油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)在熱軋軋機(jī)軸承潤(rùn)滑中的應(yīng)用

摘要：本文介紹了一種新型的熱軋帶鋼生產(chǎn)線軋機(jī)軸承的潤(rùn)滑方式，采用潤(rùn)滑油和高壓空氣混合，配備先進(jìn)的電氣控制組成的系統(tǒng)對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑即油氣潤(rùn)滑。其改善了軸承的潤(rùn)滑效果，提升了軸承的使用壽命，增加了軋線的有效作業(yè)時(shí)間，同時(shí)改善了磨輥車間的作業(yè)環(huán)境。廠家使用后降低了軋線運(yùn)行成本，增加了經(jīng)濟(jì)收益。

關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼；軋機(jī)軸承；油氣潤(rùn)滑；降低成本；增加收益

一、應(yīng)用背景

隨著軋材質(zhì)量要求不斷提高，軋制技術(shù)的不斷發(fā)展，軋鋼設(shè)備正奔著高強(qiáng)度、高剛度、重載、和快速連續(xù)軋制的方向迅速發(fā)展，這就造成了對(duì)軋線主要消耗品滾動(dòng)軸承的使用要求越來越高。軸承的使用壽命關(guān)乎整個(gè)生產(chǎn)線的作業(yè)率，直至影響整個(gè)生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)軋線軸承潤(rùn)滑采用干油潤(rùn)滑，存在著冷卻效果和利用率低，離線間斷式補(bǔ)充，消耗高，作業(yè)環(huán)境差等缺點(diǎn)。同時(shí)軸承座會(huì)受到冷卻水，氧化鐵皮或其它介質(zhì)如乳化液的侵入從而使軸承的工作面產(chǎn)生銹蝕，造成軸承使用壽命降低。在這種條件下油霧潤(rùn)滑技術(shù)及新發(fā)展起來的油氣潤(rùn)滑技術(shù)成為主要的潤(rùn)滑方式，灤縣特鋼廠750mm軋機(jī)采用了我公司研發(fā)的油氣潤(rùn)滑技術(shù)對(duì)軋輥軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。取得了明顯的使用效果，大大延長(zhǎng)了軸承的使用壽命，幾乎杜絕了軸承燒毀的現(xiàn)象，同時(shí)還改善了員工的作業(yè)環(huán)境。

二、油氣潤(rùn)滑簡(jiǎn)介

油氣潤(rùn)滑利用干燥的壓縮空氣延管道內(nèi)的流動(dòng)，帶動(dòng)主站的潤(rùn)滑油沿潤(rùn)滑管道內(nèi)壁不斷地螺旋狀流動(dòng)，把油和氣的混合體輸送到潤(rùn)滑點(diǎn)，壓縮空氣和潤(rùn)滑油可以按照各個(gè)摩擦點(diǎn)的消耗量定量供給。首先油和氣在進(jìn)入潤(rùn)滑點(diǎn)之前必須先進(jìn)入油氣混合器，在油氣混合器里流動(dòng)的壓縮空氣把油吹成油滴，然后附著在管壁上螺旋形成油膜，油膜隨著氣流的方向沿管壁流動(dòng)，在流動(dòng)過程中油膜層的厚度逐漸減薄，并不凝聚而間斷地供油。油氣混合體依據(jù)各個(gè)軸承的需要量均勻地分配供給。

沿管壁連續(xù)流動(dòng)的油膜到達(dá)潤(rùn)滑點(diǎn)后，在軸承表面形成油膜，隔絕相互摩擦的表面，使干摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w摩擦狀態(tài)或準(zhǔn)液體摩擦狀態(tài)；流動(dòng)的壓縮空氣可以冷卻軸承，帶走熱量，阻止?jié)櫥透邷靥蓟Ｍ瑫r(shí)壓縮空氣使軸承腔內(nèi)形成正壓，可避免外部環(huán)境中的雜質(zhì)和腐蝕流體侵入軸承，保證軸承腔有良好的工作環(huán)境，同而保證油液的清潔性。

