棒線軋機油氣潤滑應用淺析

田秀平

（北京首鋼國際工程技術有限公司設備開發成套部 北京1000 43）

1 引言

隨著工業化程度的不斷提高，油氣潤滑目前是比較先進的、清潔的、投資小的環保節能型潤滑方式。油氣潤滑已廣泛適用于不同轉速和載荷的滾動軸承、封閉的齒輪、鏈條滑板、機車車輪、導軌、棒線材軋機的軸承、輥道軸承、導衛和活套輥軸承。

早在20世紀60年代，在德國人們就已發現可以用壓縮空氣作為載體將潤滑油通過管路輸送到潤滑點，奠定了油氣潤滑最初的理論基礎。德國REBS集中潤滑技術有限公司在油氣潤滑技術方面取得了令世人矚目的進展，并以其獨特的專有技術在世界上處于領先地位。從國外引進軋機設備上都配有油氣潤滑系統。20世紀90年代后期隨著棒線材項目的投入最旺期，并逐漸開始在各個領域推廣使用油氣潤滑技術。

2 油氣潤滑的獨特特點

油氣潤滑與傳統的干油和稀油潤滑相比，它具有無法比擬的優點：

2.1 投資小

系統設備結構簡單，體積小，重量輕，設備采購成本以及安裝工程量和調試費用遠遠低于稀油潤滑系統費用。

2.2 污染小

首先油氣潤滑與油霧潤滑相比，油霧潤滑產生小顆粒油霧，環境污染嚴重，對人體極其有害，這是它致命的缺陷。而油氣潤滑最顯著的優勢是不產生油霧，有利于環境的保護。還有每點的供油消耗量小，絕無過量潤滑現象。同時在檢修更換軸承的時候也不需要象干油潤滑那樣粘附在軸承腔室的大量干油進行清理，而對于這些已用的干油不僅污染環境，影響生產現場軋機的清潔。進行處理還需要一定的人力、物力費用。

2.3 耗油量極低

根據對油氣潤滑系統使用現場的實地勘察以及相關軋機設備數據的實際采集分析發現，油氣潤滑的耗油量是稀油和干油潤滑方式的十幾分之一，這一顯著優點為用戶節約了大筆的費用并降低了生產成本。

2.4 設備使用壽命大幅提高

油氣潤滑的潤滑油是由壓縮空氣輸送到潤滑點，所以潤滑點的正壓較大，在軸承內腔可起到非常好的密封作用。而有效地防止了外部流體或贓物侵入內部危害軸承現象的發生。油氣潤滑的壓縮空氣流速高，易于帶走磨擦熱，降低磨擦付的工作溫度，冷卻效果很好。

2.5 智能化程度高

油氣自配完整的電控裝置，對整個系統內的各種元件進行控制并顯示其運行狀況。各種故障或報警信號引入其他控制系統參與聯鎖。可配備液晶顯示器，可以輕松設置系統參數，能夠提示故障類型和故障排除方法，系統的自我診斷功能得以加強，同時自身的安全性和可靠性也得以提高。

3 油氣潤滑系統的控制形式

一般油氣潤滑系統有：

3.1 單線二分式油氣潤滑系統

主要由油氣站、電控箱（PLC）、一級遞進式單線油分配器、二級遞進分配式油氣混合器以及系統管路和附件。主要適用于潤滑點多（約200點以下）現場設備工況條件好的場合。不適合高溫區域安裝使用。還有分配器都是定量容積式分配器，油量不能調節。在現場不能隨意增減油氣供應點。棒線材軋機前后導位和活套的潤滑。

3.2 單線混分式油氣潤滑系統

主要由油氣站、電控箱（PLC）、一級油氣混合器、油氣分流器以及管路和附件。主要適用于任何工況條件下潤滑點數量中等（200點以下）的單臺機組或多臺機組設備。可使用不同環境條件下，不受溫度變化影響。在現場若潤滑點增減變化，則需調整末級油氣分流器的規格即可。

3.3 單線-多區式油氣潤滑系統

主要由油氣站、電控箱（PLC）、油氣衛星站、油氣分流器以及管路和附件。本系統適用于潤滑點大量（可多達數千點），分布范圍廣，現場環境惡劣的場合。如適合長時期在高溫輻射影響條件下的區域安裝使用，此系統擴展性良好，但系統需新增加衛星站還需增加電控部分的控制區域數。棒線材熱送區域輥道和臺架軸承的油氣潤滑。

3.4 單線卸壓式油氣潤滑系統

主要由油氣站、電控箱（PLC）、單線卸壓式油氣分配混合器以及管路和附件。適用于潤滑點較少的場合。油氣混合器內有運動件和密封件，不適宜長時間在高溫輻射工況區域安裝使用，給油動作無監控，不給油或滲油不易發現。可以隨時增減潤滑點數。

3.5 雙線式油氣潤滑系統

主要由油氣站、電控箱（PLC）、雙線油氣分配混合器以及管路和附件。適用于大量潤滑點的場合。不適宜長時間在高溫輻射工況區域安裝使用，給油動作無監控，若每點配設電氣信號檢測，則電氣系統復雜，投資大。此系統擴展性不受限制，可以隨時增減潤滑點數。油氣分配混合器采用模塊式組合設計，現場油量變化調整劑故障處理方便、簡單、快捷。

圖1 油氣潤滑站原理圖

圖2 雙線油分配器圖

圖3 軋機油氣混合分配器圖

3.6 雙線-遞進式油氣潤滑系統

主要由油氣站、電控箱（PLC）、雙線式油分配器，單線遞進式油氣分配器以及管路和附件組成。主要用于設備潤滑點多，分布范圍廣，區域性給油需監控的場合。不適宜長時間在高溫輻射工況區域安裝使用，不可以隨時增減潤滑點數。

