油气润滑技术在热连轧上的应用.pdf

第2 9 卷2 0 1 1 年第4 期 总第 1 5 4 期 使用与维护 油气润滑技术在热连轧上的应用 庞万宏孙强吴僧徐丽丽 莱钢集团型钢板带厂 型钢炼铁厂 莱芜2 7 1 1 0 4 摘 要 介绍了油气润滑技术在热轧工作辊轴承上的应用情况， 油气润滑技术比其他润滑方式具有的优越性 及在应用中注意的问题。 关键词 热连轧轴承油 气润滑 1 前言 由于热连轧轧机正 向着高速 、 重载 、 高强度 、 高 刚度和连轧化 的方 向迅速发展 ， 因此对滚动轴 承 的要求也越来越高 。正确 的润滑方式和 良好 的 密封是延长轴承寿命的最有效的方法。针对这种 状况 ， 2 0 0 4 年莱钢在热轧中宽带项 目中引进油气 润滑技术 ， 成为国内第一家在热轧线上运用油气 润滑方式 的钢厂 ， 该系统运行两年来取得 了良好 的使用效果和经济效益。 2 油气润滑工艺简介 中宽带生 产线 采用 的是卫 星式油 气润 滑系 统 ， 主要 由主站 P L C 控制装置 、 三个卫星站 、 油气 分配装置、 中间连接管道和管道附件等组成。主 站是润滑油供给、 控制和输出以及P L C电气控制 的总成 。卫星站是压缩空气处理 、 润滑油 的分配 以及油气混合和输出的总成。每个卫星站都能独 立工作。从主站供送的具有4 ～ 7 M P a 压力的润滑 油经供油主管道进入卫星站。润滑油经卫星站内 配置的递进式分配器进行计量和分配后进人油气 混合块。润滑油在油气混合块 中与压缩空气进行 混合形成油气流通过油气管道输送到油气分 配装 置 ， 油气流经油气分配装置分配后被供送到 四列 圆锥滚子轴承 、 四列 圆柱滚子轴承附加止推轴承 以及辊颈处 的密封圈。 宽带生产线卫星式油气润滑系统具有远程模 式 、 就地模式和测试模式。它既可就地启动， 也可 以由润滑设备的控制系统远程启动。油气润滑系 统可对油箱液位、 压缩空气的压力、 供油压力 、 过 滤器压差、 润滑状态和油气流进行监视， 一旦发生 故障就会发出报警信号。 油气流的分配是油气润滑系统的关键 ， 也是 比较难的一步 ， 它直接影响到轧辊轴承的使用寿 命。莱钢采用的是内置式油气流的分配器每个工 一 2 0一 作辊轴承座内有5 个润滑点， 其中四列轴承3 个润 滑点 ， 止推轴 承 1 个 润滑点 ， 密封 圈 1 个润 滑点 。 油气 在各润滑点所需 的量是不 同的， 有很大的差 别。四列轴承所需 的油量最多 ， 止推轴承次之 ， 密 封圈所需的油量最少。 3 油气润滑优越性 油气润滑与其他润滑技术相比有着无可比拟 的优越性 ， 它成功地解决 了干油润滑和油雾润滑 所无法克服的难题 ， 在实际运用 中它的优势更加 明显， 主要体现在以下几个方面 1 提高了轴承承载能力 润滑剂黏度是润滑 剂最重要 的物 理性 能 ， 它直接影响着在润滑表面 所形成油膜 的厚度 。在重载轴 承中 ， 一般都会选 择具有较高运动黏度的润滑油进行润滑。而油气 润滑对润滑油黏度的适应范围很广 ， 可以从0 ． 0 2 X 1 0 m m ／ s 到0 ．7 5 1 0 。 m m ／ s 。以前常用的油 雾润滑方式， 仅适应于较低黏度 0 ．0 2 X 1 0 m m ／ s 以下 的润滑油。莱钢目前使用的是3 2 0 号的抗磨 液压油， 使用效果良好。 2 提高轴承的运转速度 油气润滑可以将合 适品种的润滑油与经过过滤的压缩空气所组成 的 “ 气液两相流 ” 以较高的速度 喷射 到润滑 区 ， 在高 速运转的轴 承摩擦面能有效形成具有一定承载能 力的气液两相膜， 气液两相膜的形成兼有流体动 压和流体静压的双重作用。因此 ， 使摩擦表面始 终处在 良好 的工作状态下。由于油气润滑的气液 两相混合流体中含有大量气体和少量的润滑油 ， 因此在高速工作条件下 ， 温升较低。又由于气液 两相流能够及时带走大量的热量 ， 所以它还具有 良好的冷却降温作用。莱钢 1 5 0 0 热轧线的实验证 明， 通过对轴承进行油气润滑， 在不改变任何机械 构造的情况下 ， 单列圆柱滚动轴承能大大提高其 极限转速。