油氣潤滑在傳統(tǒng)棒材軋機上的應(yīng)用實踐

付 強

(安陽鋼鐵股份有限公司)

油氣潤滑在傳統(tǒng)棒材軋機上的應(yīng)用實踐

付 強

(安陽鋼鐵股份有限公司)

介紹了在傳統(tǒng)棒材軋機上應(yīng)用的油氣潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，探討油氣潤滑系統(tǒng)在傳統(tǒng)棒材軋機上的應(yīng)用。結(jié)果表明，在傳統(tǒng)棒材軋機上采用油氣潤滑效果良好，因潤滑不良而造成燒軸承的現(xiàn)象減少75%。

油氣潤滑 傳統(tǒng)棒材軋機 應(yīng)用實踐

0 前言

某廠260棒材機組，為20世紀80年代國內(nèi)投產(chǎn)最早的棒材生產(chǎn)線，軋機采用滾動軸承在國內(nèi)也是最早的，軋機軸承裝配自身設(shè)計存在一些不足，依靠輥系下線時拆下軸承座，人工進行涂油潤滑。固定端軸承裝配如圖1所示。

由于軋機軸承潤滑和密封不好，自投產(chǎn)以來軋機軸承事故頻發(fā)，一直沒有從根本上解決問題，特別是最近兩年，精軋采用高速鋼軋輥，軋輥在線使用時間成倍延長，精軋燒軸承比較多，從2011年1月1日到2012年4月30日，260機組精軋機組軋軸承事故共38次，影響生產(chǎn)時間9.95小時。軋機燒軸承后，造成軸承座、軸承、軋輥報廢，期間直接燒軸承損失55 萬元。

因此，根據(jù)軋線的實際情況，對精軋機組優(yōu)選了油氣潤滑進行了改造后，基本上解決了這個問題。

1 工作原理

油氣潤滑，即氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)；其原理是利用連續(xù)高速運動的壓縮空氣，將周期性補給的潤滑劑沿著管壁進行輸送，并傳至潤滑點進行潤滑和冷卻。油氣流形成的示意圖，如圖2所示。

圖2 油氣流行成示意圖

油氣潤滑系統(tǒng)的作用是形成油氣并對油氣進行輸送和分配，由以下幾個部分組成：(1)供油及油量分配部分；(2)供氣部分；(3)油氣混合部分；(4)油氣輸送、分配及監(jiān)控部分；(5)電控裝置。油氣潤滑系統(tǒng)原理圖，如圖3所示。

在油氣潤滑系統(tǒng)工作時，根據(jù)受潤滑設(shè)備的需油量和事先設(shè)定的工作程序接通氣動泵。潤滑油經(jīng)過遞進式分配器分配后被輸送到與壓縮空氣網(wǎng)絡(luò)相連接的油氣混合塊中，并在油氣混合塊中與壓縮空氣混合形成油氣流從油氣出口輸出進入油氣管道。

圖3 油氣潤滑系統(tǒng)原理圖

在油氣管道中，由于壓縮空氣的作用，使?jié)櫥脱刂鴥?nèi)壁波浪形地向前移動，并逐漸形成一層薄薄的連續(xù)油膜。經(jīng)油氣混合塊混合而形成油氣流通過油氣分配器的分配，最后以一股及其精細的連續(xù)油氣流噴射到潤滑點上。油氣分配器可實現(xiàn)油氣流的多級分配。進入軸承內(nèi)部的壓縮空氣，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。

根據(jù)某廠棒材軋機的實際情況，不需要添加新軋機，只需對原有軋機的軸承座添加注油孔即可，軸承座改造后示意圖如圖4所示。四組軋輥共用一套稀油潤滑站，每兩組軋輥配備一套油氣衛(wèi)星站，油氣分配器采用外置式油氣分配器。

圖4 軸承座改造后示意圖

3 存在問題

(1)初期在系統(tǒng)的壓縮空氣接入點之前沒有加裝總管過濾器，存在油路不暢通現(xiàn)象，壓縮空氣含水量也較高。

(2)軸承座是鑄造件，未能及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在的鑄造偏析、縮孔等缺陷有些與外界相通，有些新鉆油路通過這些缺陷區(qū)域，存在漏油、漏氣現(xiàn)象，造成部分軸承供油、供氣不足。

(3)初期使用時，未能及時結(jié)合現(xiàn)場的軸承轉(zhuǎn)速和載荷等情況，掌控最佳供油量。軸承座漏油、漏氣造成軸承異常損壞，盲目縮短供油周期和調(diào)大分配油量，造成供油量比設(shè)計值大許多。

