油氣潤滑技術(shù)在軋鋼機(jī)上的應(yīng)用

1、.油氣潤滑技術(shù)在軋鋼機(jī)上的應(yīng)用一概述 軋鋼機(jī)的型式是多種多樣的，按用途分類可分為開坯軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、鋼板軋機(jī)、帶鋼軋機(jī)、鋼管軋機(jī)以及特種軋機(jī)等。本文所介紹的油氣潤滑技術(shù)在軋鋼機(jī)上的應(yīng)用主要是指在鋼板軋機(jī)和帶鋼軋機(jī)的軋輥軸承上的應(yīng)用，包括黑色金屬和有色金屬的冷熱軋機(jī)及平整機(jī)。 由于軋鋼機(jī)正向著高速、重載、高強(qiáng)度、高剛度和連軋化的方向迅速發(fā)展，因此對滾動(dòng)軸承的要求也越來越高。冷熱軋機(jī)的軸承座會(huì)受到冷卻水或其它介質(zhì)如乳化液的侵入從而使軸承的工作面產(chǎn)生銹蝕，這對軸承是相當(dāng)有害的，也是造成軸承磨損的主要原因。當(dāng)然，軸承座的密封裝置的選用也是非常重要的。因此正確的潤滑方式和良好的密封是延長軸承壽命的最有效

2、的方法之一，同時(shí)還要選擇合適的潤滑劑來滿足軸承及工作條件如負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、溫度等方面的要求。以使用較為廣泛的四輥軋機(jī)和帶有中間輥的六輥軋機(jī)為例，其潤滑主要是針對軋輥軸承而言。這些軋輥軸承有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是工作負(fù)荷大、運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大和工作環(huán)境惡劣。如在軋鋼機(jī)上廣泛使用的四列圓錐滾子軸承與雙列軸承相比，可承受更大的徑向負(fù)荷和雙向軸向負(fù)荷；而圓柱滾子軸承只能承受徑向負(fù)荷，因此當(dāng)支承輥采用四列圓柱滾子軸承時(shí)，需要附加止推軸承來承受軸向力。 由此可見，對軋鋼機(jī)軋輥軸承的潤滑主要就是針對四列圓錐滾子軸承、四列圓柱滾子軸承附加止推軸承以及輥頸處的密封圈。一套油氣潤滑系統(tǒng)除了可對上述軸承和密封進(jìn)行潤滑外，還可

3、同時(shí)潤滑具有各類小輥?zhàn)拥能垯C(jī)，如導(dǎo)向輥、張力輥、夾送輥和板形輥等。目前干油潤滑在軋輥軸承上使用比較普遍，也有采用油霧潤滑的。 對于干油潤滑來講，潤滑脂除了一小部分起潤滑作用外，大部分是起密封作用的。潤滑脂在長期使 用后或在高溫烘烤下會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，潤滑性能逐漸下降，軸承的磨損也隨之增大。密封圈如果潤滑不良也容易磨損，而且還會(huì)因潤滑脂老化和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的消耗降低密封效果，造成冷卻水或乳化液侵入軸承座。潤滑脂還會(huì)從密封處被擠出掉落到鋼板表面，冷軋板會(huì)因此而出現(xiàn)黑斑，影響鋼板的表面質(zhì)量；同時(shí)冷卻水或乳化液會(huì)被掉落的潤滑脂污染，增加了水處理難度，乳化液也會(huì)受到嚴(yán)重影響。 對于冷軋機(jī)來說，由于采用乳化液作

4、為工藝軋制液，軸承座的密封尤為重要，要防止乳化液侵入軸承座，同時(shí)又要避免乳化液被雜油污染。乳化液如被雜油污染，會(huì)造成下列不良影響： 乳化液中的皂化脂含量降低，影響潤滑效果。 由于皂化脂在乳化液中的濃度是一定的，如果乳化液中的雜油多了，等于使皂化脂的濃度降低。 雜油會(huì)破乳 在乳化液中，油和水是混合在一起的，破乳后，油和水會(huì)分離，影響潤滑效果。 雜油會(huì)使帶鋼表面有缺陷 如劃痕、黑斑。 縮短乳化液的使用周期。 影響下道工序（1） 脫脂（小的帶鋼廠常常不脫脂） 就是把鋼板表面的油洗干凈，有雜油后會(huì)加大脫脂難度。（2） 退火 沒有經(jīng)過脫脂的鋼板，如果表面雜油多了，在退火時(shí)會(huì)有產(chǎn)生大量的煙霧。（3） 鍍鋅

