布袋除塵(chen)器(qi)是(shi)工業除塵(chen)設備(bei)的一種，其工作原理是(shi)利用(yong)多孔(kong)隙過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)濾(lv)(lv)(lv)布來過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)氣體(ti)(ti)中(zhong)的粉塵(chen)，含(han)塵(chen)氣體(ti)(ti)在(zai)通過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)布多孔(kong)纖維層時，粉塵(chen)顆粒通過(guo)(guo)(guo)篩濾(lv)(lv)(lv)效(xiao)(xiao)應、攔截效(xiao)(xiao)應、碰撞效(xiao)(xiao)應、擴散效(xiao)(xiao)應和靜電效(xiao)(xiao)應,被阻擋吸附(fu)在(zai)濾(lv)(lv)(lv)袋外表面，而潔凈氣體(ti)(ti)則穿過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)布排(pai)出。可見，濾(lv)(lv)(lv)袋是(shi)布袋除塵(chen)器(qi)正常運行(xing)的決定性因(yin)素。

一、故障現象

本文以一臺用(yong)于干混砂漿(jiang)生產線收塵(chen)的(de)32袋(dai)布袋(dai)除塵(chen)器為研(yan)究對象，該除塵(chen)濾袋(dai)為滌綸針刺氈(zhan)。除塵(chen)器在投入運行不久(jiu)，風機排(pai)風口出現冒(mao)塵(chen)現象。

二、原因分析

2.1 布袋(dai)除塵器的(de)濾(lv)袋(dai)安裝固定原(yuan)(yuan)理(li)(li)布袋(dai)除塵器的(de)濾(lv)袋(dai)安裝原(yuan)(yuan)理(li)(li)是依靠(kao)濾(lv)袋(dai)上的(de)彈性(xing)脹(zhang)圈將濾(lv)袋(dai)卡嵌在花板(ban)孔上，然后利用彈性(xing)脹(zhang)圈的(de)徑向膨脹(zhang)力緊緊固定住布袋(dai)，具體情況(kuang)如圖1所示(shi)。

布袋(dai)(dai)除塵(chen)器(qi)發生濾(lv)袋(dai)(dai)脫落 故障，通常會有以下幾種原因：第(di)(di)一(yi)，濾(lv)袋(dai)(dai)沒安裝好，固定濾(lv)袋(dai)(dai)彈(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)未正(zheng)確卡入花板(ban)(ban)(ban)孔內；第(di)(di)二，濾(lv)袋(dai)(dai)與花板(ban)(ban)(ban)孔不(bu)匹配，即固定濾(lv)袋(dai)(dai)的花板(ban)(ban)(ban)孔徑偏大(da)，或濾(lv)袋(dai)(dai)袋(dai)(dai)口彈(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)外徑過小；第(di)(di)三，固定濾(lv)袋(dai)(dai)的彈(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)存在質量問題。

2.2 檢(jian)(jian)查濾袋(dai)的安裝(zhuang)質量經檢(jian)(jian)查，除(chu)塵器的32個濾袋(dai)彈性脹圈均(jun)正確(que)卡入(ru)花板(ban)孔(kong)內，符合濾袋(dai)安裝(zhuang)要(yao)求。

2.3 檢(jian)查(cha)除塵器花(hua)板的孔(kong)徑經測(ce)量，除塵器花(hua)板孔(kong)尺寸(cun)為φ134.8mm～φ135.2mm，符合設(she)計尺寸(cun)φ135±0.2mm的要求。

