油氣潤滑的工作原理及其在萊鋼型鋼廠天車上的應用

【摘 要】簡要介紹了油氣潤滑的工作原理及其在萊鋼型鋼廠天車上應用油氣潤滑技術上的情況。

【關鍵詞】油氣潤滑；原理；天車；應用

0.前言

油氣潤滑是新型的“氣液兩相流體”技術的典型工業應用。油氣潤滑因具有潤滑效果好、耗油量低、可精確計量給油、可實現高度自動控制和可使用潤滑油品黏度范圍大等優點，在自動化程度高的工業領域得到了廣泛應用，尤其是在高溫、高速、重載和使用環境惡劣的冶金領域，如冶金領域的輥道運輸線、單機架和串列機架冷軋機、線材軋機的高速轉動導位裝置以及天車輪緣等。

1.油氣潤滑的工作機理

“氣液兩相流體”的形成和本質。

按照潤滑介質存在的狀態不同，傳統的潤滑方式可分為固體、液體和氣體三類。“氣液兩相流體”潤滑是一種介于液體潤滑和氣體潤滑間的過渡潤滑方式，具有液體和氣體潤滑的優點，避免了各自的不足，同時派生出液體和氣體單獨潤滑方式不具備的優點。在一個管狀的空間內。

2.技術參數及工作原理

2.1潤滑對象

行車四個大車輪的輪緣及軌道

2.2天車參數

（1）主電機：110KW，AC380V。

（2）鋼絲繩：17.5mm×2根。

（3）大車運轉電機：22KW，AC380V。

（4）小車運轉電機：11KW，AC380V。

（5）主減速機 ZQ640×2臺。

（6）大車減速機 ZQ440×2臺。

（7）直流電纜卷筒：JT220-20-6，AC380/220V。

（8）大車輪：?800mm×4個。

（9）小車輪：?500mm×4個。

（10）行車跨度：28.5m。

（11）電磁盤自重：4T×4臺。

（12）總吊重：16T。

2.3油氣潤滑系統主要技術參數

（1）系統油壓工作壓力：60～100bar。

（2）系統氣壓工作壓力：3～5bar。

（3）系統工作電源： 220VAC，50Hz。

（4）泵每行程輸出油量：0.25ml/行程。

（5）泵工作的間隔時間：0～999sec之間調節。

（6）系統工作方式：PLC控制，間歇工作。

（7）系統電耗：約0.5KW/小時。

（8）潤滑油消耗量：1L/500KM。

（9）潤滑介質：GRALUBWFL000。

2.4工作原理

（1）基本原理：油氣潤滑技術是德國REBS公司的創新，它采用壓縮空氣連續作用帶動油沿管道內壁不斷地流動并形成渦流狀地油氣混合物（油和氣并不真正融合也不會霧化），以精細油滴地方式導入輪緣上。壓縮空氣和油間歇供給，間歇時間和供油量可根據各潤滑點的消耗量進行調節。油氣潤滑是利用壓縮空氣對潤滑劑進行輸送及分配的集中潤滑系統。

油氣潤滑系統主要由供氣部分、供油部分、油氣混合器部分、電控部分和管路末端的噴嘴。SP-P10型氣動泵裝配在油箱里面靠近底部的位置，這種獨到設計的目的是為了滿足泵的壓力和行程要求從而使泵吸油充分，同時也使得潤滑劑能夠充分、均勻地混合，采用含有固體顆粒的潤滑劑時，這樣做顯得尤為重要。泵的排量為0.25毫升/行程。泵的回程復位借助于彈簧的作用，一旦驅動泵的壓縮空氣停止供應，彈簧就將柱塞回到初始位置。驅動泵的壓縮空氣由一個2位2通電磁閥進行控制，壓縮空氣最低為3bar，泵受驅動后就會供送初潤滑劑。電磁閥關閉時，壓縮空氣供應停止，泵運行其吸入行程。潤滑劑從泵供送出來后進入OLM油氣混合塊，在此和壓縮空氣混合后形成油氣混合物并沿著管壁、TURBOLUB油氣分配器等輸送到噴嘴。油氣由TURBOLUB油氣分配器進行分配，TURBOLUB油氣分配器的專利技術及特殊加工工藝可以確保油氣按某一特定比例（如50%：50%或是其它比例）分配到潤滑點。