5、鋼板表面雜油多了，經(jīng)退火后，還會(huì)有少量的鐵粉粘附在鋼板表面，與鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鋅鐵合金，鋅渣會(huì)粘在鋼板表面，影響鋼板的表面質(zhì)量。 對于油霧潤滑來講，它是一種較先進(jìn)的微量的潤滑方式。在冶金機(jī)械中，也有多種軋機(jī)的軸承采用了油霧潤滑，如帶鋼軋機(jī)的支承輥軸承，四輥冷軋機(jī)的工作輥和支承輥軸承以及高速線材軋機(jī)的滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)等。 油霧潤滑具有良好的潤滑效果、耗油量小、有較好的散熱作用，能提高滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速。油霧潤滑雖然朝著正確的潤滑方式邁出了一大步，但由于在應(yīng)用上受到了種種限制，如油霧必須用大口徑的管道輸送，一般為2 1/2”，而且輸送距離通常為30米，最大也不能超過80米；油的粘度變化對油的霧化能力影響

6、較大，因此必須嚴(yán)格控制油溫。在油霧潤滑排出的氣體中，含有部分懸浮的微小油粒，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，對人體的健康有害，因此在西方國家正被逐步淘汰，取代它的是更為精確更加微量且不污染環(huán)境的潤滑方式油氣潤滑。油氣潤滑，在學(xué)術(shù)界被稱為“氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)”。 油氣潤滑與其它潤滑技術(shù)相比有著無可比擬的優(yōu)越性，它成功地解決了干油潤滑和油霧潤滑所無法克服的難題，是潤滑技術(shù)中的一朵正在綻放的瑰麗奇葩。軋輥軸承采用油氣潤滑后會(huì)帶來如下好處： 軸承的潤滑狀況大為改善，使用壽命大大提高； 改變了使用干油潤滑時(shí)軸承座內(nèi)非常骯臟、難以清洗的狀態(tài)，軸承座內(nèi)變得非常干凈，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度； 油氣潤滑是一種極微量潤滑

7、，耗油量非常小； 由于壓縮空氣是連續(xù)輸送，能使軸承座內(nèi)保持0.3bar左右的正壓，具有良好的密封作用，能防止冷卻水或乳化液侵入軸承座對軸承造成損害； 不斷進(jìn)入軸承座的壓縮空氣能對軸承起冷卻作用； 避免了使用干油潤滑時(shí)因潤滑脂從軸承座外泄造成的對冷卻水或乳化液的污染以及在鋼板表面形成的黑斑，減少了水處理費(fèi)用，延長了乳化液的更換周期； 能對供油狀況、壓縮空氣壓力、油箱液位進(jìn)行有效監(jiān)視，一旦發(fā)生故障能及時(shí)報(bào)警，并顯示故障類型； 能對進(jìn)入軸承座的油氣流進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)油氣流不通時(shí)能及時(shí)報(bào)警，有效地避免軸承毀壞； 大幅降低了備件消耗，減少了設(shè)備維護(hù)量，提高了產(chǎn)量； 對環(huán)境友好。 由此可見，要延長軋輥軸承的使