n d m n d m 轴承转速 X轴承直径 值 使用与维护 第2 9 卷2 0 1 1 年第4 期 总第1 5 4 期 可达到 2 0 0 0 0 0 0 。 3 提高轴承对恶劣工作环境的适应能力 对 于油气润滑来说 ， 润滑区充满压缩空气 ， 形成正压 0 ． 0 20 ． 0 8 MP a ， 根据密封性能而有所不 同 ， 可 以 很好地防止灰尘 、 水、 污物等的浸入 ， 起到“ 密封” 的作用， 大大减少了轴承由于外界污染而造成的 损坏， 因此特别适合应用于苛刻的工况条件， 轴承 的工作可靠性得到显著提高。 4 提 高轴承的使用寿命 油气润滑使油膜破 裂形成干摩擦的概率降低 ， 工作时轴承温升降低， 并且使外界环境污染造成的意外损坏概率降低。轴 承寿命大幅提高， 平均使用期限可以提高1 ．5 ～ 3 倍。 5 降低润滑剂的消耗 理论上油气润滑中的 润滑剂 1 0 0 ％被利用， 它仅仅用于形成油膜。但在 实际使用中这一点达不到， 通过两年的总结由于 对油气润滑中的润滑剂使用量的控制方面存在差 距润滑剂实际只有8 5 ％被利用， 其余的以液体或 其他的形式存在于轴承座内， 因而需要专门在轴 承座上设计收集孔以便多余的润滑剂排出。最低 耗油量经验公式 QCDB 式中 _ 单个轴所需要的润滑油量／ m L ／ h ； C --一 系数 ， 油气润滑C0 ． 0 0 0 0 3 0 ． 0 0 0 0 5 ， 油雾润滑C 0 ． 0 0 0 5 ， 对于油脂润滑C [ 上接第 1 9 页】 这样 的分析方法对两种电动机 的闭环 系统是完全 一 致的。尽管异步电动机的机械特性很软 ， 但由 系统特大系数决定的闭环系统却可以很硬。如果 采用P I 调节器 ， 可以做到无静差。改变给定信号 U n * ， 则静特性平行上下移动， 达到调速的目的。 异步 电动机 闭环变压系统不 同于直流 电动机 闭环变压调速系统的地方是静特性左右两边都有 极限， 不能无限延长 ， 它们是额定电压u 下的机 械特性和最小输 出电压 u 下的机械特性 。当负 载变化时， 如果电压调节到极限值， 闭环系统便失 去控制能力 ， 系统的工作点只能沿着极限开环变 化 。 3 结论 交流调压调速是以增加转差功率的消耗来换 取转速降低， 全部转差功率都转换成热能消耗在 0． 0 0 3； 啼h 承外径／ mm； 卜轴承列宽／ m m 。 根据上述公式可以看出， 油气润滑是油雾润 滑用量的1 0 ％， 是油脂润滑用量的约 1 ％， 在实际使 用中， 济钢同规模轧线采用脂润滑的方式每年油 脂消耗费用为4 8 7 ．9 万元， 而莱钢采用油气润滑每 年润 滑油消耗 费用 为 l 3 ． 8 万 ， 由此可见油气 润滑 费用为脂润滑的1 ／ 3 5 ，经济效益显著。 4 结束语 油气润滑有好多优点但在热轧线上使用还需 要注意下几方面 1 使用可靠的密封， 严格控制与密封配合件 的表面质量 ， 确保密封效果 。 2 选取洁净稳定的气源。 3 根据实际情况选择合适的油量。 4 在轴承座上应增加排放孔 ， 方便废油的排 放。 5 定期检查轴承状况及时调整油气量。 随着产量的提升轧制速度的提高油气润滑在 热轧上会得到更好的运用， 值得在热轧线上推广 应用 。 2 0 1 0 0 7 0 7 收稿 转子回路中， 系统的效率很低， 而且越到低速时效 率越低 ， 不利于节能。调压调速用串电阻改变机 械特性 ， 同步转速不变， 特性较软， 负荷变化引起 转速变化很大， 采用测速反馈后会得到改善， 但在 低速时， 测速反馈也不能使其特性得到改善， 因而 可能出现下降溜钩现象。维护工作中， 速度反馈 的脉 冲编码器 出现故障不能轻易取消 ， 否则影 响 行车正常使用。 改进的方法是适当降低行车主副钩对运行速 度的要求， 对交流调压调速系统进行改造 ， 用交流 变频调速替代， 既可消除编码器损坏带来的影响， 又有利于节能降耗。有资料介绍 ， 一台行车主起 升 1 6 0 k W绕线电动机， 由调压调速装置改为交流 变频装置， 年节电4 0 万k W h ， 节约电费超过2 5 万 元。 2 0 1 0 0 5 0 7 收稿 一 21