淺談造紙廠機械設備的潤滑管理

霍懷成

(甘肅省白龍江林業管理局林業科學研究所,甘肅隴南,746010)

淺談造紙廠機械設備的潤滑管理

霍懷成

(甘肅省白龍江林業管理局林業科學研究所,甘肅隴南,746010)

簡要闡述了設備潤滑管理的意義、造紙企業在設備潤滑管理方面存在的主要問題及應采取的對策。

造紙機械;潤滑管理;潤滑劑

紙廠機械設備的潤滑管理是現代紙廠設備管理的重要組成部分。科學潤滑管理的實施、高效合理潤滑技術的應用是保證機械設備正常運轉,降低維修費用,提高企業經濟效益的有效途徑。造紙企業要在激烈的市場競爭中求得生存與發展,必須具有良好的綜合素質和管理水平,這里面就包括設備潤滑管理水平。

1 設備潤滑管理的意義

加強機械設備的潤滑管理工作,并把它建立在科學管理的基礎上,對企業均衡生產,保證設備完好,充分發揮設備效能,提高勞動生產率,降低生產費用,減少設備故障有著極其重要的意義。造紙企業的生產特點是:上下工序彼此關聯,相互制約,相互影響。從備料、蒸煮、制漿、造紙到打包,整個生產流程機械設備 (包括電機)中的任何一臺設備因潤滑不良出現故障,不能正常運行,上下工序都要受到影響。若不能及時排除故障恢復運行,則造成該系統流程全線停產。據報道[1],國外現代化造紙廠因故停運行 1 h,直接經濟損失在 500～1000美元 (不包括維修費)。因此,正確選擇和使用潤滑劑,搞好造紙設備的潤滑管理,對保證造紙設備長期運轉、提高設備利用率和企業的經濟效益,減少企業零配件庫存具有重要作用。

2 當前造紙企業潤滑管理存在的主要問題

2.1 沒有充分認識到潤滑管理的重要性

“維修第一,維護第二”的傳統設備管理思維意識和管理模式至今還沒有從根本上得到改變。設備管理者只有高度重視潤滑管理,才能保證企業正常生產,提高設備使用壽命,降低生產成本。

2.2 操作者缺乏必要的潤滑專業知識

長期以來國內潤滑技術相對落后,潤滑專業書籍較少。而造紙企業從事潤滑操作人員往往都是非潤滑專業人士,接受的潤滑培訓較少,因此潤滑專業知識相對缺乏。很多設備因為不能正確選用潤滑劑,沒有及時分析設備潤滑狀況和不能及時解決設備潤滑中出現的各種問題,使設備長期處于帶病運行狀態。

2.3 沒有開展設備潤滑劑理化指標檢測

開展潤滑劑理化指標檢測的造紙企業為數不多,國內有大小潤滑油企業 4000多家,良莠不齊、魚目混珠。對進廠的新潤滑劑沒有進行理化指標檢測,就無法說明此潤滑劑是否合格,進廠新潤滑劑控制不住,在線設備用潤滑劑不檢測,就無從談起設備潤滑管理。這就是長期以來養成的換油不清洗油箱油路的主要原因。

2.4 片面認為潤滑劑添加量越多越好

目前,紙廠潤滑人員片面認為潤滑劑的添加量越多越好。其實,這是一種誤解。潤滑劑的添加量一定要適當,過多不僅會使阻力增大,增加動力消耗,而且潤滑部位容易過熱,導致潤滑劑過早劣化,縮短設備的維修期。當然過少也達不到潤滑目的。因此,潤滑時一定要按規定加注,嚴格控制用量。

2.5 片面認為潤滑劑的價格越高越好

這種認識不太全面,選用潤滑劑不是看這個潤滑劑性能多好,價格多高,而是看這個潤滑劑是否適合工況條件。在適合工況條件的潤滑劑中選擇價格低的可為企業節約成本,為合理潤滑,比如耐負荷再好、耐高溫再好的潤滑脂在高速軸承中也是不適用的。某造紙廠紙機干部軸承用的是 7014-1號高溫潤滑脂,這種脂是由對苯二甲酸酰胺鈉稠化合成油制成,價格很高,突出的優點是高溫和低溫性能好,適用的溫度范圍寬,可在 -40～200℃內應用。但紙機干部的溫度變化沒有這么大,并且 7014-1號潤滑脂不具備極壓性能,因此這種選擇并不是最佳。

