油氣潤滑技（jì）術在泰鋼1700mm單機（jī）冷軋機上的應用

2013-03-26

　　摘　要（yào）：油氣潤滑具有潤滑效果好、耗油量低的功效，具有精確供油、汙染小等優點。從油氣潤滑技術在泰鋼1700mm冷軋（zhá）機的應用來看，油氣潤滑方式將是冷軋機軸承潤滑方式的發展方向。
　　關鍵詞：油氣（qì）潤滑；優點；1700mm單機架冷軋機
　　1　前言
　　隨著科學技術的不斷發展，軋鋼（gāng）機正向著（zhe）高速、重（chóng）載、高強度、高剛度和連軋化的方向迅（xùn）速發（fā）展（zhǎn），對滾動軸承（chéng）的要求越來越高。冷熱軋機的軸承座會受到冷卻水或其它介質如乳化液的（de）侵入從而使軸承的工作麵產生鏽蝕，成（chéng）為軸（zhóu）承磨損的主要原因。當然，軸承座的密封裝置的選用也是非常（cháng）重要的，因此正確的潤滑方式和良好（hǎo）的密封是延長軸承（chéng）壽命（mìng）的（de）Z有效的方法之一，同時還要選（xuǎn）擇（zé）合適的潤滑劑來滿足軸承及工作（zuò）條件（jiàn）如負荷、轉速、溫度等方麵的要求。在這種條（tiáo）件下（xià）油霧潤（rùn）滑技術及新（xīn）發展起來的油氣（qì）潤滑技（jì）術成為主要的潤滑方式，泰鋼冷軋廠1700mm軋機采用了油氣潤滑技術對軋（zhá）輥軸承、轉向輥軸承、除油輥軸承進行（háng）潤滑。
　　2　油氣潤滑技術
　　油氣潤滑采用“氣（qì）液兩相流體”技術（shù），具有潤滑效果好、耗油量低、精確（què）計量給油、自動控製以及潤滑油的黏（nián）度選擇範圍大等優點。
　　2.1 油氣潤滑（huá）的（de）工作原理
　　利用壓縮空氣在管道內（nèi）的流（liú）動（dòng），帶動潤滑油沿管道內壁不斷地流動，把（bǎ）油氣混合體輸送到潤滑點，壓（yā）縮空氣以恒定的壓（yā）力（約 5～6bar）連（lián）續不斷地供給（gěi），而潤滑（huá）油則是根據各（gè）個不同摩擦點的消耗量定量供給（gěi）。因此必須使用油泵（bèng）作為輸油的動力源，還（hái）要采用步（bù）進（jìn）式給油器分別對各個潤（rùn）滑（huá）點供給所需要的油量，對軋輥、偏轉輥軸承進行充（chōng）足潤（rùn）滑，油和氣在進入潤（rùn）滑點之前必須先進入油氣混合器，在油氣混合器裏流動（dòng）的壓（yā）縮空氣把油吹成油滴，附著在管壁上形成油膜，油膜隨著氣流的方向沿管壁流動，在流動過程中油膜層的厚度逐漸減薄，並不（bú）凝聚而間斷地（dì）供油，間隔時間和每次的供油量都可（kě）以根據實際消耗的需要量進行（háng）調節。（工作原（yuán）理見圖一）油氣混合體（tǐ）在（zài）進入各個摩擦副之前還要進行分配，依據各個摩擦副的需要量均勻地分配供給（gěi）。
　　沿管（guǎn）壁連（lián）續（xù）流動的油膜（mó）到達潤滑點後，在摩擦副表（biǎo）麵形成油膜，隔絕相互摩擦（cā）的表麵，使幹摩（mó）擦狀態轉變為液體摩擦狀態或準液體摩擦狀態；流動（dòng）的壓縮空氣可以冷卻摩擦副，帶走熱量，阻止（zhǐ）潤滑油高溫碳化。同時壓縮空氣（qì）使摩擦副（fù）腔內形成正壓，可避免外部（bù）環境中的雜質和（hé）腐蝕流體侵入摩擦副，保證摩擦副腔有良好的工作環境，同而保證油液的清潔性。
　　2.2 油氣潤滑係統的組成（chéng）
　　油氣潤滑係統由以下幾個部分組成（chéng）：
　　(1) 油箱裝（zhuāng）置：配有液位檢測器、溫度檢（jiǎn）測器。
　　(2) 供油部分：由2台氣動泵（一用一備）和一組遞進式（shì）分配器組成（chéng）。氣動泵設定的工作時間30s和停頓（dùn）時間180s間隙地工作，把定（dìng）量的潤滑油供送分配器，分（fèn）配器上裝有接近開關，可對油狀況進行（háng）監控，及時反映至PLC控（kòng）製櫃（guì），保證充足的潤滑（huá）良好（hǎo）性。
　　(3) 供氣部分（fèn）：包括氣動（dòng）三大件、氣（qì）動（dòng）泵的控製閥件，用於控製氣動泵（bèng）的工作，向係統供油恒（héng）壓的壓縮空氣並和潤滑油混合產生油氣流。當（dāng）軋（zhá）機運轉時，壓縮空（kōng）氣始終接（jiē）通。
