第六節　離　心　機

離心機是利用轉鼓旋轉產生的離心力，來實現懸浮液、乳濁液及其他物料的分離或濃縮的機器。它具有結構緊湊、體積小、分離效率高、生產能力大以及附屬設備少等優點，廣泛應用在資源開發、石油化工生產過程以及三廢治理等方面。

一、離心分離過程

離心分離過程一般分為離心過濾、離心沉降和離心分離三種。

1.離心過濾

離心過濾常用來分離固體含量較多且顆粒較大的懸浮液。如圖3-39所示，過濾式離心機轉鼓由攔液板、鼓壁和鼓底組成。鼓壁上均勻分布許多小孔，供排出濾液用，轉鼓內壁上鋪有過濾介質，過濾介質一般由金屬絲底網和濾布組成。轉鼓旋轉時，轉鼓內的懸浮液在離心力作用下，其中的固體顆粒沿徑向移動被截留在過濾介質表面，形成濾渣層，而液體則透過濾渣層、過濾介質和鼓壁上的小孔被甩出，從而實現固體顆粒與液體的分離。在離心力場中懸浮液所受的離心力為重力的千百倍，從而強化了過濾過程，加快了過濾速度。隨著分離過程的進行，濾渣層在離心力作用下被逐步壓實，濾渣孔隙里的液體也在離心力的作用下被不斷甩出，從而可得到較干燥的濾渣。

2.離心沉降

離心沉降常用于分離固體含量較少且粒度較細的懸浮液。如圖3-40所示，沉降式離心機的轉鼓鼓壁上無孔，不設過濾介質。當轉鼓旋轉時，懸浮液在離心力的作用下，固體顆粒因密度大于液體密度而向鼓壁沉降，形成沉渣，而留在內層的澄清液體則經轉鼓上的溢流口排出。

3.離心分離

離心分離常用于分離兩種密度不同的液體所形成的乳濁液或含有極微量固體顆粒的懸浮液。如圖3-41所示，在離心力的作用下，液體按密度不同分為里外兩層，密度大的在外層，密度小的在里層，通過一定的裝置將它們分別引出，固相則沉于鼓壁上，間歇排出。用于這種分離過程的離心機稱為分離機，其轉鼓也是無孔的。

二、離心機的分類

離心機廣泛用于工業生產中，為滿足不同生產過程的需要，離心機的品種規格較多，離心機的分類方法也很多，主要有以下幾種。

1.按分離過程分

（1）過濾式離心機　如三足式離心機、上懸式離心機、臥式刮刀卸料式離心機等。

（2）沉降式離心機　如三足式沉降離心機、刮刀卸料沉降離心機和螺旋卸料離心機等。

（3）分離式離心機　包括管式分離機、多室式分離機和碟片式分離機等。

2.按分離因素分

（1）常速離心機　分離因素F_r<3500，并以F_r=400～1200最為常見，其中有過濾式也有沉降式。此類離心機適用于含固體顆粒較大或顆粒中等及含纖維狀固體懸浮液的分離，這種離心機轉速較低而轉鼓直徑較大，裝載容量較大。

（2）高速離心機　分離因素F_r>3500～50000。此類離心機通常是沉降式和分離式，適用于膠泥狀或細小顆粒稀薄懸浮液和乳濁液的分離。其轉鼓直徑一般較小，轉速較高。

（3）超高速離心機　分離因素F_r>50000，為分離式。此類離心機適用于較難分離的、分散度較高的乳濁液和膠體溶液的分離。其轉鼓多為細長的管式，轉速很高。

3.按操作方式分

（1）間歇運轉離心機　操作過程中的加料、分離、卸渣等過程均是間歇進行，有的過程（加料和卸渣）往往還需要在慢速或停車下進行，如三足式、上懸式離心機等。

（2）連續運轉離心機　此類離心機是在全速運轉下加料、分離、卸渣等操作過程連續進行，如臥式刮刀卸料離心機、活塞推料離心機及螺旋卸料離心機等。

4.按卸料方式分

離心機按卸料方式不同可分為人工卸料（包括人工上部卸料和人工下部卸料）離心機、機械卸料（刮刀卸料、活塞推料、螺旋卸料等）離心機及慣性卸料（離心力卸料、振動卸料、進動卸料等）離心機等。

