軋線潤滑系統改造，提高減速機運行穩定性

吳琦　于小波　畢臨旭　閆寶明

摘 要：針對萊鋼某軋線稀油站潤滑系統存在的部分問題提出有效的解決方案。

關鍵詞：潤滑系統;減速機;螺桿泵

0 前言

棒材廠一軋車間以生產Ф12、14小規格螺紋鋼為主，產品附加值較高，軋線布置為17連軋，多切分軋制工藝，設計產能85萬噸。2019年，軋線全面提速，成品線速度由12.5米提升到14.5米，鋼坯由150方提高到160方，產能大幅提升，全年產量達到100萬噸，為公司提產增效做出較大貢獻。隨著工藝的不斷改進，車間目前以14規格三切分、12規格四切分生產為主，下一步將開發14規格四切分、12規格五切分工藝，隨著生產效率的提升，軋線設備負荷有所增加，軋線減速機振動值已達到極限，由于中、精軋稀油站油泵為齒輪泵，齒輪泵是定量泵，徑向力不平衡、潤滑不充分，經常造成中、精軋減速機軸承因潤滑不良而損壞，產生設備故障，已嚴重影響了生產的高效順行。隨著軋線的不斷提速，整個軋線潤滑系統設計標準已接近極限，迫切對軋線潤滑系統進行全面升級。

1 工作原理

中、精軋稀油站油泵為XB-630齒輪泵，作為一種常用的定量泵，工作時，在斜齒輪泵中由于螺旋角口的存在，輪齒一端先進入嚙合，然后逐漸進行過渡，嚙合線由短變長，此為不完全齒寬嚙合;隨著齒輪旋轉嚙合線逐漸變長，達到最長時進入完全齒寬嚙合;齒輪繼續旋轉，其嚙合線再由長逐漸變短，直到脫離嚙合，又進入不完全齒寬嚙合。為了保證斜齒輪傳動的平穩性和連續性，當前一對輪齒A還未退出完全齒寬嚙合時，下一對輪齒B必須進入完全齒寬嚙合。當斜齒輪兩對輪齒的嚙合線都位于完全齒寬嚙合的區間時，輪齒間便構成了一個與吸、排油腔均不溝通的封閉容腔。隨著齒輪的旋轉，此封閉容腔的體積會發生周期性變化，從而導致壓力沖擊和空蝕，這種現象稱為困油現象。

隨著齒輪的轉動，困油容積減小，壓力急劇上升，使齒輪、軸和軸承受到很大的徑向力，此時油液將從零件密封面的縫隙中強行擠出，使軸承上受很大的沖擊載荷，導致泵劇烈振動、油液發熱而加快油液變質、無功損耗增大。隨著齒輪的繼續轉動，困油容積增大并形成局部真空，產生氣穴，使泵強烈振動并產生噪聲。油泵密封極易損壞，齒輪泵使用壽命降低。

2 問題的提出

在軋線液壓系統運行過程中主要有以下故障：

1、由于困油現象的存在，該齒輪泵系統最大供油壓力僅為3.5mpa， 隨著減速機負荷的逐漸增加，油壓已經無法滿足減速機齒輪及軸承的潤滑效果，減速機齒輪已經發生嚴重的剝落現象，2019年全年，中、精軋減速機均出現過軸承燒損現象，其中三臺減速機齒輪磨損情況嚴重。

2、軋線稀油站均采用220#齒輪油，該齒輪油受環境影響較大，當溫度降低時，齒輪油黏度會增大（變稠），黏度過大會給循環潤滑帶來困難，增加齒輪的運動阻力，以致發熱而造成動力損失，達不到潤滑效果。對比夏季和冬季的震動波形圖，可以明顯發現冬季減速機的振動較大。

3、減速機內潤滑管路原設計標準為Ф6mm，隨著軋制速度的提升，原設計要求已經無法滿足減速機的潤滑效果。

4、由于油站箱體油位報警器限位太低，當油管等部位發生故障出現漏油時，漏油量很大時才會報警，液位即將達到出油口時才會停泵。造成油液的大量浪費，存在極大的安全隱患，對環境造成嚴重污染。

5、軋線稀油站油液污染嚴重，嚴重影響減速機使用壽命，且每年會多次更換或補充齒輪油，造成油液浪費的同時污染現場環境

3 解決方案

1、將中、精軋XB-630齒輪泵改為流量為38 m3/h的NSNH660-46的螺桿泵。相較于齒輪泵，螺桿與泵套接觸的螺旋封線將收入腔與排出腔完全分開，使泵具有閥門的隔斷作用;泵內流體流動時容積不發生變化，沒有串流攪動和脈動;彈性定子形成的容積腔能有效地降低輸送含固體顆粒介質時的磨耗;輸入介質粘度可達50000Mpa ？ s 含固量可達 50% ;流量與泵的轉速成正比，因而具有良好的變量調節性，供油壓力可提升至4.5Mpa，可以對軋線減速機帶來更好的潤滑效果。

2、在軋線稀油站油箱安裝暖氣。適宜的黏度是齒輪油的主要質量指標，不能隨意更改齒輪油牌號。在此基礎上，冬季要對齒輪油進行加熱，可由于車間電耗較大，如果使用加熱帶，將造成極大電耗，增加車間成本。綜合各因素，每個稀油站油箱安裝暖氣。

3、將減速機內部原設計Ф6mm管路改為Ф10mm管路

4、為了防止油液大量浪費，制作一個高20cm圓桶，將液位計放入其中，將報警和停泵限位提升了20cm。

5、使用新型離心式濾油機對軋線稀油站油液進行過濾

4 效果評價

1、螺桿泵改造以后，因減速機軸承造成的熱停工時減少了30%，減少更換軸承6套。和齒輪泵相比，螺桿泵的使用壽命長，一般油泵能使用10年，甚至更長。泵的振動和噪聲極小且安裝保養容易。

2、相比使用加熱帶來說，暖氣成本更低，且不易損壞，還可以通過閥門調節暖氣熱量，保證減速機得到充分潤滑。

3、增大了減速機軸承的潤滑量

4、該措施將報警和停泵限位提高了20cm，出現漏油情況時可以提早發現，避免了油液的大量浪費。

5、使用新型離心式濾油機對油液進行過濾后，油液質量得到明顯改善，減少了齒輪油的補充使用量，大大改善了因油液造成的環境污染。