤粉，焦炭粉及硝酸銨，尿素，鈣鎂磷肥等各種無機肥。主要技術參數各類規格型號枯燥機的工作性能各類規格型號枯燥機的工作性能具體統計規格型號（直徑m）生產能力（t/h）蒸發能力（KgH2O/h）干燥范圍（水分％）初終BDH2.5256300《20《0.5BDH2.8327800《20《0.5BDH3.0379000《20《0.5BDH3.84512400《20《0.5課題研究的枯燥機主要特征參數設設備規格 ^3800x29500mm設備斜度 2.5/100

設備轉速主電機功率盤車電機功率設備重量3.8r/min450kW設備轉速主電機功率盤車電機功率設備重量3.8r/min450kW/10000V15kW/380V250噸1.3枯燥機身主要特點.傳熱面積大，熱效率高，高達80%-90%。.處理能力大，適用于連續操作。.枯燥機溫度低，操作簡單，使用方便。.氣體僅作為帶走物料揮發部分的攜帶氣，氣體用量小，粉塵回收設備簡單。.密閉性能好，非常適于乙烷等有機溶劑的回收。1.4枯燥機身主要結構枯燥機的結構簡圖名稱材質各部分名稱材質規格序號名稱材質規格數量備注1進料法蘭316L12敲擊器組合件4主材3043前滾圈42CrMo1外購4齒圈ZG42CrMo1廠家供貨5保溫層支架30436后滾圈42CrMo1外購7管板316L6=6028加熱系統組合件1主材3049排污口316L310換熱管4種規格316L@73X521L=24200mm316L@88.9X342L=24200mm316L@114.3X342L=24200mm316L@141.3X3.542L=24200mm1.5枯燥機工作原理特點在枯燥機內部安置了蒸汽加熱管，加熱管貫穿整個枯燥機，以同心圓方式排成4個圈，枯燥機所需的熱量由蒸汽加熱管提供。進入枯燥機的物料受到加熱管的攪拌作用，加熱管同時提供熱量枯燥，再借助枯燥機的傾斜度，物料從加熱口向出料口移動，從出料口排出。物料中汽化的二次蒸汽從排氣口進入尾氣處理系統，除去粉塵或回收溶劑；對易燃易氧化的物料，還可以用惰性氣體閉路循環，使其不被氧化，從而提高產品的質量和產量。枯燥機機身制造難點分析單節筒體的制造筒節主材為，厚8=,8=和6=三種規格（前后滾圈所在筒體下為板厚法，齒圈所在筒體下板厚6=），內徑r單節筒節最大長度為，單節筒節的橢圓度要控制在以內。由于筒節較薄，在滾圓成型離開滾板機的壓緊力后，筒節自身由于彈性回收及自重的原因，往往出現“鴨蛋形”。而且筒節縱縫的錯邊量，棱角度的存在，給橢圓度的控制帶來麻煩，這是極為重要的技術難點。管板的焊接管板的材質為，厚度8=，R。由于市場上最大板幅僅為，管板需要拼接，保證焊接中完全焊透，拼縫坡口形式為兩雙面坡口，拼縫要求與母材平齊，板厚較大，焊肉不易完全熔合，且焊接周期長，產生的焊接應力較大，極易造成管板的焊接變形，設計要求管板的端面平整度《。一旦管板的斷面平整超標，即“凹”或“凸”，就會影響后面的換熱管的穿引和焊接，甚至可能引起局部的質量超重，增加枯燥機在轉動過程的偏心力。筒體的整體直線度橢圓度難點分析單節筒體本身滾制成形，即使撐圓后還是有些橢圓度存在。特別設備筒體部分總長，單節筒節長，共有14節筒節組對在一起，極易造成累計誤差，筒體的直線度要控制在以內就不那么容易了。目前，國內機械設備制造加工能力有限，沒有“液壓撐圓激光引導”組對設備，只能靠人工用原始的楔子、鐵錘、液壓器組對，面對如此高精度的動設備，制造過程必須是“精心細活”，不能有半點馬虎，否則就會前功盡棄，筒體的直線度、橢圓度超過，就是不合格產品。