2.6 為節約成本使用低價低質潤滑劑

為了降低成本,一些紙廠常常使用低價低質的潤滑劑,造成設備磨損過快、頻繁停機維修、停機損失巨大、備件支出過多、能耗過高。實踐證明,對于紙廠的設備,特別是中高速紙機,普通潤滑劑的使用成本非常高。這些隱性的高成本會使紙廠每年損失 5%～10%的利潤,遠遠大于潤滑劑的采購支出。國際著名機械故障專家 Heinz Bloch,P.E.的研究成果表明,設備運行總費用可劃分為:維修支出 3.9%,購油支出0.08%,能耗支出 96.2%。其中潤滑劑的支出小于1%,就算全部節省意義也不大。而且使用高性能合成潤滑劑比使用礦物潤滑劑可以節省 1%～3%的能耗,大于高性能潤滑劑的采購支出。如進行總成本核算,就會將低價低質潤滑劑帶給企業的隱性高成本顯露出來。

紙廠要降低總經營成本,應從節能降耗,減少停機、維修、備件支出等方面努力,采購使用低價低質潤滑劑的結果只會提高總經營成本。

2.7 認為礦物潤滑劑的使用溫度可高達 70～80℃

這種認識是錯誤的。事實上,溫度每升高 10℃,礦物潤滑劑氧化速度增加 1.5～2.0倍;礦物潤滑劑的分油和蒸發損失也顯著增加。潤滑部件的工作溫度每提高 10～15℃,礦物潤滑劑的使用壽命減少 1/2。因此,礦物潤滑劑的運行溫度應盡量控制在 40℃左右,不宜太高。盡管礦物潤滑劑的運行溫度達到 70℃時,有些設備仍可以正常運行,但這還是要避免的。如果無法降低溫度,就應考慮使用合成潤滑劑。但目前很多中高速紙機壓榨部、壓光機軸承溫度都超過 70℃,甚至達到 90℃。還有中高速紙機的驅動齒輪箱、盤磨機、壓力篩、熱分散機、大型水力碎漿機、水力洗草機、管式連蒸系統的螺旋喂料器、遠紅外裝置的進氣風機和排風機、擺線針輪減速機、蝸輪蝸桿傳動、打漿機、供水泵、漿泵、真空泵等設備的潤滑劑運行溫度都非常高。運行溫度過高不僅造成軸承、齒輪和潤滑劑壽命的縮短,需要經常停機換件和維護,而且會浪費大量的能源,故應盡量把溫度降低。降低運行溫度最簡單和最根本的方法是換用具有高強度油膜的潤滑劑,其次是采用冷卻系統,但冷卻系統只起到延長潤滑劑使用壽命的作用,不能減少磨損。

2.8 未采用造紙機械循環系統專用潤滑油

據調查,許多紙廠未采用造紙機械循環系統專用潤滑油 PMO (PaperMachine Oil),用其他潤滑油代替,因而造成了潤滑不良,設備潤滑部件磨損,循環潤滑系統因潤滑油泥而堵塞等。造紙機械循環潤滑系統必須采用專用潤滑油,不能用其他潤滑油代替。如常用的機械油只具有抗氧防銹的作用,并且其水平一般,不能滿足造紙機械循環潤滑系統對潤滑油氧化安定性能、極壓抗磨性能、抗乳化性能、過濾性能等方面的要求。不能用齒輪油代替紙機循環系統專用油。紙機循環潤滑系統的使用工況有可能接觸水,因此對油的破乳化性能要求更嚴格。另外,循環潤滑系統對潤滑油的過濾性能要求更嚴格,要求有更長的使用壽命,因此對氧化安定性要求更高。由于循環潤滑系統要潤滑的部件有的是銅質材質,所以對銅片腐蝕性能的要求比齒輪油高。不能用液壓油代替齒輪油,因為循環潤滑系統除了潤滑軸承外,還要潤滑齒輪,因此在極壓性能上要求比液壓油更為嚴格。

