靜壓潤(rùn)滑系統(tǒng)油壓低的原因分析及解決辦法

魏雪梅

1 前言

一般稀油循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要功能是對(duì)設(shè)備用油進(jìn)行循環(huán)、過(guò)濾及冷卻，其系統(tǒng)潤(rùn)滑方式及被潤(rùn)滑點(diǎn)需實(shí)現(xiàn)的功能及工作狀況不同，對(duì)系統(tǒng)壓力的要求也不一樣。

我公司有兩條5 000t/d熟料生產(chǎn)線及四條水泥粉磨生產(chǎn)線，水泥粉磨系統(tǒng)采取輥壓機(jī)半終粉磨+水泥磨工藝。其中3號(hào)及4號(hào)水泥磨規(guī)格為? 4.2m×13m，生產(chǎn)廠家為中信重工機(jī)械股份有限公司，磨頭及磨尾滑履軸承的潤(rùn)滑方式為靜壓潤(rùn)滑，配置相同生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)制造的E687A水泥磨靜壓滑履軸承潤(rùn)滑站，選用的潤(rùn)滑油牌號(hào)為昆侖LCKD220重負(fù)荷工業(yè)齒輪油。

2 動(dòng)壓潤(rùn)滑、靜壓潤(rùn)滑及動(dòng)靜壓潤(rùn)滑的概念

2.1 動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本概念

動(dòng)壓潤(rùn)滑是指通過(guò)摩擦表面，以一定速度與方向相對(duì)于另一靜止的摩擦表面移動(dòng)時(shí)，將潤(rùn)滑油帶入摩擦表面，由于潤(rùn)滑油的粘性和油在摩擦副中的楔形間隙形成的流體動(dòng)力作用而產(chǎn)生油壓，并形成承載油膜。該潤(rùn)滑方式下，承載油膜形成時(shí)，兩摩擦表面必須保證有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速，同時(shí)油膜厚度還與摩擦表面的粗糙度及潤(rùn)滑油的粘度密切相關(guān)。

2.2 靜壓潤(rùn)滑的基本概念

靜壓潤(rùn)滑是靠潤(rùn)滑系統(tǒng)的油泵壓力形成油楔，使油進(jìn)入潤(rùn)滑點(diǎn)，強(qiáng)行使相接觸的摩擦表面分開(kāi)，形成較厚的油膜，因而可以避免啟動(dòng)或沖擊時(shí)產(chǎn)生干摩擦，減小磨損，與動(dòng)壓潤(rùn)滑相比，可以使用粘度較小的潤(rùn)滑油。

2.3 動(dòng)靜壓潤(rùn)滑的基本概念

動(dòng)靜壓潤(rùn)滑是將動(dòng)壓潤(rùn)滑與靜壓潤(rùn)滑兩種潤(rùn)滑方式相結(jié)合。在開(kāi)機(jī)或停機(jī)過(guò)程中，兩摩擦表面相對(duì)轉(zhuǎn)速過(guò)低，沒(méi)有足夠的壓力建立動(dòng)壓油膜，為了減少設(shè)備開(kāi)機(jī)或停機(jī)過(guò)程的干摩擦，減小設(shè)備磨損，在設(shè)備開(kāi)機(jī)及停機(jī)前先采用靜壓潤(rùn)滑的方式，通過(guò)油泵壓力將潤(rùn)滑油加入到潤(rùn)滑點(diǎn)，在摩擦表面形成較厚的油膜。

3 故障現(xiàn)象及原因分析

3.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理

E687A潤(rùn)滑站由低壓系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)及高壓補(bǔ)油系統(tǒng)三部分組成。低壓系統(tǒng)對(duì)油箱內(nèi)潤(rùn)滑油進(jìn)行循環(huán)冷卻及過(guò)濾，高壓系統(tǒng)向滑履軸承提供靜壓支撐，高壓補(bǔ)油系統(tǒng)對(duì)蓄能器進(jìn)行充壓。該潤(rùn)滑站的高壓系統(tǒng)不是從油箱直接吸油，而是從低壓系統(tǒng)經(jīng)過(guò)濾及冷卻后的油管中吸油。其優(yōu)點(diǎn)是，可使經(jīng)過(guò)高壓系統(tǒng)壓入軸承潤(rùn)滑表面的潤(rùn)滑油液更清潔且油溫更低；缺點(diǎn)是高壓系統(tǒng)吸油量的穩(wěn)定性受低壓系統(tǒng)的直接影響。如圖1所示，潤(rùn)滑站低壓系統(tǒng)主要由低壓油泵裝置（一備一用）、雙筒過(guò)濾器、油水換熱器、壓力元件以及閥門(mén)管件等組成；高壓系統(tǒng)主要由高壓油泵裝置（兩備兩用）、壓力元件以及閥門(mén)管件等組成；高壓補(bǔ)油系統(tǒng)由高壓補(bǔ)油泵、蓄能器、壓力元件以及閥門(mén)管件等組成。

