傳統鐵礦選廠設備潤滑優化探討

楊新榮，石艷清，李東

（1.河北鋼集團礦業有限公司柏泉鐵礦，河北 承德 067500；2.順益體系（集團），廣東 珠海 519090）

隨著設備自動化趨勢的不斷發展，自動化管理在鐵礦廠正在逐步應用；特針對目前傳統鐵礦企業實際生產情況，對選廠磨礦、碎礦設備潤滑進行技術分析，深入了解目前設備潤滑情況，從潤滑材料、潤滑管理、潤滑技術支持進行切入，從而實現企業自動化生產及降本增效的目標，延長設備生命周期，完善設備潤滑管理工作。

選礦工藝中，球磨機及高壓輥磨機為重要生產設備，因此做好這類設備潤滑管理工作尤其重要。

1 球磨機開式齒輪潤滑

1.1 球磨機介紹

球磨機是選礦及粉磨工藝中的重要設備，主要用途是對經過破碎的物料再進一步做機械磨細，以獲得所要求的產品粒度；隨著選礦技術的快速發展，自磨、半自磨技術以其高產量、高可靠性等優勢，已經成為選礦領域的常規工藝。

1.2 開式齒輪潤滑工況特點

開式齒輪一般應用于水泥、電力、礦山、冶金、化工等行業中傳遞大功率和大扭矩的設備。由于其尺寸大、載荷高、運行工況惡劣等特殊條件，使其具有如下工作特點：低速、重載、伴有沖擊載荷；易受粉塵和水侵襲；有時伴隨高溫。

2 某鐵礦企業球磨機開齒潤滑情況

2.1 現場設備介紹

該選廠球磨機均為川礦生產，共10臺；分別為型號φ4m*6.7m（2臺），型號φ3.2m*5.4m（8臺）；均采用噴灑方式對開式齒輪進行潤滑，潤滑劑為工業閉式齒輪油L-CKD460。

2.2 現場調研存在以下使用問題

（1）潤滑系統故障頻發，無法滿足齒輪正常潤滑需求。

（2）人工淋油，無法保證設備及時有效潤滑。

（3）現場油品泄漏嚴重，污染現場環境。

（4）大小齒面存在明顯潤滑失效產生的膠合、擦傷、點蝕、雜質壓傷等損傷。

2.3 原因分析

（1）現用L-CKD 460齒輪油，閉式齒輪油不適用于現代開式齒輪，PD值和Timken OK值2個主要承載性能指標無法滿足磨機齒輪潤滑所需的油膜的形成。

（2）現用潤滑系統不適用于高粘度油脂輸送，不符合現代開齒潤滑理念所需。同時此系統年限較長，各部件存在不同程度老化，使用過程中經常性故障。

（3）通過對球磨機的運行進行動態檢查分析發現，設備軸承座振動值偏高（最大22.3mm/s）、齒面溫度溫差較大（最高10℃），結合齒面接觸狀態及溫度分布可知，齒輪副配合存在一定程度偏載。

（4）結合開式齒輪潤滑特點，邊界潤滑對潤滑劑的極壓承載能力有較高的要求，因此球磨機開齒潤滑油品應選擇黏著力強（黏附性好，不易甩落和損耗）、抗磨損和抗極壓性能高（FZG測試級別≥12，四球焊接負荷>620KG）、具備一定的油膜強度、含有一定比例的固體添加劑和EP（抗極壓）添加劑的潤滑產品才能滿足開齒潤滑要求。

圖1

3 某鐵礦企業球磨機開齒潤滑優化介紹

3.1 球磨機開齒潤滑改善措施

鑒于目前使用情況，特針對潤滑方式及潤滑劑進行升級改造，采用符合現代開式齒輪潤滑規范的某品牌ET G-OG C-FLUID 00開式齒輪操作潤滑劑，同時配套使用某品牌VGL-O2B系列開齒雙線噴灑系統，保證潤滑需求。

3.2 改造后效果

改善前后小齒輪齒面效果對比如圖2所示。

圖2

從近1年運行情況來看，在以下幾方面效果顯著：

（1）該油品具有潤滑脂的性能，極好的黏附能力，在原毛氈密封條件下，有效地防止了滲漏和甩濺，現場環境干凈整潔。

（2）該油品是半液體狀態下的黏性流體，有極強的黏附性能，在嚙合面形成完整油膜，有效地防止了齒面的干摩擦，特別是在齒輪配合存在明顯偏載情況下，依舊能夠形成穩定油膜保護。

（3）該潤滑系統穩定使用，實現自動化加油，換油方便，維護工作量減少。

（4）綜合經濟效益方面，用油成本及維護成本降低。

3.3 改善后的潤滑設備情況

VGL-02B系列整體式開式齒輪噴射潤滑系統是以科學的分油方式、定時定量的精確潤滑理念融入潤滑設備的設計與制造，使礦山大型設備的潤滑進入智能控制和網絡監控時代。該設備能實現定時、定量、定單元潤滑，具有實時監控，智能通信，故障自檢及聲、光報警等功能。尤其可以檢測油路單元的“堵塞”故障。操作界面簡單清楚，便于現場崗位工人使用維護。

專用開式齒輪潤滑劑搭配自動潤滑設備，在設備運行狀態異常的情況下，依舊可以形成良好潤滑效果，提升設備可靠性，降低維護維修成本。

系統原理圖如下圖3所示。

圖3

4 輥壓機（高壓輥磨機）主軸承潤滑

4.1 輥壓機介紹

輥壓機是目前廣泛應用于礦山、水泥領域的高能效粉碎設備。因其粉碎效率高，在實際應用中起到良好的提產降耗作用。

4.2 輥壓機軸承運行特點及工況

輥壓機工作原理：當其工作時，2根平行相對的壓輥不僅僅做水平相向轉動，同時被施加巨大的水平擠壓力，對通過其間的物料進行高壓粉碎；封閉的物料層在被迫向下移動的過程中所受擠壓力逐漸增大，直至被粉碎擠壓成密實料餅從機下排出。