2.9 未開展設備潤滑磨損狀態監測

部分大型造紙企業雖然開展了潤滑劑理化指標檢測,但只是對進廠新潤滑劑和在線潤滑劑理化指標的檢測,只能對潤滑劑中水分、機械雜質、黏度、酸值的變化進行檢測。而國外已普遍采用 ISO 4406—99污染度標準檢測潤滑劑中污染顆粒,通過自動顆粒計數器測定油中顆粒的大小和數量,控制油中污染,減少零件磨損。目前,國外已把污染監測看作是最重要的潤滑油監測項目,而我國還在使用質量法監測潤滑劑中的污染物。開展磨損狀態監測的單位微乎其微,所謂油液狀態監測就是通過監測儀器監測潤滑劑中摩擦副的磨損情況,通過光譜分析了解磨損的成分和顆粒的大小及含量。進行定期跟蹤分析,做到預知設備檢修、視情檢修,如鐵譜分析、光譜分析。

3 搞好造紙機械設備潤滑管理的對策

3.1 加強人員培訓

要保障潤滑管理工作高效運作,不僅要有嚴格的潤滑管理制度,而且要有高水平的潤滑技術管理人員。隨著造紙機械設備朝大型化、自動化、高速化的方向發展,現代潤滑管理技術對管理者的要求越來越高。他們既要懂潤滑技術,又要熟悉機械設備性能。要通過教育培訓,大力提高設備管理人員、維修人員、操作人員的工作水平和業務素質,加強對第一線技術管理人員的潤滑知識教育,嚴格潤滑操作規程,使潤滑管理科學化和規范化。

3.2 合理選擇潤滑劑

造紙機械的工作環境具有潮濕和高溫的特點,某些機械還有沖擊性負荷,對潤滑劑有特殊要求,主要是抗乳化性和耐水性。在高負荷和高溫部位使用的潤滑劑還要求具有良好的耐熱氧化安定性和耐負荷性能。

3.2.1 制漿機械的潤滑

制漿機械潤滑的特點是工作環境潮濕、高溫、兼有沖擊性負荷。一般要求使用耐熱性、抗氧化性、抗乳化性和防銹性好的潤滑劑。目前制漿機械使用的多是 40℃黏度為 41.4～50.6 mm2/s和 90～110 mm2/s的礦物潤滑油和耐熱性、機械安定性好的 2號、3號復合鈣-鉛基或加有極壓劑的鋰基潤滑脂。在沖擊負荷大及遇水的情況下亦可使用二硫化鉬或石墨潤滑脂。但制漿蒸煮設備的軸承和齒輪一般要用 40℃黏度為 414～506 mm2/s的汽缸油潤滑,才能適應高溫蒸汽蒸煮的環境。為防止產生結膠和積炭需 3個月清洗更換潤滑劑 1次。

3.2.2 紙機的潤滑

(1)紙機循環潤滑系統應選用專用潤滑油 PMO

針對造紙設備高速、高負荷、紙機干部溫度較高、濕部與水接觸的工況,應選用循環系統專用潤滑油 PMO[2]。PMO應具有良好的黏溫性、氧化安定性、防銹性、抗泡性、抗乳化性、過濾性能、極壓抗磨性能及清凈分散性。

PMO黏度的選擇原則。選擇的潤滑劑黏度過大,增加內摩擦阻力,動力損失也增加,摩擦熱增大,并加速潤滑油的變質,超過一定溫度后,加速疲勞;黏度過小,則潤滑油膜薄而強度不夠,增大摩擦和磨損,甚至會產生非流體潤滑或干摩擦,從而損壞機械。一般是高速、低負荷時,選擇低黏度潤滑油;高負荷、低速時選擇高黏度潤滑油。

某林業造紙廠紙機循環系統過去一直沿用老牌的46號機械油,此潤滑油由于沒有清凈分散性,造成設備積炭嚴重,紙機運行中軸承檢修和軸承的更換率非常高,每月換軸承 2～4套,故障停機頻繁,紙機不能正常運行。為解決這個問題,該廠將柴油機油混入使用,潤滑油的清凈分散性改善了,但是潤滑油的油泥生成量卻急劇增加,造成油路堵塞,同時潤滑油的分水性能嚴重下降,軸承磨損嚴重。2006年第一季度,改用造紙機循環油-無灰礦油型潤滑,潤滑狀態大為改觀,該部的軸承壽命提高了 5～10倍,減少了故障停機,減輕了維修工作量,節省了維修費用。

