油氣潤滑在冷軋平整機的應(yīng)用

公茂海

（山鋼股份濟南分公司冷軋板廠 濟南）

濟鋼冷軋廠平整機是由SMS公司設(shè)計的四輥軋機，年生產(chǎn)能力為48萬t。在平整機支承輥潤滑上選用REBS公司的油氣潤滑系統(tǒng)，投產(chǎn)以來油氣潤滑系統(tǒng)體現(xiàn)出耗油低，潤滑效果好，運行可靠，系統(tǒng)維護工作量低等優(yōu)點。

一、油氣潤滑工作原理、組成及作用

1.油氣潤滑工作原理

油氣潤滑是利用壓縮空氣對潤滑油進行輸送及分配的集中潤滑系統(tǒng)。氣動泵將潤滑油輸送到遞進式分配器，遞進式分配器將經(jīng)過精確計量給定的潤滑油輸送到油氣混合塊，在油氣混合塊里，潤滑油在經(jīng)過減壓閥設(shè)定壓力的壓縮空氣作用下在管壁上形成穩(wěn)定、均勻流動的油膜。在壓縮空氣的連續(xù)作用下，油膜隨著氣流方向沿管壁流動并被源源不斷地輸送至潤滑點。在到達潤滑點之前通過油氣分配器根據(jù)潤滑點實際需要的油量進行精確的分配，最后經(jīng)過分配的油氣流到潤滑部位。

2.油氣潤滑的組成及作用

油氣潤滑系統(tǒng)主要由供氣部分、供油部分、油氣混合部分、電控及監(jiān)控部分和軸承座內(nèi)的TURBOLUB安裝件組成。

（1）供氣部分。包括電磁換向閥，泵用油霧器，球閥，空氣過濾器和氣動減壓閥，用于控制氣動泵的工作，向系統(tǒng)供送恒壓的壓縮空氣并和潤滑油混合產(chǎn)生油氣流。當平整機運行時，壓縮空氣始終接通。維持軸承座內(nèi)的正壓狀態(tài)以防止外界的水、平整液、塵埃、氧化粉末或其他污染物侵入。為了使壓縮空氣順利從輥徑的唇形密封處溢出，軸承座唇形密封唇口朝外布置，以使密封軸承座內(nèi)的正壓≤0.03 MPa，從而達到最佳潤滑效果。

（2）供油部分。由2臺柱塞氣動泵(一用一備)和1組遞進式分配器組成。在油氣潤滑系統(tǒng)中，由于潤滑劑的消耗量非常小，大約只相當于油霧潤滑時的1／10，干油潤滑時的2%，因此不需要輸送大量的潤滑劑，所以泵是間歇工作的，而壓縮空氣則是連續(xù)供給。PDR/G型氣動泵每工作一個行程并輸送定量潤滑劑后就進入暫停工作期，暫停時間的長短根據(jù)潤滑劑消耗量的大小來計算確定，潤滑劑耗量大則泵暫停時間短，二者呈反比關(guān)系。它把定量的潤滑油供送到遞進式分配器，再由遞進式分配器精確分配后供送至油氣混合塊中，分配器上裝有接近開關(guān)，可對供油狀況進行監(jiān)控。在供油時采用多次供送而每次供油量較小的方式進行供油，這樣做使?jié)櫥c在任何時候都能得到連續(xù)的、新鮮的和等量的潤滑劑。

（3）油氣混合部分。從遞進式分配器送來的經(jīng)精確分配的潤滑油，在油氣混合塊處與壓縮空氣混合并形成油氣流。

（4）電控及監(jiān)控部分。系統(tǒng)的監(jiān)控功能，用于檢測壓力、液位、流量、計量泵的工作時間、工作周期以及系統(tǒng)的監(jiān)控時間，顯示元件及系統(tǒng)故障。油箱液位監(jiān)視，用于低于最低液位或遞進式分配器故障時，使泵跳閘而停止運行。壓縮空氣壓力監(jiān)視，用于潤滑系統(tǒng)開始工作后，控制壓縮空氣的主電磁閥，使經(jīng)過減壓閥減壓后的壓縮空氣壓力穩(wěn)定在0.3～0.4 MPa。如果有必要可以對壓縮空氣的壓力進行調(diào)節(jié)，以滿足不同設(shè)備對壓縮空氣壓力的不同要求。系統(tǒng)中設(shè)有一個壓力繼電器，對減壓后的壓縮空氣壓力進行監(jiān)視，壓力＜0.2 MPa時發(fā)出報警信號。

遞進式分配器的監(jiān)視。系統(tǒng)接通后，遞進式分配器的總監(jiān)視時間功能同時啟動。遞進式分配器每工作一個行程（內(nèi)部所有活塞均動作一次），裝在分配器上的接近開關(guān)就會相應(yīng)發(fā)出感應(yīng)信號，信號經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)化為每個行程的監(jiān)視時間，在設(shè)定時間內(nèi)沒有完成相應(yīng)的工作行程，系統(tǒng)則顯示“遞進式分配器故障”。

油氣流量監(jiān)控。油氣流量由油氣流量監(jiān)控裝置PRXD2進行監(jiān)視。雙通道流量監(jiān)控裝置PRXD2可以監(jiān)視油氣流量的下限值，監(jiān)視油氣是否被接到了潤滑點，可以探測出由于壓縮空氣流速過低或停止、軸承座上的油氣快速接頭是否已正確接通、軸承座中的套筒模塊式TURBOLUB油氣分配器及其小型過濾器是否已堵塞等情況，油氣流量低于最低時，PRXD2就會發(fā)出流量低的報警信號。PRXD2同時監(jiān)視油氣流量的上限值，即由于油氣管道破損或泄漏導(dǎo)致油氣大量外逸造成的流量過大時，PRXD2就會發(fā)出流量過大的報警信號。PRXD2的反應(yīng)期（靈敏度）設(shè)置為10相電位值。