輥壓機軸承運行工況：重載、低速、粉塵、沖擊載荷。

4.3 軸承失效分析

潤滑不當占軸承提前失效的36%。

潤滑不當包括以下3種類型：

（1）填充量錯誤：①過多；②過少。

（2）潤滑脂的選型錯誤：①性能質量達不到要求；②不能適應實際的應用需要。

（3）污染：①雜質混入潤滑脂中；②操作不當（例如工作環境臟污）。

良好的潤滑效果，不僅需要優良的潤滑材料及合理的潤滑方式。同時對摩擦副采取良好的防污染措施可以有效提高軸承的使用壽命。

5 某選廠輥壓機主軸承潤滑情況

5.1 設備情況介紹

某廠選礦車間共2臺成都利君輥壓機，輥壓機型號均為CLM200-160，其對輥軸承潤滑原使用進口品牌潤滑劑，加油方式為電動加油泵定時加油。

5.2 現場調研存在以下使用問題

（1）潤滑系統經常性故障，不能及時有效潤滑。

（2）現場粉塵較大，易對潤滑系統及潤滑劑造成污染。

（3）軸承溫度較高。

（4）油品用量較大。

（5）現場維護工作量大。

5.3 原因分析

（1）現場粉塵較大，潤滑系統無防護，易被粉塵污染，造成系統故障；電動泵泵送壓力相對較低；主軸承供油存在明顯隱患。

現有系統工作原理如下：現場干油潤滑系統為兩級單線潤滑系統，主要由潤滑泵裝置、一級分配器、二級分配器及聯接管件組成。一級分配器在接到泵送來的潤滑脂后，依靠活塞的順序動作，將潤滑脂送到二級分配器和相應潤滑點，同樣二級分配器在接到一級分配器送來的潤滑后，依靠活塞的順序動作，將所需潤滑脂送到各潤滑點。此類型潤滑系統工作時，母子分配器任意一路異常都會影響整個系統正常供油。

（2）現場缺乏專業的潤滑管理技術支持，加油標準存在誤區，針對高溫軸承盲目加大潤滑用量，最終導致溫度降低不理想，油品消耗量大。

（3）大型重載軸承應選擇使用基礎油粘度更高、燒結負荷更高的含有抗極壓添加劑以及含有緊急潤滑作用的固體潤滑劑的潤滑脂。

（4）輥壓機主軸承潤滑油品應選擇：基礎油粘度1000~1500mm2/s、足夠的極壓抗磨性能極壓Pd值大于400kg的潤滑產品才能滿足主軸承潤滑要求。

6 某選廠輥壓機主軸承潤滑優化介紹

6.1 改善措施

針對上述潤滑設備及潤滑管理問題，2021年3月，改為某品牌ET RP 1500專用輥壓機軸承潤滑脂，并使用某品牌VFD-400智能自動潤滑系統對軸承進行加油。

6.2 改善后效果

（1）對輥軸承溫度、工作壓力都保持正常，未出現高溫報警/跳停等異常現象。

（2）輥壓機對輥軸承潤滑劑用量明顯降低，降低為原來的1/3用量。

（3）維護工作量顯著減少，有效減輕維護人員工作強度。

（4）潤滑系統工作正常，未出現泄漏現象，現場干凈整潔。

通過定期記錄，發現設備潤滑優化前后軸承溫度下降明顯，下降溫度高達8℃左右（注：改善后環境溫度較改善前溫度升高10℃左右，前后冷卻水冷卻情況良好，入料溫度均衡，工作壓力及電流穩定一致）。

表1 改善前后具體情況對比

經過近1年的跟蹤記錄數據表明，改善后效果明顯，輥壓機對輥軸承運行穩定，無異常情況出現，軸承溫度一直保持在合理范圍之內。

6.3 改善后的潤滑設備情況

VFD-400系統采用PLC控制器，具備良好的人機界面，操作方便，可與主機系統連接實現聯動控制。可對氣路、油路進行實時監控，設有計時、計數等功能，可根據實際工況調節潤滑周期，方便現場使用。

圖4

該系統具備以下特點:

（1）充分考慮現場環境狀況，最大限度的杜絕粉塵污染。

（2）充分考慮操作便利性，極大限度節省體力消耗，實現單人操作。

（3）對潤滑劑適應性強，泵送能力強。

（4）可實現中控遠程聯鎖，并具有現場聲光報警功能。

（5）分配器采用電磁給油器形式配置，實現每個潤滑點單獨控制并提供故障信息，每個潤滑點互不影響。

（6）各潤滑點加油量可單獨設置，根據所需潤滑部位不同（軸承、滑軌、軸封）或不同工況進行設置；加油周期隨時調整，避免油品浪費。

潤滑材料搭配合理的潤滑管理，能夠有效提升設備可靠性，延長設備使用壽命，降低現場維護工作量，節約成本。

7 結語

合理化的潤滑標準是設備可靠性的體現，潤滑標準的建立包含潤滑材料、潤滑管理和服務支持三大板塊，只有使用單位選擇適合的潤滑材料，在使用過程中注重應用和維護，并結合專業的服務支持作為企業設備潤滑的基礎，才能讓設備穩定良好的運行，并達成設備潤滑優化的初衷。