　　(4) 油氣混合部分：精確分配的潤滑（huá）油與壓縮空氣（qì）混合形成油氣流，油氣流經油氣管道被供送到軸承座。電子油（yóu）氣流量監控裝置（zhì）對油氣（qì）流（liú）監控。
　　(5) 電控（kòng）及監控部（bù）分：檢測係統壓力、供液壓力、流量、計（jì）量泵（bèng）的工作時間、停（tíng）歇時間、液位（wèi）狀況、顯示元件及係統故障（zhàng）並留有控製接線端子板，用（yòng）於接入其他控製係統。
　　(6) 油氣（qì）分配器：安裝（zhuāng）在軸承座內，將油氣流按需要（yào）的供油量由油氣分（fèn）配器二次分配給軸承和密封部位。
　　(7) 軋機傳動側、操（cāo）作（zuò）側衛星站：配（pèi）有油氣分配器，將油（yóu）氣流按需要的供油量由油氣分配器次分配給軸承（chéng）和密封部位。
　　2.3 油氣潤滑（huá）的優點及（jí）缺點
　　(1) 潤滑效率高，可大幅提高軸承的（de）使用壽命。由於油氣潤滑在（zài）供油量、軸承溫度和摩擦三（sān）者間找到了Z佳的平衡點，即用Z少的供（gòng）油量卻能達到降低軸承溫度和有效潤滑的Z佳（jiā）效果，潤滑劑100％的利用。
　　(2) 耗油量低。油氣潤滑具有的精確供油控製係統，自動化控製程度較（jiào）高，通（tōng）過對運行時間（jiān）、油量的控（kòng）製，控（kòng）製了不必要的潤滑油損失，提高了潤滑油的使用效率。
　　(3) 環境效益明顯。油和壓縮（suō）空氣在形成油氣混合物時並不真正融合，也不存在霧化現（xiàn）象，因此不會像油（yóu）霧潤滑產生的油霧汙染環境；在更換軸承時也不需要像采用（yòng）油潤滑那樣對黏附在軸承上的厚厚油（yóu）脂進行清理，減少（shǎo）工（gōng）人勞（láo）動強度，降低了工人裝配軋輥的（de）作業（yè）時間。
　　(4) 設備可（kě）靠，維護量小。油氣潤滑係統中除了泵、電（diàn）磁閥（fá）和分配（pèi）器外無其他運動部件，也無發熱（rè）量大的元件，因此係統的穩（wěn）定性和可靠性好（hǎo）。除了定期往油箱裏補充一（yī）定量的油及定期（qī）清洗空氣（qì）過濾器外，不需要其他特別維護。
　　(5) 檢測手段可靠。油氣潤滑裝置（zhì）可以（yǐ）對係統壓力、供液壓力、流量、計量泵的（de）工作時間、停歇時間、液位狀況等進行（háng）監測和顯示，當（dāng）係（xì）統正常（cháng）工作（zuò）時，係統燈綠燈常亮，當係統因目中原因出現故（gù）障時紅燈常亮，並通過相應的傳輸係統通知至操作台，而在係（xì）統的顯示頁麵上會提示出係統出（chū）現了怎樣的狀況，應處理何種部位，采取怎樣的（de）處置方（fāng）法，係統自我（wǒ）診斷功（gōng）能較強（qiáng）。
　　(6) 使用油品較廣，粘度要求範圍較大。
　　(7) 使用範圍較廣，高溫、高速、重載、環境惡（è）劣的冶金領域及自動化程度（dù）高的（de）工業領域。
　　油（yóu）氣（qì）潤滑方式的缺點：
　　(1) 投資高，相比油霧潤滑、幹油潤滑投資較高（gāo）。
　　(2) 噪音（yīn）高，由於采用壓縮空氣，要求的壓縮空（kōng）氣壓力較高（gāo），產生噪音（yīn）較大（dà）。
　　3.油氣潤（rùn）滑技術在泰鋼冷軋廠1700mm冷軋機的應用
　　3.1 泰（tài）鋼現有冷軋（zhá）機（jī）的潤滑方式
　　泰鋼公司現有四台950mm單機六輥（gǔn）可逆軋（zhá）機，二台1700mm單機（jī）六輥可逆（nì）軋機，其中四台950mm軋機采用油霧潤滑，1700mm軋機采用油氣潤滑，這兩種（zhǒng）裝置在950mm軋機、1700mm軋機在設備投產時就已使用。
　　3.2 潤滑對象
　　1700mm單（dān）機架冷軋（zhá）機（jī）的工作輥軸（zhóu）承、中間輥軸承、支撐輥軸承、偏（piān）轉輥（gǔn）軸承、除油輥（gǔn）軸承。
　　3.3 機組工藝參數（shù）
　　泰（tài）鋼冷軋廠1700mm單機架六輥可逆式冷軋機技術參數：
　　(1) 工作輥直徑Φ390-430mm
　　(2) 中間輥直徑Φ460-500mm
　　(3) 支撐輥直徑Φ1250-1350mm