2.4 檢查(cha)濾(lv)袋(dai)的(de)彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)拆開(kai)濾(lv)袋(dai)彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)處(chu)(chu)濾(lv)布(bu)，將(jiang)包裹在濾(lv)布(bu)里面的(de)彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)出。經比較，脫落濾(lv)袋(dai)和合格濾(lv)袋(dai)的(de)彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)結構(gou)組(zu)成一致(zhi)，均由一個(ge)彈(dan)(dan)簧鋼圈(quan)(quan)套一個(ge)帶(dai)凸(tu)緣的(de)橡膠圈(quan)(quan)組(zu)成，如圖2所(suo)示：要(yao)(yao)保證濾(lv)袋(dai)彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)與(yu)(yu)花(hua)(hua)(hua)板孔之間密(mi)封嚴密(mi)且配合緊(jin)固，必須保證濾(lv)袋(dai)彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)與(yu)(yu)花(hua)(hua)(hua)板孔的(de)配合方式為(wei)(wei)(wei)緊(jin)配合，且彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)上下凸(tu)緣外(wai)徑(jing)(jing)（含濾(lv)布(bu)厚(hou)度(du)）要(yao)(yao)大于(yu)花(hua)(hua)(hua)板孔徑(jing)(jing)。測量所(suo)得內(nei)、外(wai)圈(quan)(quan)尺寸，經計算(suan)凹槽處(chu)(chu)外(wai)徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)135.3mm（濾(lv)布(bu)厚(hou)度(du)按2.2mm計算(suan)），彈(dan)(dan)性脹(zhang)(zhang)圈(quan)(quan)與(yu)(yu)花(hua)(hua)(hua)板孔為(wei)(wei)(wei)緊(jin)配合；凸(tu)緣處(chu)(chu)外(wai)徑(jing)(jing)為(wei)(wei)(wei)142mm，大于(yu)花(hua)(hua)(hua)板孔徑(jing)(jing)。

因此得知，彈性脹圈的外(wai)形尺寸均在合格范(fan)圍(wei)內。

2.5 深入剖(pou)析排除(chu)上述原因，技(ji)術人員決定對組成(cheng)彈(dan)性(xing)脹圈(quan)的彈(dan)簧鋼圈(quan)和帶(dai)凸緣橡(xiang)膠圈(quan)作進一(yi)步剖(pou)析。

2.5.1 彈性脹圈的(de)受力分(fen)析(xi)(xi)為了簡(jian)化力學模型，選取(qu)帶凸緣橡膠(jiao)圈的(de)上部(bu)凸緣圓周其(qi)中一微分(fen)段作為受力分(fen)析(xi)(xi)對象(xiang)，受力情況如圖(tu)3所示(shi)。

濾(lv)袋正常狀(zhuang)態下(xia)，橡(xiang)膠(jiao)圈(quan)上(shang)(shang)部(bu)凸(tu)緣受(shou)彈簧鋼圈(quan)徑向張力(li)F4、花板(ban)支撐力(li)F1、濾(lv)布往下(xia)拉(la)(la)力(li)對(dui)橡(xiang)膠(jiao)圈(quan)所產生頂面(mian)壓力(li)F3、側面(mian)壓力(li)F2以(yi)及橡(xiang)膠(jiao)圈(quan)下(xia)段部(bu)分(fen)自重對(dui)上(shang)(shang)部(bu)凸(tu)緣的拉(la)(la)力(li)F5。其中F5和(he)F1、F2、F3、F4相比非常小(xiao)，可(ke)忽略不計。因此，根(gen)據受(shou)力(li)平衡方程可(ke)知：F1=F3；F2=F4。對(dui)A點取矩，合(he)力(li)矩∑M=0。

濾袋失效狀(zhuang)態(tai)下，因彈簧鋼(gang)圈(quan)沿橡膠圈(quan)內孔下滑，導致(zhi)橡膠圈(quan)上部凸緣失去彈簧鋼(gang)圈(quan)徑向(xiang)張力(li)(li)F4作(zuo)用。根據平(ping)衡方(fang)程(cheng)可知(zhi)：垂直方(fang)向(xiang)F1=F3；水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)∑F=F2≠0。對A點取矩(ju)，合(he)力(li)(li)矩(ju)∑M=4.5×F2≠0，可知(zhi)在外力(li)(li)作(zuo)用下，橡膠圈(quan)上部凸緣有繞A點向(xiang)內孔翻轉的趨勢。

