20輥軋機(jī)齒輪潤滑站的改造設(shè)計(jì)

摘 要：本文針對引進(jìn)的20輥軋機(jī)齒輪潤滑站存在的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行分析研究，制定了相應(yīng)的改造方案，從根本上解決了原系統(tǒng)預(yù)熱裝置所存在的弊端。

關(guān)鍵詞：20輥軋機(jī)；預(yù)熱；循環(huán)加熱系統(tǒng)；長城CKD-220齒輪潤滑油；齒輪潤滑站

1 概述

近年來20輥軋機(jī)以其精度高、軋制速度快、板型控制精確、手段多樣而成為鋼鐵、有色金屬帶、箔材軋制的重要生產(chǎn)手段，因以上的優(yōu)越性國內(nèi)外各大型鋼鐵企業(yè)無一例外均裝備此類設(shè)備。公司引進(jìn)的德國Sundwig公司生產(chǎn)的世界先進(jìn)20輥冷軋機(jī)采用計(jì)算機(jī)軋制速度控制、厚度自動控制、板型控制以及電液伺服壓下自動控制等先進(jìn)的自動控制方式，廣泛適用于不銹鋼、鋁、銅等金屬帶材軋制。但設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)其齒輪潤滑站存在的設(shè)計(jì)缺陷。

2 問題描述

20輥軋機(jī)軋制速度高達(dá)每分鐘數(shù)百米，作為軋機(jī)核心的傳動、左右兩側(cè)卷取機(jī)的齒輪箱潤滑方式采用稀油集中潤滑方式，潤滑系統(tǒng)包括油箱、液位監(jiān)測、泵、高壓過濾器、回油過濾器、板式換熱器、電加熱器、流量監(jiān)測等構(gòu)成。為保證運(yùn)行安全該系統(tǒng)設(shè)定泵的啟動條件為潤滑油溫達(dá)到30℃方可啟動，正常運(yùn)行溫度在30℃～45℃，為此在油箱回油側(cè)壁安裝了單位功率為1050瓦的加熱器6支用于油品加熱，當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá)到45℃時(shí)冷卻水電磁閥開啟，由板式換熱器進(jìn)行油品的冷卻。

在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，冬季環(huán)境溫度較低時(shí)齒輪潤滑站所在的軋機(jī)地下室溫度僅維持在15℃，生產(chǎn)前需啟動電加熱器加熱潤滑油。油溫達(dá)到設(shè)定值需要4個(gè)小時(shí)，且剛啟動時(shí)潤滑泵的噪音十分劇烈，甚至造成泵出口DN80管道焊縫開裂。該系統(tǒng)存在以下問題：（1）潤滑油在靜止?fàn)顟B(tài)下加熱，對于粘度大流動性差的油品有較大的隱患。（2）潤滑站的油箱容積為4m3，油品添加量為3.6m3，油箱分隔為兩個(gè)腔室，即吸油腔和回油腔兩部分，加熱器安裝于回油側(cè)易導(dǎo)致油溫不均勻。（3）油溫不均導(dǎo)致回流油液含有大量氣泡（回油觀察窗可看到），在短時(shí)間內(nèi)不易分離，導(dǎo)致油泵吸入大量氣泡由此產(chǎn)生的氣穴效應(yīng)造成系統(tǒng)噪音高達(dá)105db，同時(shí)劇烈振動造成出口管道開裂。（4）冬季啟動軋機(jī)時(shí)需預(yù)先加熱潤滑油4小時(shí)，影響生產(chǎn)效率，同時(shí)造成大量人力資源浪費(fèi)。

3 原因分析

針對20輥軋機(jī)軋機(jī)齒輪潤滑站存在的問題進(jìn)行分析研究，可以得出系統(tǒng)產(chǎn)問題的根本原因：

（1）油品系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求采用長城CKD-220齒輪油，由于該油品運(yùn)動粘度達(dá)到198～242mm2·s-1，在低溫狀態(tài)下（15℃）其運(yùn)動粘度達(dá)到761～964mm2·s-1，由此可見該油品的低溫流動性很差，在靜止?fàn)顟B(tài)下加熱，極易造成加熱體附近的潤滑油溫升過快而碳化，并在管狀加熱器表面形成結(jié)焦，碳化后的油品不僅潤滑品質(zhì)和能力下降，同時(shí)會造成過濾器堵塞、加熱體過燒甚至著火等故障隱患；

4 解決方案

4.1 加強(qiáng)齒輪油的流動，利用油箱底部排污閥安裝一臺齒輪泵將潤滑油從油箱的吸油腔下方排污口輸送到回油腔，從而形成一個(gè)循環(huán)回路，以保證油箱內(nèi)的油液充分流動，同時(shí)齒輪泵采用低位安裝，油面高于泵吸口近一米可大幅度降低泵的吸油阻力。

4.2 提高潤滑油的加熱效率，縮短加熱時(shí)間，結(jié)合工廠現(xiàn)有的加熱體現(xiàn)狀，在循環(huán)管路上增加兩組單個(gè)加熱功率為6KW的加熱體，用DN100鋼管制作加熱器，兩組加熱器串聯(lián)安裝，油品由加熱器下部進(jìn)入上端排出。

4.3 加強(qiáng)油品流動在加熱器內(nèi)形成紊流，由齒輪泵強(qiáng)制油品流動，提高換熱效率避免油品結(jié)焦。

4.4 保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，齒輪泵與加熱體的啟動在電氣控制回路中設(shè)置聯(lián)鎖，即齒輪泵啟動后方可投入加熱；控制齒輪泵的接觸器、在泵吸口安裝電接點(diǎn)溫度計(jì)檢測到油溫達(dá)到30℃時(shí)停止加熱器和齒輪泵。加熱系統(tǒng)如圖1所示。

5 改造效果

20輥軋機(jī)齒輪潤滑站改造完成后投入應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中取得了良好效果，從根本上解決了系統(tǒng)原先存在的問題：（1）系統(tǒng)的加熱功率由原先的6.3KW增加到目前的18.3KW，預(yù)熱時(shí)間由原先的4小時(shí)提高到目前的1.4小時(shí)，有效提高了單班作業(yè)效率。（2）潤滑站的噪音指標(biāo)由105db下降到93db，管路振蕩現(xiàn)象得到很大改善；（3）改造沒有迷信國外先進(jìn)設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而是實(shí)際出發(fā)，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，改造后的系統(tǒng)穩(wěn)定高效；該項(xiàng)改進(jìn)也獲得德國Sundwig公司軋機(jī)主設(shè)計(jì)專家的肯定和評價(jià)，將此改進(jìn)作為設(shè)計(jì)修改內(nèi)容在今后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中固化。

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[5]油品各指標(biāo)參數(shù)由長城潤滑油廠家提供[Z].