枯燥機制造工藝分析及實施要點單節筒節的橢圓度控制C=n*D中徑=3.1416*3820^12001mm同時考慮到筒節縱縫的焊接變性和收縮量，C增加5mm,為C'=12006mm。則筒節下料尺寸即為矩形2380mmX12006mm。檢驗尺寸時，特別要注意長度方向尺寸偏差±2山m，對角線方向尺寸偏差土2mm,所有筒節下料必須用同一卷尺，誤差《2mm才能保證矩形的誤差在允許值范圍內。由于市場上沒有長度12006mm的料,需要拼接成形,拼縫要求錯邊量《0.5mm,100%RTJB/T4730-2005II級合格。焊縫表面目檢不得有咬邊、棱角度、裂紋、氣孔等缺陷,且采用機械振動消除應力。滾板機卷圓,注意輥軸表面去除雜物,凸處需清理,同時筒節母材表面滾圓前需貼上保護紙膜。卷制過程中，要求用弦長L》640mm,R=1900mm的樣板檢查，同時校圓要求同一斷面上最大直徑Dmax與最小直徑Dmin之差即橢圓度e《1.0mm,棱角度E《1.5mm,如圖：橢圓度e 棱角度E如圖下圖：用材質為Q235A寬B=200mm, &=22mm的板卷制成“外3810mm的圓，內襯焊5=30mm,@3364/@3406的圓環板，整體熱處理消除應力后，用立車再外圓“3806（注：胎具外圓略大于筒體內徑，是防止筒節撐圓后回彈）。同時在三等分處環板上鉆圓臺形孔,再沿三等分線用數控切割機切割成三等份,切口寬B=10mm,為胎具安裝和撐圓過程中增加余量，同時制作三個材質為不銹鋼的圓臺形楔子（如圖）。A.在離筒節口400mm（注：留400mm余量是考慮到便于環縫的焊接，RT,PT）處圓周均勻點焊上6塊材質為304L或316L（注：為防止母材焊接污染不可用碳鋼系列的材料）5=8mm的擋板，用于支撐胎具，注意擋板要點焊牢固，防止胎具在撐圓受力過程中墜落。特別說明：厚5=45mm的齒圈段和5=60mm的滾圈段筒節需兩頭增加胎具撐圓,防止墊板焊接過程中出現焊接變形下沉,使筒節橢圓度超標。在安裝胎具之前,在胎具外圓與筒節接觸的面貼上保護紙,避免胎具碳鋼部分與筒體不銹鋼長時間接觸,造成筒節表面“污染”或損傷。

B.將圓臺形楔子插入圓臺形孔中，并錘擊圓臺形楔子。同時測量不同位置的直徑值，作出相應記錄，不停地調節直到橢圓度e《1.0mm為止。為了測量距離準確，最好使用激光測距儀。C.待撐圓，測量值達到合格值后，點焊圓孔型楔子防止胎具松動，同時，在胎具中間焊接上透光定位板，透光定位板與胎具間用3根型鋼焊接固定（如下圖）：D.筒節兩端口加工單面坡口，同時以筒節外壁找正，加工透光定位板（如上圖）。這樣可以保證透光定位板與筒節同心，為后面筒節組對調整筒體直線度工序精確無誤打好基礎。3.2管板焊接變形的預防和校平方案管板拼縫焊接坡口形式為（如右圖）清理焊接坡口，組對、點焊注意錯邊量C《0.5mm3.2管板焊接變形的預防和校平方案管板拼縫焊接預防拼縫變形最好的方法是管板組對好后，正反面先打一道底，可以在管板上點焊“井”字形槽鋼或工字鋼固定防止焊接變形。先正面焊一半，機械振動消除應力，再反面焊一半，機械振動消除應力，如此反復焊接完。值得注意的是焊接電流不易過大，同時邊焊邊測管板的平整度。測量方法如圖所示：在管板上放同規格的墊塊，粉線從墊塊上拉直過圓心，測四點h1、h2、h3、h4。同樣方法多測幾條線，，校正的方案有兩種：①滾板機校平②水壓機校平如右圖示，注意滾板機的上輥用力F需循序增加，轉速V不易過大，因為轉速V越小，F就越大。凸面校完后，再反過來用同樣的方式再校一次，校正過程中，要邊校邊測管板平整度，測量方法同前面。