油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)原理圖

三、油氣潤(rùn)滑的構(gòu)成

金馬750mm全連軋熱軋帶鋼生產(chǎn)線油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由潤(rùn)滑主站、1-8#衛(wèi)星站、兩級(jí)油氣分配器、PLC電氣控制裝置、中間連接管道和管道附件等組成。

油氣潤(rùn)滑主站及電控裝置

主站是潤(rùn)滑油供給，控制和輸送以及PLC控制的總成。主站主要由油箱，電動(dòng)泵，過濾器，液位計(jì)，加熱器及溫度表，蓄能器，分配閥，PLC電控等組成，負(fù)責(zé)向各個(gè)衛(wèi)星站傳送潤(rùn)滑油。

主站的主要參數(shù)：

油箱容量500升

泵齒輪泵2臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用；排量1.2L/min

泵的最大供油壓力100bar

系統(tǒng)電源380VAC 50Hz

系統(tǒng)耗電約3.5KW/h

1-8#衛(wèi)星站

衛(wèi)星站作為壓縮空氣和潤(rùn)滑油控制和混合設(shè)備的總成。可以單獨(dú)工作。主要由：壓力閥，壓力表，遞進(jìn)式分配器，接近開關(guān)，三通氣壓閥，油閥，可視軟管等設(shè)備組成。通過主站PLC系統(tǒng)的控制完成對(duì)軋機(jī)軸承的潤(rùn)滑。

衛(wèi)星站的主要參數(shù)：

壓縮空氣處理裝置進(jìn)口管道Φ110×5/Φ33×3

系統(tǒng)氣壓5-6bar，設(shè)定值為4bar

壓縮空氣露點(diǎn)+2℃（25℃時(shí)）

1#--7#衛(wèi)星站 壓縮空氣消耗量/耗油量858Nm3/h 2824ml/h

中間管路和軋機(jī)軸承管路配置

油氣潤(rùn)滑的管路采用的是全不銹鋼管。保證潤(rùn)滑油的質(zhì)量。軋機(jī)軸承的軟管同時(shí)具有可視軟管和快速插接頭組成。每個(gè)軸承座取1個(gè)補(bǔ)油點(diǎn)。然后軸承座設(shè)置內(nèi)置式分配器，將潤(rùn)滑油送至各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。快速插接頭的分配是按照二輥軋機(jī)2個(gè)，四輥軋機(jī)4個(gè)的數(shù)量分配的。

四、油氣潤(rùn)滑的功能描述

油氣潤(rùn)滑的控制模式分為：遠(yuǎn)程控制模式，本地控制模式，測(cè)試模式。所有工作模式的前提是主站供電電源開啟，主站潤(rùn)滑油液位正常，壓縮空氣供給正常，工作衛(wèi)星站空氣截止閥打開。

遠(yuǎn)程控制模式：上位機(jī)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控油氣潤(rùn)滑的主站的開啟，關(guān)閉，故障復(fù)位，狀態(tài)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)的傳遞采用的是DP網(wǎng)絡(luò)。通訊速率最高可達(dá)12M的波特率。具有通訊速率快速，連接簡(jiǎn)單，可靠性高，造價(jià)低廉等特點(diǎn)。這樣減少了人工操作的時(shí)間，提高了生產(chǎn)節(jié)奏。

本地控制模式：軋線液壓潤(rùn)滑工作人員可以通過本地控制完成油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的啟動(dòng)停止及各種數(shù)據(jù)檢測(cè)。在通訊網(wǎng)絡(luò)異常的情況下也可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)本地控制通過人機(jī)界面（Siemens的TD400系列的觸摸屏）來完成對(duì)各個(gè)衛(wèi)星站的工作與否選取。潤(rùn)滑時(shí)間的設(shè)定，潤(rùn)滑周期的設(shè)定，和周期內(nèi)完成幾次潤(rùn)滑的設(shè)定。來滿足不同潤(rùn)滑點(diǎn)對(duì)于潤(rùn)滑效果的設(shè)定。

