冷軋機軋輥軸承潤滑技術(shù)分析與應用

蘇孝兵，國修路，柴志鵬

河北鋼鐵集團邯鋼冷軋廠，河北邯鄲 056015

0 引言

軋輥軸承是軋鋼設(shè)備中不可缺少的部件，隨著軋鋼技術(shù)的發(fā)展，軋鋼機正向著高速、重載、高強度、高剛度和連軋化的方向迅速發(fā)展，因此對軋輥軸承及其潤滑技術(shù)提出了很高要求。在正常生產(chǎn)過程中，冷軋機的軸承座會受到乳化液侵入從而破壞軸承的潤滑工作面，最終造成軸承損壞，當然這僅是造成軸承失效的主要原因之一，軸承座的密封裝置的選用也是非常重要的。下面將根據(jù)冷軋廠不同軸承潤滑的實際情況分別對幾種潤滑方式進行介紹分析。

1 介紹與分析

1.1 稀油潤滑

稀油潤滑的工作方式是從進油孔向軸承座腔體內(nèi)連續(xù)注入大量的高粘度稀油，以保證重載工作模式下軸承的充分潤滑，同時從出油孔流出并帶走部分熱量，防止軸承座內(nèi)溫度過高。但它在使用中也有一些問題：

1）對軸承座密封要求很高：由于軋輥軸承座結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，同時軸承座是一個開式容腔，大量的稀油會通過回油口從回油管排走，容腔內(nèi)并不能保持較高壓力，因此輥頸處水封很難完全阻止外來物尤其是工藝軋制乳化液侵入[1]，從而破壞油膜的穩(wěn)定性，大大降低潤滑效果，為了保證軸承的正常工作必須定期排水或全部更換系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油，還有換輥時更換軸承座必須排出腔體內(nèi)大量的殘留油，這兩種情況都加大了油的成本；

2）稀油的漏損：其一是在裝配軸承座時造成輥身邊緣側(cè)油封被破壞或在線使用時油封老化破損，由于其位置處在腔體內(nèi)，軋機開車過程中不易看到，一旦破損將造成大量稀油漏掉。其二是進油孔密封破損很容易造成稀油泄漏。另外稀油排入乳化液中同樣會危害乳化液的質(zhì)量并縮短乳化液的更換周期，不僅如此，乳化液中含有的大量殘油將導致板帶表面出現(xiàn)質(zhì)量缺陷如黑斑、黑膜、表面不光潔等。

1.2 干油潤滑

干油潤滑就是預先在軸承中充填潤滑脂，每隔一段時間進行補充或更換油脂的潤滑方式，油脂除起到潤滑作用外，還起到密封作用。但由于油脂預先填充到軸承內(nèi)部，沒有流動性，熱量散失功能較差。潤滑脂在長期使用后，即使高質(zhì)量的潤滑脂也會發(fā)生老化現(xiàn)象，潤滑性能逐漸下降，軸承的磨損也隨之增大，所以要適宜補充潤滑油脂，另外在軋制過程中，軸承座密封破損或乳化液流量較大，致使乳化液侵入軸承座，污染潤滑脂潤滑環(huán)境，降低潤滑效果導致軸承失效。總體來說，雖然脂潤滑流動性差，潤滑劑更換較麻煩，但由于脂潤滑較稀油潤滑結(jié)構(gòu)簡單、維護簡單，由泄漏造成的污染較少，因此在現(xiàn)行冷軋機最高轉(zhuǎn)速的情況下，一些軋機設(shè)計商在冷軋機、平整機工作輥徑向軸承上還傾向于使用干油潤滑。

1.3 油氣潤滑

油氣潤滑就是利用壓縮空氣的連續(xù)作用，帶動潤滑油沿管道內(nèi)壁不斷地流動形成紊流狀的油氣混合物,以精細油滴方式送到各個潤滑點，這個過程就是油氣潤滑，其工作原理(見圖1)。它又被稱為“氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)”，它成功地解決了干油潤滑和稀油潤滑所無法克服的難題，適用于高溫、重載、高速、極低速以及有冷卻水和臟物侵入潤滑點的工況條件惡劣的場合。在工作過程中壓縮空氣以恒定的壓力連續(xù)。

圖1 油氣潤滑原理圖

供給, 而潤滑油則是間隙供給。單相流體油和單相流體壓縮空氣混和后就形成了兩相油氣混合流, 兩相油氣混合流中的油和壓縮空氣并不真正融合, 油也不被霧化, 而是在壓縮空氣的流動作用下, 帶動潤滑油沿管道內(nèi)壁不斷地螺旋狀流動并形成一層連續(xù)的氣液兩相油膜, 最后以精細的連續(xù)油滴的方式噴射到潤滑點。這種氣液兩相油膜隔開相對運動的摩擦副從而起到的作用[2]。同時由于進入了軸承內(nèi)部的壓縮空氣的作用，既使?jié)櫥课坏玫搅死鋮s，又由于潤滑部位保持著一定的正壓，使外界的臟物和水不能侵入，起到了良好的密封作用。

由此可見，軋輥軸承采用油氣潤滑較干油潤滑、稀油潤滑優(yōu)點如下：

1）由于壓縮空氣對軸承起冷卻作用且是連續(xù)輸送，同時使軸承座內(nèi)正壓保持0.3bar左右，防止乳化液進入軸承座對軸承造成損害，具有良好的密封作用；

2）軸承座內(nèi)變得非常干凈，改變了以往使用干油潤滑時軸承座內(nèi)難以清洗和非常骯臟的狀態(tài)，大大較少了工人的勞動強度；

3）軸承的潤滑狀況得到改善壽命提高且耗油量非常小，降低備件成本消耗；

4）避免了形成黑斑，提高板帶質(zhì)量，延長了乳化液的更換周期，降低了生產(chǎn)成本；

5）較稀油潤滑方式更換軸承座時大大減少了廢油的排放，降低了生產(chǎn)成本。

此外，油氣潤滑也有其自身的缺點：

1）需保證壓縮空氣壓力和質(zhì)量且必須使用壓縮空氣；

2）相對干油潤滑和稀油潤滑的初期投資費用較大；

3）另外，使用過程中維護人員必須認真檢查油氣潤滑系統(tǒng)管路系統(tǒng)和排放軸承座殘油，否則軸承座內(nèi)熱量散不出去造成軸承溫度升高甚至燒軸承。

2 結(jié)論

相較于干油和稀油潤滑系統(tǒng)來說油氣潤滑系統(tǒng)的優(yōu)勢具有無可比擬性，系統(tǒng)基本上處于無故障免維護狀態(tài)，且其耗油量低維護量小，降低了生產(chǎn)成本和工人工作量。而油氣潤滑又成功地解決了干油和稀油潤滑難以克服的密封漏油和污染問題，由此可見，選擇正確的潤滑方式是至關(guān)重要的，因此油氣潤滑將是未來軋輥軸承潤滑的理想選擇。

[1]楊和中，劉厚飛.TURBOLUB油氣潤滑技術(shù)(五)[J].潤滑與密封，2003(5).

[2]計江.油氣潤滑在冷軋和平整機組中的應用[J].潤滑與密封，2007，3(5).

[3]寥生行，張業(yè)建.油氣潤滑技術(shù)在寶鋼冷軋機上的應用[J].寶鋼技術(shù)，2005(6).