2.5.2 彈(dan)(dan)性(xing)(xing)脹(zhang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)作(zuo)用機理(li)及(ji)其失效成因(yin)由(you)上(shang)述受力分析可知，彈(dan)(dan)性(xing)(xing)脹(zhang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)作(zuo)用機理(li)是(shi)依(yi)靠(kao)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)上(shang)、下(xia)凸緣(yuan)，限(xian)制軸向位移，并依(yi)靠(kao)彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)脹(zhang)力限(xian)制徑向變形。彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)不(bu)僅提(ti)供安裝(zhuang)時的(de)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)脹(zhang)力，而且對橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)也起到一(yi)定徑向支撐作(zuo)用。彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)與(yu)(yu)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)內(nei)(nei)孔(kong)之間(jian)必須是(shi)緊配(pei)合(he)，如圖2所示，合(he)格濾(lv)袋為(wei)過盈(ying)配(pei)合(he)，過盈(ying)量為(wei)0.46mm；脫(tuo)落濾(lv)袋為(wei)間(jian)隙(xi)配(pei)合(he)，間(jian)隙(xi)2.03mm。當彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)與(yu)(yu)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)內(nei)(nei)孔(kong)之間(jian)配(pei)合(he)為(wei)間(jian)隙(xi)配(pei)合(he)時，彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)將沿(yan)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)內(nei)(nei)孔(kong)往下(xia)滑，導致橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)上(shang)段凸緣(yuan)截面因(yin)失去彈(dan)(dan)簧(huang)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)側向支撐，故出現(xian)受力失穩傾翻(fan)現(xian)象(xiang)；此外(wai)，彈(dan)(dan)性(xing)(xing)脹(zhang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)與(yu)(yu)花板之間(jian)因(yin)鋼(gang)圈(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)下(xia)移，脹(zhang)力迅速減小而失效，最終在(zai)外(wai)力作(zuo)用下(xia)濾(lv)袋脫(tuo)落。

三、故障排(pai)除及防范對策(ce)

將(jiang)除塵(chen)器(qi)換(huan)上合(he)(he)(he)格(ge)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)，經試運行48h，未發(fa)(fa)生(sheng)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)脫落(luo)現(xian)象，一個月后(hou)(hou)再次(ci)回訪(fang)用戶，未有布(bu)袋(dai)(dai)(dai)(dai)脫落(luo)故(gu)障(zhang)發(fa)(fa)生(sheng)。所以，要想布(bu)袋(dai)(dai)(dai)(dai)除塵(chen)器(qi)避(bi)免發(fa)(fa)生(sheng)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)脫落(luo)現(xian)象，應(ying)做到(dao)以下(xia)(xia)幾點(dian)要求：首先，正(zheng)確(que)選擇(ze)與花(hua)板孔(kong)尺寸匹配的(de)合(he)(he)(he)適濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)；其次(ci)，正(zheng)確(que)安裝(zhuang)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)，將(jiang)濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)彈(dan)(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)(quan)正(zheng)確(que)卡(ka)嵌入花(hua)板孔(kong)內；再次(ci)，為(wei)防止濾(lv)(lv)袋(dai)(dai)(dai)(dai)彈(dan)(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)(quan)因(yin)其內部鋼圈(quan)(quan)下(xia)(xia)滑走位而失效，縫制彈(dan)(dan)性(xing)脹(zhang)圈(quan)(quan)時(shi)，縫合(he)(he)(he)線腳應(ying)盡量靠近橡膠(jiao)圈(quan)(quan)下(xia)(xia)端(duan)面，這樣縫合(he)(he)(he)后(hou)(hou)的(de)橡膠(jiao)圈(quan)(quan)下(xia)(xia)端(duan)部無足(zu)夠空間讓彈(dan)(dan)簧鋼圈(quan)(quan)下(xia)(xia)滑；最(zui)后(hou)(hou)，可(ke)將(jiang)橡膠(jiao)圈(quan)(quan)內孔(kong)設(she)計成下(xia)(xia)小上大的(de)階梯孔(kong)形(xing)式，既保(bao)證(zheng)了(le)內、外圈(quan)(quan)之(zhi)(zhi)間不發(fa)(fa)生(sheng)軸向位移，又保(bao)證(zheng)兩者之(zhi)(zhi)間可(ke)靠定位。