要求任意兩值的差的絕對值《2mm。此方案特點：管板校平的效果比較理想，工序簡單操作，時間短，不需要另外制造工裝，僅需做好管板的表面保護即可。但是管板的厚度6=60mm,要求滾板機的輥軸直徑較大、寬度較寬，此類大型的滾板機不多，校平的成本高。要求任意兩值的差的絕對值《2mm。如下圖示，在管板的下面均勻圓周墊6塊同規格的墊塊，在管板的上面加墊塊，防止管板單位面積內受力過大，造成管板“局部過校”和損傷母材表面。水壓機校平時，注意可以將管板在水平的情況“過校”3-4mm,這樣可以避免壓力F撤去后管板回彈。此方案的特點：校平的效果不理想，主要靠經驗，操作反復的情況多，不易準確掌握，“度”不好控制。筒體組對時經緯激光儀控制直線度由于筒節較長，采取先分3小段式，最后再整體組對成形。兩個筒節之間的組對“三點一線”示意圖：當經緯激光儀發出的激光，穿過筒節1激光接收板的圓心，射在筒節2的激光接收板的圓心時，筒節1和筒節2就同心了，則筒節1和筒節的直線度就能保證《2mm。筒節1與筒節2的胎具中心透光定位板中心處，加激光接收板。兩塊激光接收板都是材質為PVC厚6=8mm,“外=100mm,中心有同心圓刻度線@2,@4,@6,@8。唯一的區別是，筒節1上激光接收板的@2為通孔，筒節2上激光接收板的@2為不通。多個筒節之間的組對“四點一線”示意圖：其原理與“三點一線”的原理是一樣的，其中筒節I與n,in與w先組對好后，再整體組對。in與w兩端口各加胎具撐圓并加透光定位板（方法同前），特別注意的是要根據筒體的排版圖預先做好準備，繪制相應的“筒節先后組對順序過稱圖”。以筒節I的激光接收板為基準，要求激光點位于筒節n激光接收板的圓心處。，筒節I上激光接收板的@2為通孔，筒節n上激光接收板的@2為不通。去掉以筒節n上的激光接收板，以筒節I的激光接收板為基準，要求激光點位于筒節w激光接收板的圓心處。，筒節I上激光接收板的@2為通孔，筒節w上激光接收板的@2為不通。當第二步組對結束后，保持激光源和筒節原位置不動，在筒節n上放中心孔@2不通的激光接收板，打開激光源并調節焦距看激光點是否在筒節n的激光接收板的圓心。若在，則筒節同心；

若不在，沿激光點在激光接收板的反方向調節筒節的位置，使激光點位于筒節n的激光接收板的圓心。再去掉筒節n的激光接收板，看激光點是否在筒節w的激光接收板的圓心。如此反復的調試，至到激光源同時穿過筒節i、n和w的圓心。兩種方法原理都是一樣的，“四點一線”實質是把“三點一線”法按同一基準重復使用了2次。它們共同點就是，激光源的位置要求不能變動，否則基準就不一樣。兩筒節組對好后，環縫的焊接很重要，焊接應力不均勻分布就會引起筒節向內收縮，從而使直線度超標。相對較科學控制的做法是：①筒節組對好后，保持激光源一直亮著，環縫四周先均勻電焊，再四周等距離加焊4塊材質為316L厚6=30mm左右的筋板,接著環縫打一道底，并觀察激光是否偏離激光接收板的圓心。②埋弧自動焊。焊接時，應嚴格按照焊接工藝，不能為了搶進度而采取大電流施焊，這樣只會導致焊接應力集中，引起較大的焊接收縮變形。在焊接過程中，需要時刻觀察激光是否在激光接收板的圓心處，如有偏離圓心處則停止施焊，并轉移到停止點的對面施焊，讓焊接應力受力相互抵消，達到受力平衡。③待環縫施焊結束后，再復檢以下激光是否在兩塊激光接收版的圓心。確認同心后，再去用等離子切割掉四塊筋板，并打磨光滑平整。當發生筒節環縫焊接變形，不同心時且當H《4mm,如圖示:采取的措施是：凹處A為中心環縫的2/3圓周用碳弧氣刨刨去1/3-1/4的焊肉，而凸處B為中心環縫的1/3圓周刨去全部的4/5焊肉。