中粮生物化学（安徽）股份有限公司小酒精生产部是全国 一家以清液发酵制酒精的化工单位，发酵液在发酵终点时通过沉降式离心机进行轻重相分离，清液进五塔蒸馏制酒精。

离心机是清液发酵的关键重要设备，对离心机的转速和稳定性有非常高的要求，该公司采用瑞典产的阿法拉伐离心机，该离心机质量可靠、运行稳定，但由于液化液调配使用大量氢氧化钙进行pH值调整，大量钙离子随发酵液进入离心机，时间一长，离心机转鼓、碟片附着大量钙垢，进而影响转鼓的稳定性，使转鼓运转阻力增大，长时间的高速运转（4100r/min）就会造成皮带张紧度不足，进而皮带打滑，无法保证分离效果，使生产频繁停车。

在了解到工艺上无法改变添加氢氧化钙后，只能对离心机进行改造，使之满足清液发酵的工艺要求。

1 离心机修复前的基本情况

该公司有三台瑞典产的阿法拉伐离心机，自2002年投入运行，对玉米发酵液分离效果一直不错，但随着设备使用年限的延长，离心机出现处理能力下降，分离不彻底，尤其是离心机运行到一定阶段后，操作屏显示振幅高低波动，离心机本体噪音大。采用ANSYS软件进行应力分析，从理论上分析设备的薄弱环节，再通过对造成分离不彻底的离心机部件观察，发现：离心机的原设计轴与皮带轮通过一套锁紧装置实现连接的，在长期高速运转（4100r/min）使发酵液中的大量钙垢牢牢附着在转鼓上，进而影响转鼓的稳定性，使转鼓运转阻力增大，造成皮带轮与轴之间发生打滑现象，无法正常使用。

2 离心机修复方案的制订

皮带轮与轴之间的连接属于静摩擦连接，也就是说靠皮带轮与轴之间的静摩擦力来维持它们之间的相对静止状态，当轴在高速旋转时会产生强大的切向力，当这个切向力大于皮带轮与轴之间的静摩擦力时，皮带轮和轴之间将会发生相对运动，也就是所谓的打滑现象。为此必须加大皮带轮与轴之间的静摩擦力。

加大静摩擦力的方案选择：

（1）通过提高皮带轮与轴接触之间的粗糙度。

（2）加大皮带轮与轴之间的相互挤压力。在考虑改变粗糙度不便的情况下，考虑改变它们之间的相互挤压力。

3 离心机修复的要点

该离心机的皮带轮与轴之间的相互挤压力是靠两片法兰与上下类似大小变径以及螺栓相互作用产生的，当螺栓在拧紧的时候会带动上下的法兰片相对靠拢，从而会挤压上下的大小变径缩小，以致皮带轮与轴之间的加压力增大。在原始的法兰片上有7颗螺栓，通过拧紧（30Nm）7颗螺栓就可以改变皮带轮与轴之间的挤压力，但是由于离心机的使用年限较长，且发酵为连续生产，长时间的高速旋转使7颗锁紧螺栓出现疲劳松动。而螺栓发生疲劳松动，皮带轮与轴之间的相互挤压力就会变小，从而使皮带轮与轴之间发生打滑现象。

4 改进措施

针对这种情况，通过仔细研究决定在原法兰面上的7颗螺栓（M8*65,10.9级）之间再均匀的错位增加7颗螺栓，这样不仅可以提高螺栓抗疲劳的程度，同时还可以增强螺栓相对之间的稳定性，从而可以延长高速（4100r/min）运行时皮带轮与轴之间的相对静止状态。通过技术修复：使即将进入报废期的大型设备又焕发出较佳运行的第二春，同时也保证了生产连续稳定。另外该离心机属于进口设备，更换整套部件需花费近30万元人民币，如果不及时修复，离心机在运行到某一阶段，就会出现螺栓疲劳松动，加大轴与皮带轮之间的磨损现象，从而使备件的寿命缩短，提高离心机的维护成本。

5 结束语

借助ANSYS软件进行应力分析，从理论上分析设备的薄弱环节，再通过对造成分离不彻底的离心机部件观察，找出设备使用中容易变形的主要原因，通过法兰面错位均匀布置7颗螺栓强化了皮带轮的强度和抗疲劳性，延长了离心机运行时间，使离心机的性能恢复到设备进口初期时的水平。