(2)軸承用潤滑脂

軸承潤滑脂選擇的主要依據是它承受的負荷、轉速、工作溫度和工作環境的濕度及其他條件。負荷大,要求潤滑脂黏度大或油性好。對沖擊負荷,針入度較小為宜;轉速高,針入度較大而黏度偏小為宜;工作溫度高,應使用黏度大、閃點較高、溫性好、氧化安定性好和滴點較高的潤滑油脂;潮濕的工作環境及與水直接接觸多的工作條件,應選用抗乳化能力強和油性好及防腐蝕較好的潤滑油脂。忌用鈉基脂。潤滑系統的形式和摩擦表面的位置及其軸承精度等因素在選用潤滑油脂時亦不能忽視。

①濕部用潤滑脂。紙機濕部的工況是工作環境溫度不高,但易接觸水,有一定負荷,可選用復合鈣基潤滑脂或極壓鋰基潤滑脂,稠度牌號可選擇 2號或 3號。極壓鋰基潤滑脂是由脂肪酸鋰皂稠化礦物油加入抗氧劑和極壓添加劑制成的,適用于工作溫度在 -20～120℃的高負荷機械設備軸承的潤滑,產品符合GB7323—1994。復合鈣基潤滑脂是由乙酸鈣復合的脂肪酸鈣皂稠化礦物油并加有抗氧添加劑制成的潤滑脂,具有良好的抗水性、機械安定性和膠體安定性,適用于工作溫度在 -10～150℃及潮濕條件下的機械設備潤滑,符合 SH/T0370標準。與極壓鋰基潤滑脂相比,復合鈣基潤滑脂高溫性能、抗水性能更好,但極壓性能不如極壓鋰基潤滑脂好;使用者可根據自己的需求進行更恰當的選擇。

②干部用潤滑脂。干部的工況是溫度較高 (軸承溫度在 80℃左右),負荷較高,與水接觸少,可選用極壓鋰基潤滑脂或極壓復合鋰基潤滑脂,稠度牌號選用 2號或 3號。極壓復合鋰基潤滑脂是由復合鋰皂稠化礦物油并加入極壓添加劑制得的潤滑脂,適用于工作溫度在 -20～160℃的高負荷機械設備潤滑,產品符合 SH/T0535—1993。極壓復合鋰基潤滑脂與極壓鋰基脂相比,抗水性能、高溫性能及極壓性能更優異,但價格略高。

3.3 潤滑劑添加量應適當

適當的潤滑劑用量很重要[3]。實際工作中,維護工人往往誤認為潤滑劑量越多越好,其實不然。潤滑劑添加過多,不僅造成浪費,而且還會造成軸承、齒輪箱體等發熱,同時造成功率損失。而潤滑劑量不足,又會造成磨損而發生設備故障。

(1)圓柱齒輪浸入潤滑油中的深度為 2個齒高(前提是在能夠使用油浴潤滑的情況下),以濺出足夠的潤滑油供給齒輪、軸承等處,同時又保持較低攪動潤滑油的功率損失。

(2)采用油環潤滑摩擦面時,油環浸入油中的深度 t與油杯內徑 D的關系如下:當 D為 25～40 mm時,t=D/4;當 D為 40～65 mm時,t=D/5;當 D為 65～310 mm時,t=D/6。

(3)在蝸桿傳動的油浴潤滑中,當蝸桿為下置式時,潤滑油面高度通常在蝸桿中心線以下;當蝸桿為上置式時,蝸輪浸入潤滑油中,潤滑油面高度視蝸輪圓周速度而定,通常應在蝸輪齒根圓到蝸輪中心線之間,速度高,潤滑油面應低些,反之應高些。

(4)潤滑滾珠軸承時,對于轉速在 1500 r/min以下的軸承,潤滑油位應在最下面滾珠的中心線附近;若轉速在 1500～3000 r/min時,潤滑油位應在最下面滾珠的中心線以下;轉速在 3000 r/min以上時,潤滑油面稍微與滾珠接觸即可;轉速超過 4000 r/min時,應選用油霧潤滑。