電控系統：Rematic SGF2000SP型控制組件是一個電路板，它可以以距離控制的方式（也可以切換為時間控制方式）對天車軌道潤滑系統的運行方式進行控制。當天車行駛了一定距離后（通過接近開關感應），2位2通電磁閥打開，壓縮空氣在驅動泵的同時供送到油氣混合塊、中間管路及噴嘴，隨后泵準確地運行一個行程并將定量潤滑劑供送至管路中并最終由噴嘴噴出，噴射持續的時間設定為6-8妙，一個噴射周期結束后，系統暫停工作直至天車運行的距離達到設定值時再開始另一個噴射周期，如此循環往復。系統對于天車運行距離的工作方式是可控的，在天車停止運行不用時，系統會停止工作以避免無謂噴射；而天車運行距離達到某個適當值時，系統即會被喚醒并開始工作。

（2）系統特點：由于天車上的壓縮空氣容量有限，因此噴射并不是連續不斷的，而是每隔一段時間噴射一次-當然，每次噴射過程都是連續的并持續6-10秒的時間。在系統中，泵和噴嘴之間的中間管道大約含有10%的潤滑劑和90%的壓縮空氣，這樣的比例使壓縮空氣在噴射過程中能夠對潤滑劑產生作用并使之形成精細油膜，越靠近噴嘴油膜的厚度越小同時也越精細，噴到輪緣上的油膜層的厚度小于0.001mm，其寬度為10-15mm，10-30平方毫米的潤滑劑量在數妙內以最精細的顆粒噴在輪緣上-在噴射過程中，車輪可以轉很多圈；同時，由于壓縮空氣的作用，在管道中輸送的添加有高比例耐壓固體顆粒的潤滑劑加速從噴嘴噴出并以150-200m/s的高速度噴到輪緣上，噴射過程干凈利落并且確保天車在高速行駛的狀態下噴射出的潤滑劑也能突破車輪周圍的空氣流和行車風而精細地覆蓋在機車輪緣上。整個噴射過程中都有潤滑劑，噴射的時間越長，從噴嘴噴出的潤滑劑越精細。但不管噴射時間越長，噴出的潤滑劑量都是相等的，因為定量泵決定了潤滑劑的供送量。

當天車行駛速度達到每小時5-10公里是，在車輪的輪緣周邊會產生離心力，在潤滑膜增厚和行駛速度加快的情況下，離心力會使得潤滑劑得粘附力降低，因此噴射出來的潤滑劑顆粒不能太大是非常重要的，試驗表明當顆粒直徑大于0.4mm，即體積大于0.03平方毫米時，離心力會使潤滑劑飛濺。REBS的輪緣潤滑系統由于噴射速度高，持續時間長，潤滑劑并不會飛濺開來，不僅潤滑劑的消耗小，同時又避免了潤滑劑對天車和軌道沿線的污染。

3.天車油氣潤滑系統的優點

（1）系統采用REBS專有技術，潤滑油在管道內形成超薄、精細的油膜，噴射出的油膜顆粒只有幾十微米，準確的噴射在鋼軌的側面上，不會污染鋼軌的表面或隨車輪運轉四處飛濺。

（2）系統采用含有固體顆粒（如石墨、鋁粉）的潤滑油，油膜有極高的耐壓性能。

（3）系統由PLC控制，并由檢測元件檢測天車的運動，間歇噴射，以保證潤滑油量不至過多而污染環境。

（4）系統的耗油量極低，約1L/500KM。

（5）系統的潤滑效率極高，可大幅度提高天車輪緣的使用壽命，極大地降低了天車的運行和維護費用。

4.結論

萊鋼中型型鋼廠天車油氣潤滑系統按照現場實際情況進行改造、設定和調試，系統運行正常。按照實際統計數據，改造后的油氣潤滑系統比過去干摩擦狀態時，延長了車輪的使用壽命3倍多，大大地減少了停機時間，除按照周期向主站添加潤滑油外，系統處于無故障運行狀態，成為一個名副其實不污染環境、高度機電一體化和低運行成本地免維護系統，完全達到了利用新技術改造落后潤滑方式地目的。隨著油氣潤滑技術進一步發展和其應用范圍地進一步擴大，潤滑設備和潤滑狀況將得到更好地完善。