油氣潤滑應用于滾動軸承的發(fā)展現狀

何宇征

（哈爾濱寶亮凱瑞科技發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150008）

1 前言

油氣潤滑系統(tǒng)是在油霧潤滑系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的。德國REBS集中潤滑技術有限公司的工程師將潤滑油計量分配后，輸送到專門設計的油氣混合塊，再通過管道輸送出去，形成了油氣潤滑系統(tǒng)。與油霧潤滑不同的是，油氣潤滑系統(tǒng)沒有霧化裝置，潤滑油的分配靠遞進式分配器完成，潤滑油和空氣的摻混在油氣混合塊內進行，在整個潤滑油的分配、摻混過程中，不存在潤滑油的霧化，油氣兩相流體經過φ4-10mm的輸送管輸送到潤滑點，在輸送管內，油氣兩相流體形成穩(wěn)定的環(huán)狀流動，這種環(huán)狀流流型的特點是：氣相速度較高，液相速度較低，一般形成在管內充分發(fā)展段，潤滑油在管內連續(xù)、均勻的攤開，以油膜的形式分布在管壁上，同時管中心高速流到的空氣中含有少量的油滴，這種油氣環(huán)狀流動可以保證每時每刻都有潤滑油輸送到潤滑區(qū)，氣相速度相對較高，可以保證一個相對較高的氣體出口流速，有利于換熱。典型的油氣潤滑系統(tǒng)如圖1所示，由壓氣機、滑油泵、空氣體積流量計、輸送管路、油氣混合塊等幾部分組成。空氣由壓力機經調壓閥、體積流量計進入油氣混合塊，潤滑油由電磁計量泵經單向閥供入油氣混合塊，通過調節(jié)供油時間間隔來精確調整供油量，滑油和空氣由油氣輸送管至潤滑點。

圖1 油氣潤滑系統(tǒng)組成圖

2 油氣潤滑在國外應用研究現狀

油氣潤滑已成功應用于滾動軸承中，并且國外學者進行了一系列關于油氣潤滑應用于滾動軸承的基礎研究，結果表明，與傳統(tǒng)油潤滑相比，油氣潤滑具有降溫明顯，耗油量低的特點。Cheng-Hsien Wu等運用正交試驗法，以單位時間供油量、供油時間間隔、供氣壓力、管道長度、滑油粘度為影響因素，運用正交試驗法分析了使得滾動軸承溫升的最佳參數配比，并指出單位時間供油量、供油時間間隔、供氣壓力是影響油氣潤滑軸承溫升的主要因素。K.Ramesh等的研究表明，油氣潤滑應用于滾動軸承時，滾子與壁面之間存在油膜，并運用電容法測量的油膜厚度，認為油氣潤滑對滾動軸承的冷卻換熱主要以對流換熱為主。

3 油氣潤滑國內研究現狀

在國內，油氣潤滑已經成功應用于工業(yè)滾動軸承的潤滑冷卻，并逐漸取代了油潤滑方式，各個研究機構亦開展了油氣潤滑的系統(tǒng)優(yōu)化，影響因素及輔助系統(tǒng)相關基礎研究。許多學者的研究表明在油氣潤滑應用于滾動軸承時，存在一個最佳供油量，使得軸承的溫升最低，并且滾動軸承溫升隨著滑油粘度，軸承轉速，供氣壓力，供油氣位置、供油頻率的變化而變化。隨著供油量增大，軸承溫度呈現由大變小，再由小變大的漸進變化；隨著粘度指數的增大，

軸承溫升同樣呈現由大到小，再由小到大的變化過程。采用油氣潤滑方式對滾動軸承的潤滑效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的純油潤滑，在某實驗工況下，與傳統(tǒng)的連續(xù)供油潤滑方式相比,油氣潤滑可以使?jié)L動軸承的溫升降低5℃;油氣潤滑滾動軸承的潤滑效果與供油量有直接的關系,在不同的速度、載荷條件下，具有不同的最佳供油量，在最佳供油量下工作可以使得各溫度測量點的溫升最低,潤滑效果最好。除了在降溫方面油氣潤滑具有明顯優(yōu)勢外，在軸承壽命及軸承密封上，油氣潤滑亦好于傳統(tǒng)油潤滑，包鋼煉鋼廠5#連鑄機二冷室連鑄設備原來采用油潤滑，扇形段軸承的平均使用使用壽命為0.5個月，采用油氣潤滑后扇形段的使用壽命提高到了6個月。馬鞍山鋼鐵股份有限公司一煉鋼廠1400m坯連鑄機為西重所設計制造，原連鑄機所有設備軸承的潤滑都采用集中式干油潤滑，扇形段輥組軸承壽命只有1～2個月，最多4個月，因此不得不經常停機檢修更換扇形段，離線將損壞的輥子換下拿去修復，每年為此支出的費用都在1 000萬元以上，采用油氣潤滑后軸承一年內無損壞。

4 結束語

綜上所述，油氣潤滑應用于滾動軸承與傳統(tǒng)油潤滑相比具有如下優(yōu)勢：

（1）滑油消耗低，節(jié)約潤滑劑用量；

（2）軸承溫升低于傳統(tǒng)油潤滑，軸承壽命得到提高；

（3）集中潤滑系統(tǒng)有利于管理維護，利用PLC精確控制供油量、供氣量，自動化程度高。

雖然油氣潤滑已經在滾動軸承中成功應用，但是仍然有很多問題需要探索和解決，主要體現在：

（1）油氣潤滑冷卻機理尚不明確，對軸承內部流體膜承載機理尚不清晰；

（2）對于不同軸承的供油量、供氣量選擇配比關系尚沒有統(tǒng)一標準；

（3）由于油氣潤滑系統(tǒng)應用于滾動軸承時必須配備氣壓源，這在某種程度上限值了油氣潤滑系統(tǒng)應用于燃機、航空等領域；

（4）油氣潤滑在陶瓷軸承等其他材料滾動軸承的應用上處于空白階段。

油氣潤滑用于滾動軸承比傳統(tǒng)潤滑具有很多優(yōu)勢，但油氣潤滑多方面、大范圍使用還需要進一步的研究和不斷的探索。