（5）TURBOLUB套筒模塊式油氣分配器。平整機軸承座內(nèi)采用串列軸承，存在著多個摩擦副，為了達到良好的潤滑效果，到達軸承座的油氣必須按比例進行二次分配，它安裝在支撐輥軸承座內(nèi)，將油氣流按需要的量二次分配給軸承和密封部位。在油氣混合物到達串列軸承的軸承座內(nèi)后，由套筒模塊式TURBOLUB油氣分配器組件對油氣混合物進行按比例再分配（45%∶45%∶10%，即每兩列軸承之間各得到潤滑劑的45%，而輥徑密封處得到10%潤滑劑），使?jié)櫥瑒┚_分配給軸承座中的各個摩擦副。

二、油氣潤滑在冷軋平整機應(yīng)用中關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定

濟鋼冷軋平整機組采用REBS公司生產(chǎn)制造的A01型油氣潤滑系統(tǒng)。連續(xù)生產(chǎn)中需要對油氣消耗量、潤滑時間及計數(shù)進行計算設(shè)定。

1.系統(tǒng)耗油量的計算

單個軸承耗油量的基本計算公式，見式（1）。

式中 QLX——單個軸承每小時的需油量，X為軸承型號代碼

c——SKF潤滑系數(shù)，一般取值0.00003～0.00005

DXX——軸承外徑，mm

BX——軸承列寬，mm

根據(jù)設(shè)計，平整機支承輥的軸承由四列圓柱軸承（700/930×620）mm以及兩列圓錐軸承（305/500×200）mm組成。由公式（1）計算得出，四列圓柱軸承的耗油量QL1=20.2 mL。兩列圓錐軸承的耗油量QL2=3.5 mL。

所有軸承耗油量的計算公式，見式（2）。

式中 QGL——每小時所有軸承的需油量，X為軸承型號代碼

n——同種軸承的數(shù)目

c1——安全系數(shù)取值1.05

由公式（2）計算得出每小時所有軸承的需油量QGL=100 mL，考慮支承輥軸封處的潤滑需油量20 mL。經(jīng)以上的計算得出系統(tǒng)每小時耗油量為120 mL。

2.潤滑時間設(shè)定及計數(shù)設(shè)定的計算

潤滑供給的工作周期，見式（3）、式（4）。

式中 TP——潤滑間隔時間，s

ZU——遞進式分配器工作行程的設(shè)定值，取值3

QHV——一次供給周期內(nèi)遞進式分配器的出油量

QGL——所有軸承每小時的需油量，X為軸承型號代碼

TPE——操作面板TD200上的時間間隔設(shè)定值

TPB——時間間隔基數(shù)，取值1 s

由公式（3）、公式（4）計算得出每個遞進式分配器的供油暫停時間TPE=144 s。

遞進式分配器的總監(jiān)視時間計算，見式（5）、式（6）。

式中 UHV——遞進式分配器的總監(jiān)視時間，s

TP——潤滑間隔時間，s

c2——安全系數(shù)，取值2.5

TUHV——操作面板TD200上遞進式分配器監(jiān)視時間的設(shè)定值

TUB——總監(jiān)視時間的時間基數(shù)，取值1 s

由公式（5）、公式（6）計算得出TUHVE=360s

遞進式分配器的行程監(jiān)視時間計算，見式（7）。

式中 TUHV——遞進式分配器的行程監(jiān)視時間，s

QHV——遞進式分配器一個行程的出油量

QP——泵每秒的排油量

c3——安全系數(shù)，取值2

c4——安全系數(shù)取值（0～15 s）

由公式（7）計算得出遞進式分配器的行程監(jiān)視時間TUHVU=15 s

三、問題及處理措施

1.壓縮空氣造成的故障

壓縮空氣的壓力由壓力開關(guān)進行監(jiān)視，一旦壓力低于0.2 MPa，油箱頂部的黃色報警燈亮，操作界面顯示壓縮空氣壓力低的報警信息。在生產(chǎn)的初期多次出現(xiàn)壓縮空氣壓力低報警的問題，主要是由于油氣潤滑與平整機吹掃的壓縮空氣共用壓縮空氣管路，而外部供應(yīng)的壓縮空氣由于流量不足以滿足平整機在吹掃時需要的大量壓縮空氣時，造成管路壓縮空氣壓力低于0.2 MPa而引起報警。在采取增加儲氣罐的方法來減小壓力波動，同時增加壓縮空氣供應(yīng)能力后問題得到解決。

2.流量高報警

在油氣潤滑使用兩年左右時，出現(xiàn)流量高的報警，通過觀察四根油氣潤滑管路內(nèi)油氣混合后的流量情況及遞進式分配器的工作情況后，初步判斷是油氣流量檢測元件PRXD2的問題，通過更換新的油氣流量檢測元件后問題解決。

3.TURBOLUB套筒模塊式油氣分配器前的濾網(wǎng)堵塞

由于施工單位在管路安裝及吹掃工序施工不規(guī)范造成TURBOLUB套筒模塊式油氣分配器前的濾網(wǎng)在生產(chǎn)初期就出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，由于發(fā)現(xiàn)及時未造成嚴重事故。目前，通過控制潤滑油添加過程的污染控制及定期清理濾網(wǎng)避免類似問題的發(fā)生。

冷軋平整機自使用油氣潤滑以來，運行穩(wěn)定可靠，維護工作量小，除按照周期添加潤滑油外，系統(tǒng)始終處于無故障運行狀態(tài)，同時具有無污染、運行成本低的優(yōu)點。比干油潤滑、稀油潤滑有著明顯的優(yōu)勢。