油气润滑技术在轧机上的应用.pdf

第2期 总第 1 4 7期 2 0 0 8年 4月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG AUT0MAT1 0N No ．2 Ap r ． 文章编号 1 6 7 2 ． 6 4 1 3 2 0 0 8 0 2 ． 0 1 9 1 ． 0 2 油气润滑技术在轧机上的应用 谢 扬 勋 重庆 中冶赛迪技 术股份 有限公司，重庆4 0 0 0 1 3 摘 要 首 先介绍 了钢铁 冶金轧机润滑的现状和存在 问题 ， 提 出了使用油气润 滑技术 的解决方案 ； 然后 阐述 了油 气润滑技术的原理、系统组成和主要技术参数 ， 总结了油气润滑技术的优点； 最后 ， 指出了油气润滑技术发展 的方 向。 关键词 油气润滑；轧机；油雾润滑；系统结构；油气混合器 中图分 类号 T G3 3 3 TH1 1 7 ． 2 文献标 识码 A O 引 言 在钢铁冶金行业各种轧 机上安装 的工作辊轴 承、 中间辊轴承、支承辊轴承、测张辊轴承、 转 向辊轴承、 挡辊轴承、夹送辊轴承、板形辊轴承及卷取机转鼓 回 转齿轮轴承的特点是负荷较大 ，以往这些部位均采用 油雾、 喷油润滑方式[ 1 ] 。 然而应用广泛的油雾润滑技术 存在以下缺点 1 现在的轧制速度越来越快 ，相应地对轴承润 滑的要求也越来越高 ，油雾润滑逐渐显示 出对高速轴 承润 滑 的不 胜任 。 2 轴承腔内的正压过小 约 0 ． 0 2 MP a ，不足以 抵挡工艺轧制油侵入轴承座内部并危害轴承 。 3 随着对产品表面要求的不断提高 ，油雾润滑 产生的大量雾状油粒不断污染产品，这越来越不能被 用户所接受 。 4 采用油雾润滑时消耗掉的油中有很大一部分 变成对人体有害的极微小的雾状油粒进入周 围的空气 中，成为健康的无形杀手。 由于油雾润滑存在上述 4 个方面的缺点，因此现 有的油雾润 滑技术不能适应轧机润滑技术发展 的需 要，因而一种新型的润滑方式 油气润滑技术便在 钢铁行业中得以迅速推广应用 。 1 油气润滑技术的原理 油气润滑是一种集中的润滑方式[ 2 ] ，其原理是 利用压缩空气在管道内的流动 ，带动润滑油沿管道内 收稿 日期 2 0 0 7 0 9 一 l O ；修 回日期 2 0 0 7 1 2 0 1 作者简介 谢扬勋 1 9 7 0 一 ， 男 ． 湖南洞 口人 ， 工程师 ， 本科 。 壁不断流动 ，把油气混合体输送到润滑点。压缩空气 以恒定的压力连续不断地供给，而润滑油则是根据各 个不同摩擦点的消耗量定量供给。使用油泵作为输油 的动力来源 ，采用步进式给油器将润滑油在进入润滑 点前先送入油气混合器。在油气混合器里 ，流动的压 缩气体把油吹成油滴 ，附着在管壁上形成油膜。油膜 随着气流方向沿管壁流动 ，在流动过程中油膜层的厚 度逐渐减薄，并不间断供油。间隔时间和每次的供油 量可以根据实际消耗的需要量进行调节。油气润滑的 工作原理见图 1 。 气 v 5 0 m ／ s～ 8 O m ／ s 膜 图 1 油 气 润 滑 的 工 作 原 理 图 2 油气润滑系统的组成 图 2为油气润滑系统结构图， 主要由供气部分、 供 油部分、油气混合器部分、电控机监控部分和轴承座 内的 T L E--B 3 TURB OI UB安装 件组 成 。 1 供油部分。由油箱、油泵、步进式给油器等 主要元件组成。油泵的排量较低，耗油量较少。步进 式给油器的工作压力为 2 MP a 4 MP a ， 油泵的压力也 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 9 2 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 0 8 年 第 2期 较高 。 2 供气部分。油气润滑系统启动时，经过油水 分离及 过滤 的压缩 空气 由电磁 阀接通 ，经过减压 ，排 出的气 压 为 0 ． 1 3 MP a 0 ． 1 4 MP a 。 排气 管线上装 有压 力监测器 ，以保证工作中有足够的气压 。 旦 润 滑 点 3 压缩 空气 1 供 油 部分 ；2 -一过滤 邵 分 ；3 - - 供 气 鄂分 ； 4 油气混合部分 ；5 --油气润滑管路 ；6 一监控部分 图 2 油 气 润 滑 系统 结 构 图 3 油气混合部分。油和气在混合器中使油雾化 成油滴 ，均匀分散在管道内表面，油气混合物经油气 分配阀均匀 、适量地供给润滑点 4 监控部分 。监控系统完成定时定量供油、油 位下限报警、 气压与油压低限报警[ 4 ] 。 监控系统以可编 程控制器 P I c为核心，其它组件有压力继电器、 接近 开关 、信 号灯及蜂 鸣 器。监控 系统框 图见 图 3 。 图 3监 控 系 统框 图 3 油气润滑的主要性能参数 1 润滑 油 运动 黏度 ≤ 7 6 0 mm。 ／ s 4 0 C ， 相 当 于黏度牌 号 N6 8 0以下 。 2 压缩空气 0 ． 2 MP a 0 ． 8 MP a 可使用氮气 。 3 油气 管道 内径 0 2 mmO1 2 mm；适用 管道 长度 0 ． 5 m～ 1 O O m。 4 油的消耗量 按常规润滑油量的十几分之一 至百分之一计算 。 5 空气消耗量 一般常温工况条件下每点 2 0 I ／ mi n左右， 高温、 恶劣工况条件下每点 3 0 I ／ mi n以上。 6 油气管道 润滑剂 出 口位 置 优 先考虑 在润滑 点上方，其次是水平位置 ，不允许在润滑点下方。 4油气润 滑技 术的特 点 4 ． 1 无 污 染 油气润滑无雾化、无过量润滑现象。在油气润滑 系统中，一般都设有回油收集装置，并且可通过相应 的电磁阀对其集中控制 ，定期排放。 4 ． 2 耗 油量低 在油气润滑的设计计算中，单个轴承每小时耗油 量 Q I 的计算一般参照如下的公式 QD f XDB。 式 中 C 润 滑系数 ，一般取 0 ． 0 0 0 5 ～O ． 0 0 3 ； 轴 承外径 ，mm； B 轴承宽度 ，mm。 所有轴承每小时总耗油量 Q I 的计算公式为 Qz C 1 X QD 1 X 1 QD 2 X 2 ⋯ 。 式中 同种轴承的数 目； C 安全系数 ，一般 取 1 ． 1 。 而 对 于 一 般 的 油 雾 润 滑 ，润 滑 系 数 C一 般 取 0 ． 0 0 0 5 ，对 于油脂润 滑 ，C 一般取 0 ． 0 0 3 。 不难看出，相对于其它润滑方式而言，油气润滑 的耗油量大概只有它们的十几分之一或几十分之一。 4 ． 3 设 备运行 成本低 ，智 能化程度 高 轴承采用油气润滑 ， 相对于采用其它润滑方式， 油 膜破裂形成干摩擦的几率降低 ， 工作时轴承温升降低 ， 由于外界环境污染造成的意外损坏几率降低 。普遍情 况下可使轴承寿命大幅提高 ，平均使用期限可以提高 3倍 ～6倍 。 通过操 作面板 ， 可显示 系统工作 状态并 可 以对各 项参数 进行修 改 ，当系统 出现故 障时能 明确 指 出故 障所在 。 油气润滑中连续流动的压缩空气对润滑点是一种 冷却剂 ，同时也对封闭润滑点具有正压作用 ，起到密 封效果 。而这一点能大大提高轴承对恶劣工作环境的 适 应能 力 。 4 ． 4 提 高 了轴承 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， 这一点是仅靠流体动压形成 的单相 “ 流体膜”所无法比拟的。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 下转 第 1 9 5页 一 ／ 一 一 、 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 8年 第 2 期 机 械 工 程 与 自 动 化 1 9 5 先将坐标系 UC S 建立在要标注尺寸的平面上 。轴测 图 3 三维实体 模型图的尺寸标注 图 的 尺寸 标 注 要 注 意 的 是应 倾 斜 尺寸 数 字 和 尺 寸 界 线 ， 以模拟三维效果产生立体感 。 Au t o CA D是一个开 放型、交互式、功能强大的工程绘图平 台，如何结合 机械图样的实际特点，用好用活 Au t o C AD来满足实 际工程绘图的需要 ，值得进一步的探索和交流。 参考文献 [ 1 ] 姜 勇， 贺松林 ． Au t o C AD 2 0 0 5中文版基本功 能与典型实 例 [ M] ． 北京 人 民邮电出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 刘 庆 国， 刘力 ． 计算机 绘 图[ M] 北京 高 等教育 出版 社， 20 05 ． Di m e n s i o n M a r ki ng o n S e v e r a l Ki nds o f Dr a wi n g s i n Aut o CAD XU Shu hui De p a r t me n t o f Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g， Gua n gx i Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o gy， Li u z h o u 5 4 5 0 0 6， Ch i n a Ab s t r a c t The a r t i c l e a n al yz e d t he di me n s i on ma r k i ng c ha r ac t e r i s t i c s of s ev e r a l ki n ds o f dr awi n gs i n Aut o CAD，i nt r odu c e d t h e me t ho d o f s e t t i n g di me ns i o n ma r ki ng pa t t er n a s we l l a s di me ns i on ma r ki ng． Ke y wor d s Aut oCAD ； di me ns i o n ma ki n g； pl a ne dr a wi ng 上接第 1 9 2页 作用。