臥式螺旋離心脫水機是一種臥式螺旋卸料、連續操作的高效離心分離、沉降設備，常用于對液-固、液-液、液-液-固等非均相混合物的分離，廣泛應用于污水處理廠中。由于臥螺離心機是連續性操作，處理量大，在應用中會造成螺旋葉片的嚴重磨損，螺旋葉片磨損后，通常會使螺旋的輸渣能力降低，造成沉渣含濕量增大從而引起設備故障，降低生產效率，這就需要定期對螺旋輸送器上的螺旋葉片進行檢查維修。

振動是轉動機械運行中的一項重要指標，轉動部件質量不平衡是引起振動較為普遍的原因之一。臥式螺旋離心脫水機是一種典型的旋轉機械，螺旋輸送器是其中重要的轉動部件，螺旋輸送器上的螺旋葉片磨損通常會引起設備不正常的振動。長時間不正常的振動會造成機組金屬材料疲勞損壞，螺旋輸送器上的緊固件發生松動，進而產生設備故障甚至發生事故。因此，轉子動平衡技術是轉子在制造、安裝調試或修理時必不可少的一個步驟，在化工行業中有廣泛的應用價值。

1 臥式螺旋離心脫水機振動分析

某污水處理廠日處理污水達10萬噸，采用AAO工藝。近期發現污泥脫水車間臥式螺旋離心脫水機發生過大振動和異常噪聲，在左右軸承座處測量發現其垂直振動分別達到7.37mm/s和8.54mm/s，已超過我國規定的行業標準，必須立即停機進行檢查。

臥式螺旋離心脫水機一般振動是由3個方面引起的：工藝問題、機械問題和電氣問題。通過檢查物料的成分和進料速度，發現并無什么問題，首先就可排除工藝問題。之后對電機振動進行測量，結果并無過大振動，檢查差速器運行狀態也無明顯問題，可以排除電氣問題。那么基本可以確定是由機械問題引起的，筆者決定進行拆機檢查。

離心機振動的機械問題一般是由以下問題引起的：軸承潤滑系統出現故障導致軸承出現磨損；螺旋葉片纏繞上雜物、堵塞，引起轉動問題；基座等固定位置螺栓出現松動；螺旋葉片磨損破壞轉子動平衡。通過拆機檢查發現螺旋葉片出現嚴重磨損，分析可能是磨損導致不平衡引起的，所以決定對螺旋輸送器進行修補并進行動平衡處理。

2 螺旋輸送器動平衡的必要性

螺旋輸送器的結構設計、材料選擇和設計參數直接影響離心機的生產能力、分離效果和使用壽命。螺旋輸送器一般由螺旋葉片、內筒和進料室構成，并在尾端開有進料口，加上螺旋葉片的不均勻分布，都會造成螺旋輸送器各截面質量單元的分布不均，進而對螺旋輸送器的動平衡效果造成嚴重影響。因此，在螺旋輸送器安裝前必須進行動平衡，以免安裝后在高速運轉中發生劇烈振動，發生安全事故。

在臥式螺旋離心脫水機的日常運轉中，螺旋輸送器的螺旋葉片是與沉渣直接接觸并高速旋轉，因此通常螺旋葉片會產生很大的磨損，磨損后造成沉渣濕含量增加，離心機的工作效率顯著下降。同時，為了節能的考慮許多生產廠家加大了螺旋輸送器的長徑比，這樣就造成設備長時間運行，螺旋輸送器的軸發生變形，產生質心偏移，因而在設備運轉中發生振動。在一些污水處理廠，由于離心機用于污水的離心處理，長時間運行之后，螺旋葉片產生銹蝕和結垢，這些都會影響螺旋輸送器的質量分布，進而產生振動，嚴重的發生安全隱患。

通常整機的現場動平衡能很好地解決設備的振動問題，但由于葉片磨損、結垢和銹蝕造成的工作效率降低和原料離心效果的影響并不能得到解決。同時螺旋輸送器兩個支承端中間是長跨距，長時間放置容易發生軸的變形。因此需要對螺旋輸送器進行定期檢查維修，尤其是對螺旋葉片進行修補和對內筒進行找正。在修補后安裝回離心機之前，必須進行機上動平衡，因為維修后破壞了螺旋輸送器之前的平衡效果，如果不平衡量過大，設備在啟動時將產生強烈的振動，嚴重的甚至造成設備損壞，人員傷亡。

