某廠(chǎng)尿素系統有一座直徑18m、高為78m的造粒塔，其造粒機在使用當中經(jīng)常出現一些設備故障，使蒸發(fā)系統頻繁停車(chē)，影響尿素系統的正常生產(chǎn)。盡管曾采取改變中心管密封圈的厚度及材質(zhì)，加固造粒機支架等措施，但均未能解決根本問(wèn)題。為了保證尿素生產(chǎn)的長(cháng)周期運行，同時(shí)解決備機問(wèn)題，決定設計制作一臺配合原噴頭使用的造粒機。
1、存在的問(wèn)題及分析
該尿素系統在運行過(guò)程中主要出現的問(wèn)題是
a．尿液常從造粒機頂部溢出。
b．造粒噴頭與中心管的連接處常常泄漏，此密封點(diǎn)隨噴頭伸人造粒塔內，其泄漏將造成尿液粘附塔壁及造粒塔而結垢。
c．造粒機的軸承布置及潤滑設計不合理，易造成軸承燒壞。
造粒機的中心管約2m長(cháng)，上部用法蘭與物料管相連，下部直接插入噴頭內。在安裝和檢修造粒機時(shí)不容易保證中心管與套管同軸度，長(cháng)期運行就會(huì )導致密封環(huán)內圈的不均勻磨損，從而使尿液向上進(jìn)入套管內產(chǎn)生溢流。
造粒機的中心管與噴頭為凹面法蘭連接，四氟密封環(huán)夾在這個(gè)凹槽內，由于此環(huán)在長(cháng)期使用中產(chǎn)生變形和變軟，使兩法蘭之間的密封產(chǎn)生外泄漏，尿液由此直接向外噴人造粒塔內。
造粒機轉動(dòng)部分采用上、下兩個(gè)滾動(dòng)軸承來(lái)實(shí)現。滾動(dòng)軸承主要承受徑向載荷，僅能承受較小的軸向載荷。而造粒機是垂直安裝，噴頭、中心管及套管、皮帶輪、尿液使上述兩個(gè)滾動(dòng)軸承主要承受軸向載荷，顯然軸承的承載不合理。
該機沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的潤滑油道，在第一次組裝時(shí)不能對滾動(dòng)軸承有很好的潤滑條件，從而使軸承易燒壞。
另外，由于密封環(huán)隨噴頭伸人造粒塔內，這個(gè)密封點(diǎn)既不容易被觀(guān)察又不便于檢修，需要更換時(shí)，必須把中心管拆除，吊出造粒機，需要對中找正。每更換一次密封環(huán)相當于重新安裝一次造粒機，更換密封環(huán)頻繁，影響了正常生產(chǎn)。
2、結構改進(jìn)
針對該造粒機的上述缺陷，對其進(jìn)行了改進(jìn)，并重新設計了部分結構。
2.1 密封結構
針對原密封環(huán)的問(wèn)題，曾將密封環(huán)改為層壓板并增加了該環(huán)的厚度，但未收到預期效果。為此，將密封板改為碳纖四氟密封填料函。
將造粒機的下部密封結構改為上部填料密封結構，利用皮帶輪的輪廓安裝填料壓蓋，這樣既便于觀(guān)察運轉情況，又便于檢修，更主要的是采用了緊壓填料密封，有效地防止了尿液的泄漏。
2.2 空心軸
為了達到密封結構要求，設計了一根空心軸，該軸采用一根127mm×17mm，材料為0Crl7Nil4Mo2的高壓管加工而成(圖4)。該軸上部安裝皮帶輪及密封填料，下部通過(guò)螺紋連接一個(gè)凸面法蘭與I型噴頭配合相連，從而帶動(dòng)噴頭旋轉，這樣既保證了噴頭旋轉的同軸度，又保證了噴頭法蘭的密封可靠。
2.3 軸承布置
為了改善滾動(dòng)軸承的受力情況，在造粒機底部設計安裝了一個(gè)8222的推力球軸承，通過(guò)它來(lái)承受中心管、皮帶輪、噴頭及尿液的軸向載荷。同時(shí)在造粒機的上部和下部設計了兩個(gè)軸承座，這兩個(gè)軸承座與機體配合連接，取代了原來(lái)的軸承端蓋，這樣既保證了軸承的配合安裝，又保證了整個(gè)造粒機的配合組裝，同時(shí)還能貯存潤滑油。
2.4 潤滑結構
由于增設了上、下軸承座，在設計造粒機上、下兩個(gè)注油接頭時(shí)，把上、下軸承座結合起來(lái)考慮。在上、下軸承座上分別設計了兩個(gè)與注油接頭相通的潤滑油道，當潤滑油經(jīng)油槍從注油接頭注入，通過(guò)潤滑油道進(jìn)入軸承座時(shí)，隨著(zhù)軸承的旋轉，軸承得到充分的潤滑�？紤]到潤滑油會(huì )不斷流失，將原軸承端蓋的毛氈密封改為骨架油封，大大減少了潤滑油的流失，確保了設備的長(cháng)周期運轉。
3、使用情況
新造粒機投入使用后，其運行結果表明，該機振動(dòng)小，噪聲低，運轉平穩，徹底解決了尿液溢流、外泄及軸承被燒壞等問(wèn)題。同時(shí)該機具有易檢修，易維護保養，能快速更換密封填料及造粒噴頭，能快速定心對中等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)72h高負荷生產(chǎn)考核，新造粒機完全能滿(mǎn)足年產(chǎn)260kt尿素造粒的使用要求。
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