轴承制造商 S KF公司的实验证明， 通过对轴承进 行合适的油气润滑 ， 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 ， 目前公开报 道的是轴承转速可达到2 0 0 0 O 0 0 r ／ mi n 。 5 结 束语 综上所述 ， 相对于其它润滑方式来说 ， 油气润滑确 实有它的许多优点。在钢铁领域也正在被越来越多的 厂家所接受 。 目前 ， 油气润滑技术在我国仍处于初步发展阶段 ， 与 国外 同类油气润滑系统相 比， 国内产 品无论从结构 上还是在控制方面都存在一定的差距 。这不仅由于我 们对油气润滑方式 的研究起步较晚， 还有实验设施在 一 定程度上不够完善的原因。该技术还需要在以下几 个方面作进一步研究 ， 以达到提高和完善系统性能的 目的 深入研究气液两相液体润滑的机理 ； 设计可调式 注油气器及相应 的电气控制系统 ； 研究复合型油气润 滑系统等。 参考文献 [ 1 ] 胡邦喜． 设备润滑基础[ M] ． 北京 冶金工业出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 姜喜华． 油气润滑技术的应用[ J ] ． 合 成润滑材料 ， 2 0 0 2 ， 2 9 2 2 9 3 1 ． [ 3 ] 从 恒斌 ， 吴 建荣． 油气 润 滑系统 在热 轧平 整机 种 的应用 [ J ] ． 液压与气动， 2 0 0 5 1 2 3 2 3 5 ． [ 4 3 刘玉珍 ， 谭吉纯． 油气 润滑技术 在 8 O O轧机上 的应用 [ J ] ． 润滑与密封 ， 2 0 0 6 3 5 3 5 4 ． [ 5 ] 胡 晓 丽， 耿 培 涛． 油 气润 滑技 术在 板坯 连铸 机上 的应 用 [ J ] ． 重 型机械 ， 2 0 0 4 3 1 5 1 7 ． Ap pl i c a t i o n o f t h e Oi l a i r Lub r i c a t i o n S y s t e m i n t h e Ro l l i ng M i l l X I E Ya ng x un Ch o n g q i n g CI S D1 Eng i n e e r i n g Co ． Lt d ．， Ch o ng q i ng 40 0 01 3， Chi n a Ab s t r a c t Fi r s t l y， t h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e a c t u a l i t y a n d e x i s t i n g p r o b l e ms o f l u b r i c a t i o n o n t h e s t e e l r o l l i n g mi l l ， p r o p o s e s t h e s ol u t i on s c h e me us i ng oi l a i r l ubr i c a t i on；s e c ond l y，e xp a t i a t e s t he o i l - a i r l ubr i c a t i o n pr i nc i pl e，s y s t e m c omp os i t i on a nd ma i n p a r a me t e r s ； t h i r d l y ， s u mma r i z e s t h e v i r t u e s o f o i l - a i r l u b r i c a t i o n； i n d i c a t e s t h e d e v e l o p me n t d i r e c t i o n o f t h e o i l - a i r l u b r i c a t i o n a t t h e en d of t h e pa pe r ． Ke y wor d s oi l - a i r l ub r i c a t i o n； r o l l i ng mi l l ； oi l - f o g l ub r i c a t i on； s y s t e m s t r uc t ur e； oi l g as mi xe r 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m