3 螺旋輸送器動平衡的方法

螺旋輸送器作為高速旋轉機械，無論是在安裝調試之前還是在維修之后，都需要重新進行動平衡，在此主要用的是螺旋輸送器機上動平衡技術。針對螺旋輸送器的特殊結構，采取低應力均衡加重法進行雙面動平衡。

3.1 支撐位的選取

任何轉子在進行動平衡之前都要確定其支撐位置，通常會選取轉子實際的軸承位作為動平衡的支撐位，但是在一些特殊情況下會根據葉輪等分布情況進行選取。

螺旋輸送器上分布有螺旋葉片，不能作為支撐位，支撐位置只能選擇靠兩端位置。由于其兩端并沒有軸頸，所以需進行配做心軸，以心軸為支撐位置。

3.2 平衡面的確定

動平衡一般采取雙面平衡法，需要在轉子上選取兩個面作為其平衡面。平衡面的選取一般遵循力臂平衡原理，使兩個平衡面盡量相距較遠，以達到不平衡量較小的目的，通常都選擇轉子上的葉輪以方便進行去重。

螺旋輸送器沒有葉輪，因此根據力臂平衡原理選擇在鼓身上相距較遠便于操作的兩個位置，確定為平衡面進行動平衡。

3.3 平衡配重

根據螺旋輸送器的結構外形，并沒有明顯適合進行打磨處理的位置，通過動平衡機測量其不平衡量的大小，一般當不平衡量大于30g時，采取平衡加重。當不平衡量不足30g時，可以適當的在平衡面位置進行打磨去重。

當對螺旋輸送器進行焊接加重時，必須考慮對結構的影響和材料性質。螺旋輸送器大多為不銹鋼材料，配重塊在焊接時一般采用集中熱源在局部加熱，因此會在螺旋輸送器的焊接區域上產生不均勻溫度場產生焊接變形。

4 工程應用

離心機的螺旋輸送器主要承擔著分離任務，物料經過右端的進料口通入輸送器柱身中，再通過柱身上的分液口進入螺旋葉片中，在離心力和螺旋葉片的推力下，液體經由左側排出，固體殘渣從右側排出。

由于離心機振動過大分離效果減弱，拆機檢修發現其右端固體排出口的螺旋葉片磨損比較嚴重，影響分離效果，決定對螺旋葉片進行修補。此螺旋輸送器全長2700mm，重435kg，直徑450mm，工作轉速2980r/min。利用304不銹鋼對磨損嚴重的螺旋葉片進行了修補，為方便動平衡校正，在兩端中心位置配備了心軸進行支撐。選擇輸送器兩端靠中心兩個葉片處為平衡面進行平衡配重。該轉子為剛性轉子，在平衡機上選擇450r/min的速度進行了平衡測量。

測量結果顯示，右側配重面有較大的不平衡量，對于初始的測量結果首先要進行試配重，通常采用工業用膠泥進行模擬配重。本次實驗根據實際配重情況將200g膠泥分成了60、80、60g，分別添加在右側測量角度的位置和兩邊相距10°左右的距離進行了固定，同時對左側不平衡位置添加了30g的配重。

此次測量發現右側不平衡顯著降低，說明初始測量結果是正確的，同時選擇的配重量和位置也是準確的，可以進行焊接加重。針對模擬配重的測量結果，分別選取30、60、80、60g不銹鋼塊在之前的位置進行焊接。初始焊接采用點焊的方式進行固定，敲掉焊渣，等溫度恢復至室溫后測量。

測量結果顯示不平衡量已明顯降低，動平衡目的初步達成，接下來對配重塊進行補焊，防止運行中發生脫落。同時焊接完成后進行測量，對小范圍的不平衡量進行打磨去重，使離心機的螺旋輸送器的平衡精度達到要求。

根據測得的結果，其平衡品質等級已達到G2.5，低于離心機螺旋輸送器G6.3的國家標準，平衡完成。

5 結束語

維修后的螺旋輸送器安裝后首先進行了空載運行，測得其軸承位處的垂直振動烈度分別為2.56mm/s和3.47mm/s，振動明顯減小，達到國家規定的行業標準。動平衡技術是臥式螺旋輸送器進行維護、保養必不可少的一種手段，在臥式螺旋輸送器使用說明書上有明確要求。因此動平衡技術在解決離心機的振動問題中有很高的應用價值。