此外，還可以按離心機轉鼓軸線在空間位置分為立式、臥式等。

三、三足式離心機

三足式離心機多為過濾式的，是一種立式的離心機。工業上常用的有人工上部卸料離心機和下部自動卸料離心機，廣泛應用在化工、制藥、食品等工業部門。

人工上部卸料三足式離心機，結構如圖3-42所示，它主要由轉鼓、主軸、軸承、軸承座、底盤、外殼、三根支柱、帶輪及電機等部分組成。轉鼓體5、主軸9、軸承座10、外殼12、電動機13、V帶帶輪14等都裝在底盤上，再用三根擺桿4懸吊在三個支柱2的球面座上。擺桿上裝有緩沖彈簧3，擺桿兩端分別用球面和底盤1及支柱2相連接，使整個底盤可以擺動，有利于減輕由于鼓內物料分布不均所引起的振動，使機器運轉平穩。主軸9短而粗，鼓底向內凹入，使轉鼓質心靠近上軸承，目的是減少整機高度，有利于操作和使轉軸系統的固有頻率遠離于離心機的工作頻率，減少振動。

離心機由電機通過V帶帶輪帶動主軸及轉鼓旋轉。停車時，轉動機殼側面的制動器把手11使制動帶剎住制動輪15，離心機便停止工作。

這種離心機是間歇操作，每個操作周期一般由啟動、加料、過濾、洗滌、甩干、停車、卸料幾個過程所組成。為使機器運轉平穩，加料時應均勻布料，懸浮液應在離心機啟動后逐漸加入轉鼓。處理膏狀物料或成件物品時，在離心機啟動前將物料均勻放入轉鼓內。物料在離心力場中，所含的液體經由濾布、轉鼓壁上的孔被甩到外殼內，在底盤上匯集后由濾液出口排出；固體則被截留在轉鼓內，當達到濕含量要求時停車，并靠人工由轉鼓上部卸出。

自動下部卸料三足式離心機，結構如圖3-43所示。總體結構與人工上部卸料三足式離心機基本相同，只是轉鼓底開有卸料孔。卸料機構主要由刮刀升降油缸、旋轉油缸及刮刀等機構所組成。卸料時轉鼓在低速下（30r/min）運轉，控制系統的壓力油進入控制升降和旋轉的執行油缸，驅動活塞運動，并通過機械傳動驅動刮刀進行卸料。它克服了上部卸料離心機的缺點，但結構復雜，造價高。

此外還有吊出卸料式、氣流機械卸料式、立式活塞上部卸料式三足離心機。

（一）三足式離心機的日常維護

（1）開車之前，應檢查機器油箱的油位及各個潤滑點、潤滑系統的注脂、注油情況，對于潤滑油、脂短缺的，要按照設備潤滑管理制度添加潤滑油、脂，一定要做到潤滑“五定”（定人、定點、定質、定量、定時），并按要求進行三級過濾，一級過濾的濾網為60目，二級為80目，三級為100目。離心機運行時，應按照巡回檢查制度的規定，定時檢查油位、油壓、油溫及油泵注油量。

（2）嚴格按操作規程啟動、運轉與停車，并做好運轉記錄。

（3）隨時檢查主、輔機零件是否齊全，儀表是否靈敏可靠。

（4）隨時檢查各軸承溫度、油壓，是否符合要求，軸承溫度不得超過70℃，若發現不正常，應查明原因，及時處理或上報。

（5）離心機在加料、過濾、洗滌、卸料過程中，如產生偏心載荷（如有異物、濾餅分布不勻等），回轉體即會產生異常振動和雜音，因此在機器運行時，要特別注意檢查其運行是否平衡，有無異常的振動和雜音。