同時在B處左側筒節點焊上2-3塊材質為316L6=30mm左右的擋板。在B處大電流焊接，集中產生較大的焊接變形，當B處凸出部分變得平整，或右側筒節與擋板相靠近貼實時，則變形校正成功。按照經驗值，若當H>4mm時就用“大電流凸處施焊”的方案很難達到預期的效果，所以在焊接過程中特別要注意施焊工藝。換熱管的組對焊接方案換熱管材質為316L,4種不同規格，且長度L=24.2m,需要拼接，注意拼縫最多只能2道。注意下料尺寸要比圖紙尺寸長30mm,以便換熱管水壓試驗后取長度。規格相同的四個托輪調整好水平，并且在同一條直線上。將加工好坡口的換熱管放在托輪上對接，并且測量錯變量C《0.5mm。采用氬弧焊焊接時，注意起收弧不能傷及母材，電流不易過大，否則使接縫處發藍或發黑。拼縫要求：100%RT,JB/T4730.2-2005n級合格；100%PT,JB/T4730.5-20051級合格。①水壓試驗。換熱管逐根進行水壓試驗，P=3.0Mpa，30分鐘保壓，不得出現泄漏，檢驗合格。②反向壓扁試驗。試樣不得出現裂紋或裂口。③晶間腐蝕試驗。符合ASTMA923C法。④擴口（卷邊）試驗。試樣不得出現裂紋或裂口。4干燥機出廠前的整體試車檢測干燥機在出廠之前的檢驗和測試，要求在空載無物料的機械運轉情況下，檢查、考核和測試整套設備制造的綜合質量特性，考核試運轉穩定程度，通過試運轉完成技術條件中有關數據的檢測，為產品正式投料運轉提供可靠的質量保證。本次試車要求干燥機在盤車系統的驅動下，進行低速運轉，檢測各部件位置的跳動值。安裝的部件有進料端軸承支撐架、出料端密封軸承及支架、支撐系統及傳動系統。干燥機主電機采用10000V高壓電機，在制造廠沒有該規格的工業用電，不可能實現整體模擬試車，只能通過盤車電機進行驅動，測試各位置的跳動值及機械性能。4.1試車方案簡圖4.2基礎找水平劃線以托輪擋輪基礎中心為基準，依據設備條件圖，進行傳動系統、托輪系統基礎劃線。試運轉前的準備工作試運轉前的準備工作確定實測滾圈之間的中心距尺寸，根據實測的尺寸作為托輪系、托輪擋輪系的實際安裝跨距。，并調整擋輪間距待安裝機身（未安裝機身前應用塑料薄膜封蓋）。，跨度，安裝尺寸，具備機身吊放到托輪系統之前的條件。，經驗收認可，再進行下序工作。預安裝程序預安裝程序，不得有灰塵雜物，并在滾圈支撐受力點墊好厚度為8mm的橡膠板，防止機身吊放過程中使托輪、滾圈表面產生局部壓痕。4.4.2測量兩托輪間水平方向的距離，測量值差絕對值《1.5mm；量兩托輪間的對角線的距離，測量值差絕對值《1.5mm；量兩托輪間垂直方向的高度差，測量值差絕對值《1.5mm。，吊放機身（機身已組裝汽室、換熱管等），吊裝過程中必須小心，避免損壞托輪及擋輪；相關測量的數據符合公差要求后，筒體需要安裝就位，支撐托輪需要進行相應調整。調整時，可用塞尺檢查托輪與滾圈的嚙合情況，要求整體托輪面與滾圈接觸面間隙均勻。主傳動系統進入試運轉場地安裝前，應已在制造車間進行過調試，各部件均以按照圖紙要求正確安裝；安裝時特別注意：以大齒圈徑跳值最大方向進行大小齒輪之間的找正，二者之間的接觸面積沿齒高方向不得小于60%，沿齒寬方向不得小于70%，用紅丹粉涂在齒面手動盤車調整合格后，固定主傳動底座。主傳動底座必須可靠固定，以免發生意外事故；，需要添加相應潤滑油、大齒圈與小齒輪的嚙合面應涂適量的潤滑脂，但不要太多，以免轉動時打滑。