(5)潤滑脂添加量要適當。潤滑脂添加量過大,會使摩擦力矩增大,溫度升高,潤滑脂消耗量增大;潤滑脂添加量過少,則不能獲得可靠潤滑而發生干摩擦。滾動軸承添加潤滑脂時應注意以下幾點[3]:①軸承里面要填滿,若用多個軸承組合,他們的間隙也應填滿;②對于水平軸,外軸承蓋的空隙應只填 1/2～3/4;③對于立軸,上軸承蓋填 1/2,下軸承蓋填3/4;④工作環境較臟的中低速軸承應把軸承和軸承蓋全部填滿。

3.4 開展設備潤滑技術狀態監測

預知維修是在對設備監測診斷基礎上,強化了維修針對性,可使維修成本降低 50%。運用潤滑油監測可以實現在設備不停機、不解體的情況下及時掌握潤滑油的技術狀態,診斷設備的異常部位、異常程度及原因,從而預防設備潤滑故障發生,延長潤滑油的使用壽命。

潤滑油監控的方法有:①抽查操作人員執行設備潤滑“五定”規范;②采樣觀察潤滑油的外觀情況,檢查潤滑油的顏色、透明度、氣味等情況;③定期進行黏度、閃點、水分、酸值 (或堿值)等能反映潤滑油質量變化的關鍵理化指標;④沒有實驗室的可以進行水分爆音實驗和斑跡實驗等;⑤用現代化儀器分析。如用紅外光譜儀測定油中添加劑的變化情況,用鐵譜儀或 ICP發射光譜測定油中金屬磨粒或元素變化。儀器分析快捷準確,對紙機、發電機組等大型關鍵設備的潤滑管理有很重要的意義。

3.5 污染的控制

潤滑故障除因潤滑劑選用或使用不當外,主要由于污染所致。污染潤滑劑的物質有塵埃、雜質和水分。污染度的控制對液壓油、汽輪機油、靜壓油膜軸承油和高速軸承油的抗磨損性能十分重要。

控制污染的措施:①貯運潤滑劑的容器必須清潔、密閉,且不與銅、錫等易于促進潤滑油氧化變質的金屬接觸;②潤滑油加入設備前要進行沉降過濾處理,保證清靜度達到五級以上;③添加潤滑劑的容器不可露置在大氣中,尤其是裝置潤滑劑的容器不可無蓋;④貯存潤滑油的油罐要定期清洗,及時排污;⑤油罐或油箱上設空氣過濾呼吸器,在加油口設 100目以上的濾器和防塵帽,搞好各部密封,在潤滑系統適當部位設濾器及排污閥。

變壓器油等電器用油對水分要求高,應盡量在天氣干爽時換油,而且打開后的潤滑油要立即加進設備。

4 結 語

造紙企業的潤滑管理是一項非常復雜、專業性強的技術性工作。只有企業領導重視,有關部門積極參與,通過對潤滑劑的合理儲存、選用和監測,確保設備經常處于良好的運行狀態,延長設備使用壽命,才能提高設備生產效率,為企業創造更大的經濟效益。

[1] 陳惠卿,陳麗華,郭劍峰.造紙機械設備潤滑劑的選擇和應用[J].中國造紙,2003,22(3):51.

[2] 湯 濤,陳惠卿.造紙機械用潤滑脂的選擇與使用[J].石油商技,2005(5):30.

[3] 徐 灝.機械設計手冊(第一卷)[M].北京:機械工業出版社,1991.

Lubrication Management of theMach inery in PaperM ills

HUO Huai-cheng
(Research Institute of Forestry Science,of Paperm ills Bailongjiang Adm inistration of Gansu Province,Longnan,Gansu Province,746010)

Lubrication management ofmachinery and equipment of papermills is the importantpartofmodern papermill equipmentmanagement.The implementation of scientific lubricationmanagement,the application of efficient and rational lubrication technology ensure the normal operation ofmachinery and equipment,reducemaintenance costs and improve the economic benefitof enterprises.The main problems in lubrication management in papermills and the countermeasurement are discussed.

paper-makingmachinery;lubrication management;lubricants;problems and solutions

TS73

A

0254-508X(2010)01-0075-04

(E-mail:hhch17@sina.com)

霍懷成先生,高級工程師;主要從事林業機械、林業產業開發及科技推廣工作。

2009-07-30(修改稿)

(責任編輯:郭彩云)