（6）及時根據濾液和濾餅的組分分析數據，判斷分離情況，確定濾網、濾布是否破損，以便及時更換。

（7）檢查制動裝置，剎車摩擦副上不得沾油，制動裝置的各零部件不得有變形、松脫等現象，保證制動動作良好。

（8）運行中應注意控制懸浮液的固液比，保證機器在規定的工藝指標內運行。

（9）檢查布料盤、轉鼓的腐蝕情況。

（10）檢查各緊固件和地腳螺栓是否松動。

（11）隨時檢查油泵和注油器的工作情況，保持油泵正常供油，油壓保持在0.10～0.30MPa。

（12）經常保持機體及周圍環境整潔，及時消除“跑、冒、滴、漏”。

（13）遇有下列情況之一時，應緊急停車。

①離心機突然發生異常響聲。

②離心機突然振動超標，并繼續加大振動，或突然發生猛烈跳動。

③驅動電機電流超過額定值不降，電機溫升超過規定值。

④潤滑油突然中斷。

⑤轉鼓物料嚴重偏載。

（14）設備長期停用應加油封閉，妥善保管。

（二）三足式過濾離心機檢修

1.三足式離心機檢查內容

三足式離心機拆卸前應檢查以下內容，并做好記錄，為檢修提供資料。

（1）轉鼓在拆卸前先低速轉動，觀察是否運轉自如，有無碰擦卡阻現象。

（2）清洗轉鼓，啟動至高速，檢查有無不平衡引起的振動。

（3）聽聲音檢查主軸軸承是否有磨損或已損壞。

（4）停機后檢查主軸是否有上竄或下垂現象。

（5）左右移動刮刀，檢查鍵是否磨損而松動。

（6）低速運轉，檢查蝸輪減速箱有無異響，用手反向轉動，檢查轉鼓是否停止。

根據以上檢查內容，將離心機各部分按以下順序依次卸下：刮料裝置、機蓋、轉鼓、主電機、電機底板、主動皮帶輪、傳動裝置、連接法蘭管、吊桿、柱腳、機身，把機身翻轉180°卸下軸承座。

2.回轉體

（1）轉鼓

①轉鼓上的裂紋、點蝕等缺陷可以補焊，補焊總長度不應超過轉鼓上焊縫長度的10%。焊縫應用放大鏡進行外觀質量檢查，不應有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。焊縫咬邊深度應不大于0.5mm。

②同一處的焊縫修補次數，不銹鋼為一次，碳鋼為兩次。修補的焊縫較長時，轉鼓要經熱處理和校驗靜平衡。

③轉鼓壁厚減薄1/3時，應予更換。更換的新轉鼓必須裝配在主軸上（連同其他零部件），將整個回轉體校驗動平衡。

④修理或更換轉鼓應校驗動平衡，平衡精度不低于G6.3級。平衡達不到要求時，可以在規定的衡重面上以加重或減重的方式進行調整。總衡重量不大于轉鼓重量的1/500。

⑤轉鼓圓度為0.001D，轉鼓的徑向圓跳動為0.002D（D為轉鼓直徑）。

（2）主軸

①主軸應進行調質處理和探傷檢查，不得有裂紋、腐蝕傷疤、溝槽等缺陷。主軸上的缺陷不準修補，各加工配合面粗糙度為R_a=1.6μm，軸徑磨損超標時，可用噴涂、電鍍等方法進行修復。

②主軸中心線的直線度不大于0.05mm/m，主軸頸與主軸中心線的同軸度不大于0.03mm。直線度不符合要求時，可用機械壓力法、熱力機械法進行校直。

（3）回轉體的組裝要求

①組裝轉鼓與主軸時，應保證主軸的錐形軸頭與轉鼓的內錐孔面配合良好，接觸面在主軸的長度方向不少于75%，在圓周方向不少于85%，在靠大端軸向全長1/4長度內的圓周上應達90%，不允許只在錐體的小頭端配合。

