啤岭机电设备(上海)有限公司

高速线材精轧机油气润滑的应用与故障处理

2015-02-03

陈晓
(宝钢集团八钢股份有限责任公司轧钢厂,乌鲁木齐 830022)
  摘 要:介绍了高线精轧机油气润滑系统的基本构成、工作原理。针对存在的问题采取了改进措施。合理地利用废旧润滑油,减少了耗油量,节约了资源。
  关键词:润滑效果;加载;供油量;废油利用
  1 前言
  在高速轧机的轴承润滑上,油气润滑是当今普遍应用的一种润滑方式。宝钢集团八钢公司轧钢厂高线机组(以下简称八钢高线)油气润滑系统采用意大利Dropsa专业润滑公司提供的成套产品,此系统用来供给精轧机(BGV)和减定径机(TMB)的滚动导卫轴承润滑。在高线生产初期,油气润滑系统故障没有给生产带来过大的损坏,但随着我厂改造后,线材轧机的轧制速度不断提高(目前我厂轧制速度已达115m/s),油气润滑效果对高速运转轴承的寿命影响日益明显,Z突出的表现在导卫装置上的滚动轴承上。频繁的轴承损坏,增加了热停时间,严重影响了生产节奏。因此急需减少油气润滑系统故障,改善润滑效果,降低润滑成本。
  2 技术参数及工作原理
  该系统公称压力10MPa,泵供油量:2L/min,油箱体积:500L,空气压力:0.4~0.6MPa,空气耗量:215L/h,混合器(每点):0.03mL/行程,润滑点数:16点,过滤精度:10μm。八钢高线油气润滑系统工作原理见图1所示。油气供应站设有4根供油管和1根供气管,双线分配器并联在供油管和供气管上。站内高压油泵1按设定的周期定时向系统的主管路供油,通过控制三位四通电磁阀5和6实现2根供油管交替供油,一根供油,另一根接通油箱卸荷,进入分配器的压力油推动分配器的活塞动作,各活塞供送的润滑油在出口与压缩空气混合,并在压缩空气的带动下通过连接管路送到各润滑点。为了防止轴承由于缺油而烧毁,当电磁阀5在换向供油20s之后,供油管任何一个压力传感器未检测到3MPa压力,则认为此次压力油没有通过油气分配器输出,供油失败。这时压力传感器向主控室发出故障信号,轧线停机。
  3 存在的问题及改进
  (1)在实际设备运行过程中,油气存在的主要问题是加载时间过长。正常情况下,泵启动之后6~7s内压力传感器就应检测到4MPa压力,而现在泵在启动20s之后压力传感器仍未检测到4MPa压力。于是发出停机信号,造成故障时间。具体分析原因,泵加载时间过长主要有两方面:一是某一个或几个分配器卡死或泄漏,使润滑油从这几个故障分配器中泄漏出来,使油路压力建立不起来,润滑油不能平均分配到每一个分配器,造成润滑故障。这可以通过保证油品清洁度,防止污物颗粒堵塞分配器来解决。二是压缩空气反窜进入主油路。这主要是由于当泵停机时,主油路卸荷,而压缩空气始终有0.4MPa的压力,如果某个分配器的密封不严或稍有磨损,那么压缩空气就会反窜进入油路。所以在下一次加载时,压力油要先把压缩空气压出油管才能供应到润滑点,升压时间增长,这就造成了泵加载时间过长。由于整条轧线有许多分配器,有些分配器位于高温环境下,密封容易损坏,所以要想排查是哪个分配器出故障则费时、费力。为了解决这个问题,在不改动设备本体的情况下,可把电磁换向阀5和6的控制方式由常失电改为常得电,延长起压检测时间为30s。这样既解决了停泵空气反窜问题又减少失压跳停故障。
  (2)由于管线线路过长,使得管路前端分配器油量多而末端分配器气量和油量少,导致润滑效果都不好。先分析管路前端分配器油量过多造成润滑效果不好的原因。在图2供油量Q、轴承温度T和摩擦Na三者关系图中我们可以看出,并不是供油量Q越大润滑效果愈好,随着供油量的增大,轴承摩擦也在增大。多余润滑液体摩擦产生的温升破坏了油气润滑效果,只有图中两曲线的Z低点才是油气润滑的Z佳区域。为了解决这个问题,在不更换新分配器的情况下,我们提出了把管路前端分配器供油孔直径由准3mm减小到准2mm,将末端分配器供气孔直径由准1.8mm增大至准2.5mm,这样既节省了油耗又改善了润滑效果。
  (3)使用原设计要求的油品(壳牌可耐压220#)价格较高,物料消耗投入较大。我们通过对原系统的改造及加强系统维护,合理利用每年润滑系统更换下来的废旧油品,实现了在不影响润滑效果的情况下使用废旧油品代替高价油品的突破,将物料消耗减少为原先的1/5。具体做法:①增加系统压缩空气的压力为0.6MPa,同时增大供气管路直径(主管路由DN15变为DN25),以提高单位时间压缩空气流量,进而增强轴承的润滑和冷却效果。②在系统油箱加油口处增加一个过滤精度为10μm的过滤器,控制废旧油品清洁度。③在系统油箱上并联一台滤油小车(过滤精度10μm),形成一个循环过滤装置。④先将废旧油品进行粗过滤,再将其静置72h后使用,加注时防止油桶底部废油和杂质进入油箱。⑤加强系统维护,定期清洗油箱、分配器、换向阀、空气过滤器,定期更换系统滤芯。⑥针对冬季部分废旧油黏度过高的问题,增大了油箱加热器功率,系统沿线管路加装伴热带保温。
  4 结语
  通过改进,八钢高线油气润滑系统事故率得到大幅度降低,系统运行更加稳定,物料消耗费用大大下降。实现了轧制生产的稳产顺行。
  参考文献:
  [1]闫通海,何立东.气液两相流体冷却润滑技术及其应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1995.
  [2]SKF UK Single-row Cylindrical Bearing Ups Spindle Speeds[EB/OL].Http://www.skf.com.
  [3]成大先.机械设计手册(第4版)[M].北京:化学工业出版社,2002.
来源:《机械工程师》2009年第12期