8、用壽命，除了改進(jìn)密封外，選擇正確的潤滑方式是至關(guān)重要的。油氣潤滑能使用高粘度的潤滑油，能對潤滑系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控，能提高軸承座的密封性能并降低軋輥軸承的溫度，能在惡劣的工況條件下不間斷運(yùn)行，能方便換輥等。由于油氣潤滑具有其它潤滑方式所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，并能充分滿足軋鋼機(jī)對潤滑的要求，因此是軋鋼機(jī)軋輥軸承潤滑的理想選擇。二軋鋼機(jī)軋輥軸承油氣潤滑系統(tǒng) 用于軋鋼機(jī)的油氣潤滑系統(tǒng)根據(jù)機(jī)架的數(shù)量有兩種型式，一種是氣動(dòng)式油氣潤滑系統(tǒng)，可用于單機(jī)架和兩機(jī)架；另一種是衛(wèi)星式油氣潤滑系統(tǒng)，用于兩個(gè)機(jī)架以上的多機(jī)架軋鋼機(jī)。對軋鋼機(jī)軋輥軸承的潤滑主要就是針對四列圓錐滾子軸承、四列圓柱滾子軸承附加止推軸承以及輥頸處

9、的密封圈。1氣動(dòng)式油氣潤滑系統(tǒng) 氣動(dòng)式油氣潤滑系統(tǒng)因采用氣動(dòng)泵而得名。 油氣潤滑系統(tǒng)主要由主站（帶PLC電氣控制裝置）、油氣分配裝置、中間連接管道和管道附件等組成。 主站（見圖1和圖2）是潤滑油供給和分配，壓縮空氣處理、油氣流輸出和PLC電氣控制的總成。主站主要由油箱、潤滑油的供給和分配部分、壓縮空氣處理和供給部分、油氣混合和輸出部分以及PLC電氣控制部分等組成，用于向軋輥軸承供送油氣流。 氣動(dòng)式油氣潤滑系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程模式、就地模式和測試模式。它既可就地啟動(dòng)，也可以由受潤滑設(shè)備的控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)。油氣潤滑系統(tǒng)可對油箱液位、壓縮空氣的壓力、潤滑狀態(tài)和油氣流進(jìn)行監(jiān)視，一旦發(fā)生故障就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號。

10、圖1 圖22衛(wèi)星式油氣潤滑系統(tǒng)衛(wèi)星式油氣潤滑系統(tǒng)因采用衛(wèi)星站而得名。 油氣潤滑系統(tǒng)主要由主站（帶PLC電氣控制裝置）、衛(wèi)星站、油氣分配裝置、中間連接管道和管道附件等組成。 主站是潤滑油供給、控制和輸出以及PLC電氣控制的總成。衛(wèi)星站是壓縮空氣處理、潤滑油的分配以及油氣混合和輸出的總成。每個(gè)衛(wèi)星站都能獨(dú)立工作。圖3是主站和衛(wèi)星站。 如圖3的油氣潤滑系統(tǒng)可以對5機(jī)架軋鋼機(jī)的軋輥軸承進(jìn)行有效潤滑，每一個(gè)衛(wèi)星站管轄一個(gè)機(jī)架。 從主站供送的具有4070bar壓力的潤滑油經(jīng)供油主管道進(jìn)入衛(wèi)星站。潤滑油經(jīng)衛(wèi)星站內(nèi)配置的遞進(jìn)式分配器進(jìn)行計(jì)量和分配后進(jìn)入油氣混合塊。潤滑油在油氣混合塊中與壓縮空氣進(jìn)行混合形成油氣

11、流通過油氣管道輸送到油氣分配裝置，油氣流經(jīng)油氣分配裝置分配后被供送到四列圓錐滾子軸承、四列圓柱滾子軸承附加止推軸承以及輥頸處的密封圈。 圖3 衛(wèi)星式油氣潤滑系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程模式、就地模式和測試模式。它既可就地啟動(dòng)，也可以由受潤滑設(shè)備的控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)。油氣潤滑系統(tǒng)可對油箱液位、壓縮空氣的壓力、供油壓力、過濾器壓差、潤滑狀態(tài)和油氣流進(jìn)行監(jiān)視，一旦發(fā)生故障就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號。三 油氣流在軸承座內(nèi)的分配 油氣流的分配是油氣潤滑系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是比較難的一步，它直接影響到軋輥軸承的使用壽命。如前所述，對軋鋼機(jī)軋輥軸承的潤滑主要就是針對四列圓錐滾子軸承、四列圓柱滾子軸承附加止推軸承以及輥頸處的密封圈。一般情況下