②主軸頸與軸承的配合采用H7/k6，軸承必須緊靠軸肩，軸承與主軸采用加熱法組裝，油浴溫度為100～120℃；軸承外套安裝時不準用錘直接敲擊。

③轉鼓和主軸裝配后，轉鼓的徑向跳動應不大于0.0001D，轉鼓的圓度應不大于0.0002D（D為轉鼓內徑）。

3.機座

（1）支柱腐蝕嚴重時應予以更換，新支柱應采取防腐措施。

（2）支柱內擺桿和擺桿孔磨損后的間隙增大至影響懸吊時應予以更換。

（3）緩沖彈簧腐蝕嚴重、張力下降時應予以更換。

（4）軸承座的軸承孔圓柱度不得大于0.02mm，各加工面的同軸度不得大于0.01mm。

（5）制動裝置應平穩可靠，制動摩擦片鉚接材料為銅或鋁，鉚釘不得露出摩擦片外，摩擦片和制動輪間隙應均勻。

（6）機座發生局部破裂、穿孔等損壞時，在不影響使用條件下，可以用粘接、鑲復的方法進行修復。

4.液壓系統和卸料機構

（1）液壓系統　液壓系統的磨損一般較小，檢修中主要是對系統各部分進行嚴格的清洗，保證油路暢通。液壓系統壓力試驗的試驗壓力為工作壓力的1.5倍，穩壓5min后降至工作壓力，并保持30min無滲漏、不降壓為合格。

（2）液壓缸

①缸體應無裂紋、腐蝕、剝落等缺陷，必要時進行強度試驗。

②活塞和液壓缸的配合表面粗糙度為R_a=1.6μm，活塞能在缸內自由移動而無卡澀現象。

③油缸拆洗后，O形橡膠密封圈及皮碗都應更換。

④活塞桿磨損應不大于0.20mm。

（3）刮刀

①刮刀應平直　刮刀旋轉至極限位置時，刀口與篩網或濾布的間隙為3～5mm；刮刀上升或下降至極限位置時，與轉鼓頂部或鼓底的間隙應為3～5mm。

②刮刀機構應轉動靈活、升降自如。刮刀的旋轉裝置在調整后應牢固可靠。刮刀桿中心線和主軸中心線的不平行度應不大于0.001mm。

③刮刀升、降、旋轉到任意位置均不得與其他零部件相碰。

5.啟動裝置和減速裝置

（1）啟動離合器　啟動離合器裝配應牢固，三個摩擦片調整均勻，和外壁間隙為2～4mm，啟動離合器摩擦片和底板鉚接材料應用銅或鋁，鉚釘不得露出摩擦片外。

（2）減速器

①減速器檢修可參考《減速器維護檢修規程》相關內容。

②蝸輪軸端圓錐面和皮帶輪內錐孔應配合良好，貼合均勻，貼合面不低于60%，表面粗糙度為R_a=1.6μm。

③棘輪、棘爪、棘爪盤裝配后，活動良好，無松動。

④棘輪、棘爪材質應選用45鋼，調質處理HB 220～250，表面高頻淬火HRC 50～55。

（三）試車與驗收

1.試車前的準備工作

（1）清除機體周圍障礙物，盤動轉鼓，應無碰擦現象。

（2）檢查油位和添加潤滑油。

（3）檢查制動裝置有無碰擦。

（4）刮刀調節至規定位置。

（5）在空載試車前應先對液壓系統和刮刀裝置進行單獨試車。

（6）檢查接地線應完好。

2.空載試車

（1）確認試車準備工作完好后，可點車一次，確認轉動方向正確后再開車，試車時間為2h。

（2）運轉應無碰擦、噪聲和異常振動。

（3）各緊固件無松動變形。

（4）油壓系統工作正常，各閥動作可靠。

（5）刮刀升降、旋轉靈活，無碰擦。

（6）各轉動部件溫升正常。

（7）各密封處無泄漏。

（8）減速裝置工作正常。

3.負荷試車

（1）空載試車合格后，進行4h負荷試車。

（2）運轉平衡，無噪聲，無異常振動。

（3）主軸承溫度不超過65℃，電機電流不超過額定值。

（4）各控制系統工作準確、靈敏。

（5）刮刀卸料機構工作正常，無顫抖。

4.驗收

檢修質量符合要求，檢驗記錄齊全準確，經試車合格后，可辦理驗收手續，交付生產使用。