3.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)電控原理

該潤(rùn)滑站設(shè)置兩臺(tái)低壓油泵電機(jī)，四臺(tái)高壓油泵電機(jī)，一臺(tái)高壓補(bǔ)油油泵電機(jī)。兩臺(tái)低壓油泵電機(jī)中一臺(tái)正常工作，一臺(tái)備用，可（在線切換）互為備用。四臺(tái)高壓油泵電機(jī)中，兩臺(tái)正常工作，兩臺(tái)備用。一臺(tái)高壓補(bǔ)油油泵電機(jī)，當(dāng)其出口壓力＜14MPa時(shí)（壓力可調(diào)），電機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)其出口壓力＞15MPa時(shí)（壓力可調(diào)），電機(jī)停止工作。采用低壓系統(tǒng)出油口向高壓系統(tǒng)吸油口和高壓補(bǔ)油系統(tǒng)吸油口供油的方式，必須先啟動(dòng)低壓泵電機(jī)；當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)出口壓力達(dá)到0.1MPa（壓力可調(diào)）時(shí)，才允許啟動(dòng)高壓補(bǔ)油系統(tǒng)，補(bǔ)油系統(tǒng)對(duì)蓄能器充壓；當(dāng)壓力達(dá)到要求值時(shí)，補(bǔ)油系統(tǒng)電機(jī)停止工作；然后允許高壓系統(tǒng)兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，最后才允許磨機(jī)啟動(dòng)。磨機(jī)正常工作時(shí)，圖1中編號(hào)為28的電磁換向閥一直帶電，當(dāng)遇到系統(tǒng)突然停電時(shí)，該電磁換向閥失電，蓄能器的壓力油向磨機(jī)主軸承供油30s，以防止滑履軸承拉傷。

3.3 潤(rùn)滑油流量、壓力與軸承潤(rùn)滑的關(guān)系

圖1 E687A潤(rùn)滑站原理圖

該潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)定低壓壓力范圍為0.1～0.5MPa，在油溫一定的前提下，低壓系統(tǒng)油壓與潤(rùn)滑油流量成正比。當(dāng)油壓過(guò)低時(shí)，高壓泵吸油量不足，不能在滑履軸承潤(rùn)滑點(diǎn)處形成足夠的油膜支撐，進(jìn)而影響軸承潤(rùn)滑效果，甚至造成軸承損傷。而高壓系統(tǒng)正常工作時(shí)，高壓壓力由系統(tǒng)負(fù)載決定。因?yàn)樵摑?rùn)滑站管路上并未配置流量變送器，所以只能通過(guò)壓力進(jìn)行控制。

3.4 故障現(xiàn)象

2016年4月6日夜班，4號(hào)水泥磨在運(yùn)行過(guò)程中，因后端滑履潤(rùn)滑站低壓系統(tǒng)油壓低，磨機(jī)主電機(jī)連鎖跳停。

3.5 油壓低原因分析

（1）一般情況下，潤(rùn)滑系統(tǒng)如果在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)油壓低，在負(fù)載無(wú)變化的前提下，可能出現(xiàn)故障的元件有：動(dòng)力元件（如：油泵裝置）、控制元件（如：各功能閥件）及輔助元件（如：檢測(cè)元件、過(guò)濾裝置等）。

（2）按照一般故障排查方法，當(dāng)4號(hào)水泥磨出現(xiàn)低壓壓力低，主電機(jī)連鎖跳停后，我公司先后對(duì)低壓系統(tǒng)中的油泵、溢流閥、過(guò)濾器濾芯及壓力傳感器等設(shè)備進(jìn)行檢查或更換。之后，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，仍出現(xiàn)低壓系統(tǒng)壓力低，主電機(jī)連鎖跳停現(xiàn)象。

（3）因設(shè)備故障未得到有效解決，我公司重新對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：前端滑履軸承溫度約為51℃，后端滑履軸承溫度約為55℃，前后端瓦溫均在正常范圍之內(nèi)；每次系統(tǒng)壓力低主電機(jī)跳停是在設(shè)備正常運(yùn)行4～5h之后；4月份屬于水泥銷(xiāo)售淡季，水泥磨機(jī)基本上是避峰用電，多處于夜班開(kāi)機(jī)，開(kāi)機(jī)時(shí)油箱油溫較低。根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，分析設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間與設(shè)備剛開(kāi)機(jī)時(shí)可能的區(qū)別是潤(rùn)滑系統(tǒng)的油溫。經(jīng)檢查4號(hào)水泥磨后端滑履潤(rùn)滑站的油水熱交換器換熱效果差，設(shè)備運(yùn)行3h后經(jīng)過(guò)冷卻的油溫約為50℃，而磨機(jī)前端滑履潤(rùn)滑站熱交換后的油溫才35℃，因此判斷該設(shè)備故障的原因?yàn)橛蜏厣邔?dǎo)致潤(rùn)滑油粘度降低，進(jìn)而系統(tǒng)的壓力也隨之降低。

（4）在組織人員對(duì)失效的熱交換器進(jìn)行更換后，該潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行正常，未再出現(xiàn)壓力低現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

潤(rùn)滑油的粘溫特性（即：粘度隨著油溫的升高而降低，隨著油溫的降低而升高）在潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中與油壓密切相關(guān)，但是在設(shè)備維護(hù)過(guò)程中常被忽視，設(shè)備管理人員應(yīng)重視潤(rùn)滑油各性能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。■