(4)部分軸承內(nèi)存在進水現(xiàn)象。

(5)油管經(jīng)常被砸壞，造成部分軸承供油不足。

4 提高油氣潤滑效果的措施

(1)在系統(tǒng)的壓縮空氣接入點之前加裝一總管過濾器，并定期清理、更換濾網(wǎng)。

(2)對所有油氣潤滑的軸承座進行篩查、試漏，對存在缺陷的軸承座進行補焊、修補，消除漏油、漏氣現(xiàn)象。

(3)精確確定軸承的所需要的最佳供油量。

首先，必須估算出所需潤滑油量。可根據(jù)以下軸承耗油量計算公式進行計算：

QLX=C×DX×BX

(1)

式(1)中，QLX為軸承每小時耗油量(Ml/h);C為SKF潤滑系數(shù)，取0.00003～0.00005；DX為軸承外徑，mm; BX為軸承列寬，mm。

所有軸承耗油量計算公式：

QGL=CI×[(QL1×n)+(QL2×n)+

(QL3×n)]

(2)

式(2)中，QGL為所有軸承每小時耗油量：CI為安全系數(shù)； n為同種軸承的數(shù)量[1]。

其次，要結(jié)合現(xiàn)場的軸承轉(zhuǎn)速和載荷等情況，最終確定最佳供油量。根據(jù)有關(guān)流體潤滑理論可知，當潤滑油和摩擦副確定后，最小油膜厚度僅與軸承轉(zhuǎn)速和載荷有關(guān)。當供油量較小時，軸承可能處于邊界潤滑下，隨著供油量的增加，系統(tǒng)的溫度逐漸降低，表明此時潤滑膜的最小厚度已經(jīng)大于表面的當量粗糙度值，系統(tǒng)處于彈性流體動壓潤滑狀態(tài)，此時潤滑狀態(tài)最佳，若供油量繼續(xù)增加，則攪油生熱增多，引起的溫升增大[2]。供油量、軸承溫度和摩擦的關(guān)系曲線如圖5所示。

圖5 供油量、軸承溫度和摩擦的關(guān)系曲線

(4)重視防水，水不僅會破壞油膜，危害軸承，而且還會造成零件嚴重銹蝕。軸承內(nèi)部水的來源有：一是隨壓縮空氣進入，可通過過濾、干燥除水。二是軋輥冷卻水侵入，因此要規(guī)范裝配操作，防止密封失效。

(5)重視待換軋機的預(yù)潤滑。對于剛上線的軋機，潤滑點的油氣量短時間內(nèi)跟不上；存在欠潤滑狀態(tài)下，軸承就在高速重載下運行，而損壞摩擦副表面，即使后面加大油氣量，也無濟于事。因此，添加了測試小車，軋機裝配完成后，對輥系的油氣潤滑系統(tǒng)的油路管線進行測試，同時注入潤滑油到軸承內(nèi)。

(6)合理布置鋪設(shè)油路管線，給油管加裝保護套管；對油路管線班前、班后點檢，班中巡檢。

5 結(jié)論

經(jīng)過不斷摸索、總結(jié)和完善提高，目前，該廠油氣潤滑系統(tǒng)使用效果已越來越好。其主要優(yōu)點如下：(1)能不間斷提供新鮮精細油膜對軸承進行潤滑，可有效提高軸承潤滑效果和承載力；(2)有利于大幅提高軸承在線使用周期，提高軸承使用壽命3～6倍；(3)控制減少軋機軸承事故，2015年1月到2016年4月，該精軋機組僅發(fā)生軸承事故6次，影響時間2.5小時，累計節(jié)約成本100多萬元，提高了生產(chǎn)效率；(4)降低油耗，減輕相關(guān)職工勞動強度，減少人機結(jié)合頻率。(5)項目投資低，投資回報率高，總投資約20萬元，半年內(nèi)就已收回全部投資。

[1] 吳波，錢向紅 油氣潤滑在H型鋼廠萬能軋機軋輥軸承上的應(yīng)用[J]. 潤滑與密封,2004(2):64-65.

[2] 王建文，安琦.油氣潤滑最佳供油量研究[J].軸承，2009(1)：39-42

APPLICATION AND PRACTICE OF OIL-AIR LUBRICATION IN THE TRADITIONAL BAR MILL

Fu Qiang

(Anyang Iron and Steel Stock Co. ,Ltd)

Introduced in the traditional bar mill on the application of oil-air lubrication system of structure and working principle and study of oil-air lubrication system in the traditional bar mill. Results showed that in the traditional bar mill using oil-air lubrication effect is good, burning due to poor lubrication bearing 75%.

air-oil lubrication traditional bar mill application and practice

2016-8-24

*聯(lián)系人：付強，工程師，河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司第一軋鋼廠;