　　(4) Z大軋製力22000KN
　　(5) Z大彎（wān）輥力640KN
　　(6) Z大（dà）軋製速度1200m/min
　　3.4 1700mm冷（lěng）軋機油氣潤（rùn）滑係統主要技術參數
　　(1) 氣動潤滑油泵工作氣壓：0.25-0.7MPa
　　(2) 額定排（pái）量：80cu.in/min
　　(3) 壓縮比（bǐ）例（lì）：50：1
　　(4) 工作壓（yā）力：0.3-0.5MPa
　　(5) 總耗氣量：270m3/h
　　(6) 油箱容量：500L
　　(7) 工作介質：N100～N460
　　3.5 油氣潤滑係統（tǒng）的工作原理
　　⑴ 在自動運行情況下，控製係統（tǒng）根據設定的運行參數，定時起動油泵，油泵起動（dòng）時，對應的泵控製電磁閥導通，油路電磁閥（fá）同時導通，潤滑油被壓（yā）送（sòng）到油分（fèn）配器（qì），油分配器排出定量的潤滑油，然後在油氣混合器中合成為油（yóu）氣狀態；當主管路注油量達到設定值後，係統完成一次供油（yóu）循環，此時油壓繼續上（shàng）升，達到Z高點（通常為40bar）後，氣動泵停（tíng）止工作，係統完成一次注油循環。此時PLC進入等待計時程序，到間（jiān）隔時間啟動下一次的潤滑周期。如果在注油過程中（zhōng）油配器出現故障（zhàng）（不供（gòng）油），PLC將自動識別故障點的編號並通過操作屏麵板顯示。
　　⑵ 在手動運行狀態（tài）下，係統將連續工作，對設備進行不（bú）間斷的供油，同時故障燈會提示報警,直到關（guān）閉手動程序為止。
　　3.6 油氣潤滑係統與（yǔ）軋機（jī）運行的保護設置
　　⑴ 考慮了1700mm軋機大壓下、高速度的運行，對於油氣潤滑的特殊要求（qiú），將油氣（qì）潤滑正常運行的信號與軋機啟動進行了聯鎖設置（zhì），保證了軋機軸（zhóu）承的正常潤滑。
　　⑵ 油氣潤滑係統安（ān）置在軋機的（de）傳動側（cè），出現的（de）一些信（xìn）號不能及時（shí）的被發現（xiàn），因此在主操作台安置了油氣潤滑正常運行的報警器，將所（suǒ）有的故障點全部連接至報警器，根據報警器的鳴笛（dí）速率，判定故障的輕（qīng）重程度，配合原有的遠程控（kòng）製係統，形成了完善的設備保護係統。
　　3.7 油氣潤滑對工藝潤（rùn）滑（huá）的影（yǐng）響
　　油氣潤滑係統將微量的油和氣流混合，實現有效地潤滑冷卻，而油並沒有被霧化，通過軸承的接（jiē）油裝置可將潤滑油進行回（huí）接，防止了潤（rùn）滑油進入到乳（rǔ）化液係統，對乳化液的清潔度產生影響，使乳（rǔ）化液（yè）皂（zào）化值（zhí）下降，潤滑性能降低，對黑斑的產生也有較大影響。
　　3.8 通過長時間的應用，將950mm軋機（jī）油霧潤滑係統與1700mm軋機油氣潤滑係統（tǒng）比較如下：
　　4.結束語
　　油氣潤滑係統在2007年投入之後，就應用在1700軋（zhá）機（jī）的工作輥、中間輥、支承輥、偏轉輥、壓緊輥的軸承潤滑，在長時間的應用過程中，未出現潤滑（huá）不良的設備事故，克服了許多（duō）廠家因（yīn）潤滑不良（liáng）造成的軸承及軸承座燒毀事故，降低了成本的支出，由（yóu）於極（jí）高的優點，防止了乳化液進入軋輥軸承座造（zào）成油脂（zhī）乳化給軋製板麵產生影（yǐng）響，降低了油（yóu）脂（zhī）消（xiāo）耗，以及（jí）免維護（hù）的（de）特（tè）點，油氣潤滑成為了名副其實的不汙染化境、高性能機電一體化及低成本損（sǔn）耗的好係統，從每月的損耗數據統計中可以看出，每月（yuè）油（yóu）氣潤滑比油霧潤滑節省8000-9000元。
　　從油氣（qì）潤滑（huá）技術在（zài）泰鋼1700mm冷軋機的應用來看（kàn），油氣潤（rùn）滑（huá）方（fāng）式將是冷（lěng）軋機軸承潤滑方式的發展方向。
　　參考文獻
　　[1] 氣（qì）液兩相流體冷卻潤滑技術及其應用，哈爾濱工程大學（xué）出版社，1995。
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