12、，工作輥軸承座內(nèi)裝有四列圓錐滾子軸承，支承輥軸承座內(nèi)往往裝了四列圓柱滾子軸承，由于這種軸承只能承受徑向負(fù)荷，因此需要附加止推軸承來承受軸向力。對于四列軸承而言，每兩列中間有一個(gè)環(huán)形油槽。因此工作輥軸承座內(nèi)有3個(gè)潤滑點(diǎn)，其中四列軸承2個(gè)潤滑點(diǎn)，密封圈1個(gè)潤滑點(diǎn)；而在支承輥軸承座內(nèi)有4個(gè)潤滑點(diǎn)，其中四列軸承2個(gè)潤滑點(diǎn)，止推軸承1個(gè)潤滑點(diǎn)，密封圈1個(gè)潤滑點(diǎn)。油氣流分配的難度在于各潤滑點(diǎn)所需的油量是不同的，有很大的差別。四列軸承所需的油量最多，止推軸承次之，密封圈所需的油量最少。 在這里，我們有兩種不同的油氣流的分配方法。 1把油氣分配裝置裝入軸承座內(nèi)，因此這種油氣分配裝置又稱插入式油氣分配裝置。如圖

13、4所示的是油氣分配裝置裝入支承輥軸承座內(nèi)的情況。圖4 在圖4的支承輥軸承座內(nèi)有一個(gè)四列圓柱滾子軸承、一個(gè)推力軸承和輥頸處的兩個(gè)密封圈需潤滑，共有4個(gè)潤滑點(diǎn)。 油氣流進(jìn)入油氣分配裝置后，按不同的油量把油氣流分成4股，1進(jìn)入推力軸承，2和3進(jìn)入四列圓柱滾子軸承、4進(jìn)入密封圈。在設(shè)計(jì)軸承座時(shí)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)能符合油氣潤滑的要求：在軸承座內(nèi)應(yīng)有一個(gè)直徑為25mm的孔，油氣分配裝置就是裝入此孔。使用推力軸承和四列圓柱滾子軸承組合的支承輥軸承座時(shí)，在推力軸承和四列圓柱滾子軸承之間應(yīng)該用隔環(huán)分開，以便使油氣流能從隔環(huán)四周的小孔進(jìn)入推力軸承。2和3的孔應(yīng)分別對準(zhǔn)四列圓柱滾子軸承的兩個(gè)環(huán)形油槽。輥頸處兩個(gè)密封圈應(yīng)按

14、如圖4的位置放置，油氣流從兩個(gè)密封圈的中間進(jìn)入，以便空氣的排放。左側(cè)的軸承座端蓋上應(yīng)設(shè)計(jì)有排氣孔、軸承座內(nèi)油量過量時(shí)的排油口、拆卸軸承座時(shí)的排油口和可目測軸承座內(nèi)潤滑油油位的透明油標(biāo)。 采用插入式油氣分配裝置時(shí)必須要使軸承座的結(jié)構(gòu)符合上述要求，當(dāng)對老設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，用戶必須提供軸承座（包括傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)的上下輥軸承座）的裝配圖和加工圖，以便對軸承座進(jìn)行改造設(shè)計(jì)使其符合油氣潤滑的要求。因此，采用這種油氣流分配方法對于老設(shè)備改造來講比較麻煩，而且油氣分配裝置是裝在軸承座內(nèi)，要拆卸清洗也比較繁瑣，但管道布置少，結(jié)構(gòu)簡潔。2采用塊狀式油氣分配器對進(jìn)入軸承座的油氣流進(jìn)行分配 采用這種油氣流分配方法時(shí)，只需把具有3個(gè)或4個(gè)油氣出口的油氣分配器安裝在軸承座的外面，每一個(gè)油氣出口要分別對應(yīng)軸承座內(nèi)的潤滑點(diǎn)，只需在軸承座內(nèi)打油氣通道就可以了。要注意的是，由于各個(gè)潤滑點(diǎn)的需油量有所不同，因此，要根據(jù)油氣分配器出口的編號來安裝，不能搞錯(cuò)。四、油氣流的監(jiān)視 氣動(dòng)式和衛(wèi)星式油氣潤滑系統(tǒng)有一個(gè)共同的