4 油氣潤滑在棒線材軋機上的應用

以貴鋼線材1＃～16＃軋機和軋機前導位和活套的油氣潤滑為例。下面闡述如何選擇油氣潤滑控制形式和系統組成、設計參數、工作控制原理。

4.1 油氣潤滑系統控制形式的選擇

在以往的棒線材國產短應力軋機的潤滑大部分采用的是集中干油潤滑，一次性成本相對低一些，但是后期的設備維護量大，容易碳化，污染相對比較嚴重。隨著社會經濟的不斷發展，大力提倡綠色鋼鐵，減小污染，通過文中開始論述的油氣潤滑特點不難看出，油氣潤滑是相對節能環保型潤滑，是冶金發展需求的趨勢。貴鋼精品線材粗中軋機采用了油氣潤滑。設備潤滑點數在320點左右，并且潤滑點分布區域廣，跨度范圍80m，每架軋機的區域給油量需要監控。用點不是長期處在高溫輻射區域，故控制形式采用雙線-遞進式油氣潤滑系統。

4.2 軋機油氣潤滑系統組成

4.2.1 油氣站組成：

油氣站（帶電控箱PLC）主要包括油箱及附件、2臺電動柱塞泵組、供油過濾器、電磁換向閥、壓力開關、氣動切斷閥，氣動三聯件等組成。油氣站組成如圖1所示。

4.2.2 雙線油分配器

雙線油分配器共計7套，①～⑦ 分別供給1＃～14＃軋機和導位。每套供給2架軋機；4個出口，供給每架軋機接軸托架和每架軋機本體供油。每套雙線油分配器自帶電控箱。雙線油混合器如圖2所示。

4.2.3 油氣混合分配器

每架軋機由1個單線油分配器和6個單線遞進式油氣分配器組成，分別供給操作側和傳動側的上軸承座和下軸承座及導位的潤滑點。12＃、13＃、14＃、15＃軋機操作側和傳動側前立活套采用雙線油氣混合分配器。16＃為線材懸臂輥軋機，潤滑點為前后導位和活套，采用雙線油氣混合分配器。以軋機為例說明如圖3所示。

4.3 軋機油氣潤滑系統設計及控制原理

4.3.1 設計系統參數

系統工作壓力18MPa；在40℃時，粘度為220mm2／s。泵流量1L／min。潤滑介質：礦物油。潤滑點總需油量45mL／min，系統耗氣量16m3／min。

4.3.2 控制原理

電動油氣潤滑泵站設有一個容積0.5m3油箱，油箱上裝有一套液位控制器，設有高位點和低位點報警。電加熱器和電接點溫度計，由電接點溫度計檢測油箱油溫，當油溫小于20℃時，控制電加熱進行加熱；當油溫大于40℃時，控制電加熱停止加熱。油箱頂面裝有2臺電動油泵，1用1備。通過三位四通電磁換向閥向兩根供油主管供油。站內設置電磁切斷閥和帶氣動三聯件的壓縮空氣主管。

所有雙線式油分配器和單線遞進式油氣分配混合器分別并接在主油管和主氣管上。在系統工作時，供氣主管內壓縮空氣長通，泵站內電磁換向閥的第一條油路向分配器供油后，當電磁閥后的壓力開關達到所設定值（可調），由時間繼電器控制延時一定時間2s～3s（可調）后，三位四通電磁換向閥換向，通過第二條油路向分配器供油。同樣當電磁閥后的壓力開關達到所設定值（可調），由時間繼電器控制延時一定時間2s～3s（可調）后，三位四通電磁換向閥失電，油泵打出的油通過電磁閥中位流回油箱，這樣完成一個工作循環周期。潤滑站按照設定周期時間間隔向潤滑點供油。

系統正常工作時，壓力開關的設定值必須能夠保證在電磁閥換向之前，站外所有雙線油分配器上的一側接近開關全部發出正常信號，即雙線油分配器工作正常。每套雙線油分配器都配有電控箱，每個出口都設有壓力檢測開關信號，全部發出正常信號后，表示分配器均已供出給定油量，隨時反饋到潤滑站PLC，這樣實時監控每架軋機的供油情況。雙線油分配器的選用規格為0.25ml／次～3ml／次（可調）根據潤滑點的需油量來調節活塞桿的運動行程調整分配器輸出油量。

最后通過雙線油分配器的計量模塊的精確分配，進入下一級定量分配器單元，根據潤滑點來確定油氣分配器的底板數量，出口方向，定量塊給油量以及監控部件。可以根據潤滑點的功能要求來選擇油氣分配器的不同監控部件如帶目視桿，只能就地看。帶手動微動開關的，出現故障，微動開關彈起，可手動復位。帶接近開關的，可實現遠程監控潤滑點。

潤滑系統的所有信號都可以通過DP網線上傳到主控室，對系統故障實時監控。與軋線軋機運行實現連鎖控制。

5 結束語

油氣潤滑技術突出的優越性已經得到廣泛的認同，不僅軋機上的應用，油氣潤滑在我國有著極其廣闊的發展前景。不僅適合未來的項目，而且適用于改造項目，淘汰落后的技術。當前，我國的潤滑技術水平不斷提高，而成本又比進口要低很多，可以推動我國冶金設備和其它工業設備潤滑整體技術水平的提高。

［1］成大先.機械設計手冊.北京：化學工業出版社，2006.

［2］胡邦喜.設備潤滑基礎.北京：冶金工業出版社，2002.