測(cè)試控制模式：測(cè)試控制模式分為兩種情況：初期調(diào)試和故障時(shí)處理。

因前期調(diào)試而使用的測(cè)試模式，所有被選擇了的衛(wèi)星站以3-5秒的作業(yè)周期工作，調(diào)試人員檢查各個(gè)衛(wèi)星站的工作情況。處理問題達(dá)到使用要求。直至調(diào)試人員關(guān)閉測(cè)試模式完成調(diào)試。而由于在遠(yuǎn)程和本地模式時(shí)出現(xiàn)故障情況系統(tǒng)自動(dòng)跳至測(cè)試模式時(shí)，系統(tǒng)向上位機(jī)報(bào)警并以3-5秒的工作周期工作，直至總的監(jiān)控時(shí)間完成，停泵，報(bào)重故障。這樣的目的是能夠給軋線預(yù)警并保證在線的軋制鋼材完成軋制。

五、油氣潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)

技術(shù)先進(jìn)：潤(rùn)滑膜厚度的增加，使?jié)櫥ば纬陕侍岣撸哂袃?yōu)良的潤(rùn)滑減磨作用。

按時(shí)間分配潤(rùn)滑油的方式，潤(rùn)滑油可以連續(xù)輸送。

壓縮空氣有利于軸承的冷卻。

壓縮空氣在軸承內(nèi)部能保持約0.5bar左右的正壓，能阻止氧化鐵皮、水或乳化液的侵入，使軸承具有良好的密封性能。

能使用高粘度的機(jī)械油甚至半流動(dòng)潤(rùn)滑脂

對(duì)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控的手段

經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：潤(rùn)滑油基本實(shí)現(xiàn)零排放，利用率99%以上。

與傳統(tǒng)的潤(rùn)滑方式相比，大大減少了潤(rùn)滑劑的消耗量，大幅度地節(jié)省了開支。所有軸承每小時(shí)耗油量?jī)H為2824ml，全年按7000小時(shí)計(jì)算為19768升，即約99桶油（200L/桶）

軸承壽命與使用傳統(tǒng)干油相比至少可以提高3倍以上，在線燒軸承的現(xiàn)象得以杜絕。

管道布置簡(jiǎn)單，大大減少了管道系統(tǒng)的安裝和維護(hù)費(fèi)用。

環(huán)境友好

不產(chǎn)生油霧，不污染環(huán)境，有利于環(huán)境保護(hù)

軸承座不需要再清洗，打開時(shí)軸承表面光亮。

六、結(jié)束語

油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)自2013年投入之后，就應(yīng)用在750mm軋機(jī)的工作輥、支撐輥軸承潤(rùn)滑，在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用過程中，未出現(xiàn)潤(rùn)滑不良的設(shè)備事故，克服了許多廠家因潤(rùn)滑不良造成的軸承及軸承座燒毀事故，降低了成本的支出，由于極高的優(yōu)點(diǎn)，防止了乳化液進(jìn)入軋輥軸承座造成油脂乳化給軋制板面產(chǎn)生影響，降低了油脂消耗，以及免維護(hù)的特點(diǎn)，油氣潤(rùn)滑成為了名副其實(shí)的不污染化境、低成本損耗、高性能機(jī)電一體化產(chǎn)品，從每月的損耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中可以看出，油氣潤(rùn)滑比油霧潤(rùn)滑節(jié)省8000-9000元。在灤縣金馬特鋼750mm全連軋熱軋生產(chǎn)線的應(yīng)用來看，油氣潤(rùn)滑將是軋機(jī)軸承潤(rùn)滑方式的發(fā)展方向。

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