，手動盤車試運轉實測數據填入下表：測試部位前滾圈后滾圈大齒圈進料法蘭出料法蘭徑向端面徑向端面徑向端面端面徑向徑向設計值mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm實測值mm測試部位托輪I托輪n托輪m托輪W徑向端面徑向端面徑向端面端面徑向設計值mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm2.0mm實測值mm4.5正式空載試運轉前必要條件，且能及時發現故障，并及時處理。，安全可靠。，作好防塵。檢查減速機、軸承等處的潤滑油是否添加充足。再次檢查各部件基礎連接有無松動，并及時加以緊固。，采用人工加油，由專人負責，并加強保護，防止異物掉進各旋轉面出現事故，在試運轉過程中不得私自離開崗位。試運轉步驟：打開盤車電機后風扇罩，旋轉盤車電機冷卻風扇葉輪，使主機緩慢轉動，轉動方向應為從進料側看主機機身逆時針方向為正確，盤車轉動應至少使齒圈的每個齒與小齒輪嚙合一次，盤車的過程中應用油壺往齒輪嚙合面上澆足夠的潤滑油。在盤車的過程中注意觀察不能有任何妨礙機身運轉的任何因素。盤車結束后安裝好盤車電機后風扇保護罩。通知控制室接通盤車電機電源。，點車試車之前現場所有技術人員、施工人員、安全人員等應在離機身三米線以外，由主操作人員在盡可能短的時間內接通電源并隨即切斷電源造成點車，檢查盤車電機的旋轉方向是否正確，如不正確，切斷電源，通知電工改變接線，之后再次點車，直至盤車電機的旋轉方向與設計旋轉方向一致。機身的設計旋轉方向為從進料側沿干燥機軸線方向看以逆時針方向旋轉為正確。注意：點車前應確保盤車電機與主電機的轉向正確，如不能保證，在點車前應將主電機、液力偶合器與主減速機之間的聯軸器連接部分拆除，待點車結束后再正確地連接上，以免損壞電機、減速機。啟動盤車電機，因制造廠無10000V動力電源，試運轉只啟動盤車電機即可，連續開車2-4小時。試運轉過程中檢查，每隔30min檢測一次，按下表進行：（單位：℃）數據記錄表1序號名稱30min60min90min120min150min180min210min240min1托輪軸承座I2托輪軸承座n3托輪軸承座m4托輪軸承座IV5托輪軸承座V6托輪軸承座w7托輪軸承座加8托輪軸承座而9擋輪軸承座I10擋輪軸承座n11傳動軸承座I12傳動軸承座n要求：溫升不超過30℃，最高溫度不超過60℃，由電器人員負責對盤車電機的工作電流及電壓進行測試并記錄。數據記錄表1序號名稱30min60min90min120min150min180min210min240min1盤車電機電流（A）2盤車電機電壓（V）3電源頻率（HZ），由質檢處將全部記錄按技術協議及圖紙的有關要求填入出場檢驗報告中，并在試運轉記錄上簽字，確認空負荷試車結果。，由質檢處，車間，技術負責人共同協商解決。5制造過程中檢驗難點和重點小結1、原材料的驗收包括板材、換熱管、滾圈、齒圈等2、焊接：主體材料為316L，應嚴格遵守焊接工藝，嚴格控制層間溫度；3、單節筒體橢圓度的嚴格控制，整體直線度的控制。4、不銹鋼換熱管的拼接試壓，不得強力穿進管板。5、管板的焊接變形預防與校平。6、滾圈、齒圈等傳動件的機加工尺寸測量，滾圈、齒圈與筒體的安裝現場監督，以保證最后的整體試車各項指標達到要求。7、手動盤車時滾圈，齒圈，進出料端法蘭的徑向和端面測量。8、開車前的準備工作，連續開車時各項溫度數據的測量。6結束語干燥機機身的制造實際上不是很難，能否成功制造主要看制造企業的起吊能力，加工能力和工人師傅的豐富制造經驗。就目前我國的制造能力而言，只要能因地制宜的充分利用