軋線潤滑系統(tǒng)改造，提高減速機運行穩(wěn)定性

吳琦　于小波　畢臨旭　閆寶明

摘 要：針對萊鋼某軋線稀油站潤滑系統(tǒng)存在的部分問題提出有效的解決方案。

關鍵詞：潤滑系統(tǒng);減速機;螺桿泵

0 前言

棒材廠一軋車間以生產(chǎn)Ф12、14小規(guī)格螺紋鋼為主，產(chǎn)品附加值較高，軋線布置為17連軋，多切分軋制工藝，設計產(chǎn)能85萬噸。2019年，軋線全面提速，成品線速度由12.5米提升到14.5米，鋼坯由150方提高到160方，產(chǎn)能大幅提升，全年產(chǎn)量達到100萬噸，為公司提產(chǎn)增效做出較大貢獻。隨著工藝的不斷改進，車間目前以14規(guī)格三切分、12規(guī)格四切分生產(chǎn)為主，下一步將開發(fā)14規(guī)格四切分、12規(guī)格五切分工藝，隨著生產(chǎn)效率的提升，軋線設備負荷有所增加，軋線減速機振動值已達到極限，由于中、精軋稀油站油泵為齒輪泵，齒輪泵是定量泵，徑向力不平衡、潤滑不充分，經(jīng)常造成中、精軋減速機軸承因潤滑不良而損壞，產(chǎn)生設備故障，已嚴重影響了生產(chǎn)的高效順行。隨著軋線的不斷提速，整個軋線潤滑系統(tǒng)設計標準已接近極限，迫切對軋線潤滑系統(tǒng)進行全面升級。

1 工作原理

中、精軋稀油站油泵為XB-630齒輪泵，作為一種常用的定量泵，工作時，在斜齒輪泵中由于螺旋角口的存在，輪齒一端先進入嚙合，然后逐漸進行過渡，嚙合線由短變長，此為不完全齒寬嚙合;隨著齒輪旋轉(zhuǎn)嚙合線逐漸變長，達到最長時進入完全齒寬嚙合;齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，其嚙合線再由長逐漸變短，直到脫離嚙合，又進入不完全齒寬嚙合。為了保證斜齒輪傳動的平穩(wěn)性和連續(xù)性，當前一對輪齒A還未退出完全齒寬嚙合時，下一對輪齒B必須進入完全齒寬嚙合。當斜齒輪兩對輪齒的嚙合線都位于完全齒寬嚙合的區(qū)間時，輪齒間便構(gòu)成了一個與吸、排油腔均不溝通的封閉容腔。隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，此封閉容腔的體積會發(fā)生周期性變化，從而導致壓力沖擊和空蝕，這種現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。

隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，困油容積減小，壓力急劇上升，使齒輪、軸和軸承受到很大的徑向力，此時油液將從零件密封面的縫隙中強行擠出，使軸承上受很大的沖擊載荷，導致泵劇烈振動、油液發(fā)熱而加快油液變質(zhì)、無功損耗增大。隨著齒輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，困油容積增大并形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，使泵強烈振動并產(chǎn)生噪聲。油泵密封極易損壞，齒輪泵使用壽命降低。

2 問題的提出

在軋線液壓系統(tǒng)運行過程中主要有以下故障：

1、由于困油現(xiàn)象的存在，該齒輪泵系統(tǒng)最大供油壓力僅為3.5mpa， 隨著減速機負荷的逐漸增加，油壓已經(jīng)無法滿足減速機齒輪及軸承的潤滑效果，減速機齒輪已經(jīng)發(fā)生嚴重的剝落現(xiàn)象，2019年全年，中、精軋減速機均出現(xiàn)過軸承燒損現(xiàn)象，其中三臺減速機齒輪磨損情況嚴重。

2、軋線稀油站均采用220#齒輪油，該齒輪油受環(huán)境影響較大，當溫度降低時，齒輪油黏度會增大（變稠），黏度過大會給循環(huán)潤滑帶來困難，增加齒輪的運動阻力，以致發(fā)熱而造成動力損失，達不到潤滑效果。對比夏季和冬季的震動波形圖，可以明顯發(fā)現(xiàn)冬季減速機的振動較大。

3、減速機內(nèi)潤滑管路原設計標準為Ф6mm，隨著軋制速度的提升，原設計要求已經(jīng)無法滿足減速機的潤滑效果。

4、由于油站箱體油位報警器限位太低，當油管等部位發(fā)生故障出現(xiàn)漏油時，漏油量很大時才會報警，液位即將達到出油口時才會停泵。造成油液的大量浪費，存在極大的安全隱患，對環(huán)境造成嚴重污染。

5、軋線稀油站油液污染嚴重，嚴重影響減速機使用壽命，且每年會多次更換或補充齒輪油，造成油液浪費的同時污染現(xiàn)場環(huán)境

3 解決方案

1、將中、精軋XB-630齒輪泵改為流量為38 m3/h的NSNH660-46的螺桿泵。相較于齒輪泵，螺桿與泵套接觸的螺旋封線將收入腔與排出腔完全分開，使泵具有閥門的隔斷作用;泵內(nèi)流體流動時容積不發(fā)生變化，沒有串流攪動和脈動;彈性定子形成的容積腔能有效地降低輸送含固體顆粒介質(zhì)時的磨耗;輸入介質(zhì)粘度可達50000Mpa ？ s 含固量可達 50% ;流量與泵的轉(zhuǎn)速成正比，因而具有良好的變量調(diào)節(jié)性，供油壓力可提升至4.5Mpa，可以對軋線減速機帶來更好的潤滑效果。

2、在軋線稀油站油箱安裝暖氣。適宜的黏度是齒輪油的主要質(zhì)量指標，不能隨意更改齒輪油牌號。在此基礎上，冬季要對齒輪油進行加熱，可由于車間電耗較大，如果使用加熱帶，將造成極大電耗，增加車間成本。綜合各因素，每個稀油站油箱安裝暖氣。

3、將減速機內(nèi)部原設計Ф6mm管路改為Ф10mm管路

4、為了防止油液大量浪費，制作一個高20cm圓桶，將液位計放入其中，將報警和停泵限位提升了20cm。

5、使用新型離心式濾油機對軋線稀油站油液進行過濾

4 效果評價

1、螺桿泵改造以后，因減速機軸承造成的熱停工時減少了30%，減少更換軸承6套。和齒輪泵相比，螺桿泵的使用壽命長，一般油泵能使用10年，甚至更長。泵的振動和噪聲極小且安裝保養(yǎng)容易。

2、相比使用加熱帶來說，暖氣成本更低，且不易損壞，還可以通過閥門調(diào)節(jié)暖氣熱量，保證減速機得到充分潤滑。

3、增大了減速機軸承的潤滑量

4、該措施將報警和停泵限位提高了20cm，出現(xiàn)漏油情況時可以提早發(fā)現(xiàn)，避免了油液的大量浪費。

5、使用新型離心式濾油機對油液進行過濾后，油液質(zhì)量得到明顯改善，減少了齒輪油的補充使用量，大大改善了因油液造成的環(huán)境污染。