油气润滑系统在冷床输入辊道轴承上的应用.pdf

2 山西冶金 S HANXI ME TA I 工U RGY Tb t a I 1 38 No ． 4，2 01 2 文章编号 1 6 7 2 1 1 5 2 2 0 1 2 0 4 - 0 0 4 5 - 0 3 油气润滑系统在冷床输入辊道轴承上的应用 郑 东艳 ， 于杨 首钢长治钢铁有限公司， 山西长治046 0 3 1 摘要 通过对冷床输入辊道轴承工作环境和干油润滑方式的分析 ， 结合油气润滑的突出优点， 对该部分辊道 进行 了油气润滑改造 。 关键词 油气润滑冷床辊道轴承 中图分类号 T G 3 3 3 ． 3 文献标识码 B 收稿 日期 2 0 1 2 0 5 0 8 首钢长治钢铁有 限公司 以下简称长钢 H型 钢厂冷床是 由西马克公司设计 ，长钢锻压机械厂生 产制造 ， 于 2 0 0 7年 6月完成调试并用于生产。冷床 有效尺寸为 1 7 IT I 8 6 ． 4 m， 由冷床输入辊道 、 步进冷 床主体、 移出装置、 冷床输 出辊道等四部分组成 。其 中冷床输入辊道兼有运输、对齐的功能， 辊道全长 8 6 ． 4 m， 安装有 5 1 只辊子 1 个 自由辊 。自投产以 来 ， 随着产量的不断提升 ， 冷床输入辊道轴承损坏 日 趋频繁。 据统计 ， 由辊道轴承损坏造成 的月平均停机 时间在 2 - 3 h ， 月消耗轴承 4 0盘左右 ， 同时导致大量 的辊轴磨损 ， 维修费用居高不下 。因此 ， 需要通过技 术改造 ， 选用合适的润滑方式 ， 从根本上提高轴承的 润滑效果 ， 延长其使用寿命 ， 减少停机时间。 1 冷床输入辊道特点 冷床输入辊道辊子 见 图 1 两端各用一个轴 承座支撑，采用电机侧轴承双向固定和被动侧轴承 可双 向游动 见图 2 的轴承配置方式。辊子中心线 与轧制线呈 2 6 9 。夹角 ， 当轧件进人辊道后 ， 因传动 侧线速度大于被动侧，轧件会逐渐运行至靠紧被动 侧盖板。在辊道轴承采用集 中干油润滑方式 的情况 下 ， 由于轧件温度较高 ， 平均在 6 5 0 q c 以上 ， 且靠近 被动侧轴承运行 ， 热辐射严重 ， 此 时轴承座及管路 内 的干油会发生融化流失 、 干结及碳化现象 ， 导致润滑 脂不能到达润滑点 ， 引起轴承抱死 、 轴颈磨损 等情 况的发生。 2 具体存在的问题及原因分析 冷床输人辊道轴承的损坏程度随产量的攀升不 断加重， 期间经多次改造仍不理想。 拆解轴承座后发 第一作者简介 郑东艳 1 9 8 3 一 ， 男， 现于首钢长钢 H 型 钢 厂 工 作 ，助 理 工 程 师 。T e l 1 3 8 3 4 7 8 043 4 ， E m a i l 9 4 2 0 6 0 1 0 Q Q ． t o m 图 1 冷床输入辊道布置图 现轴承存在润滑状况差、 保持架破损 、 滚 动体脱 出、 内圈断裂等现象。 2 ． 1 润滑状况 冷床输入辊道轴承润滑脂原为锂基脂 ，采用集 中供油方式， 供油间隔 2 4 h 。 供油管道 内的干油因长 时间存在， 在高温环境下会干结、 碳化 ， 阻塞供油管 路， 并且不能有效到达润滑部位。 轴承座内的 F 油因 长期处在高温环境下，会出现融化现象，加之水蒸 气、 氧化渣的侵入， 极易发生变质， 加快轴承的磨损。 后采用高温脲基脂和人工定期加油的方式 ，虽取得 一 定的效果 ， 但由于加油时间间隔长、 高温脲基脂黏 度小 ， 用量难 以掌控 ， 过少会造成轴承润滑不 良； 过 多会造成浪费 ， 大量溢出后还会引发火灾。 2 ． 2 轴承选型 冷床输入辊道 被动侧轴承采 用游动方式布置 见下页图 2 ， 型号为调心辊子轴承 2 2 2 1 6 E ／ C 3 。 维 修中发现轴承多因保持架先期磨损、 断裂， 导致滚动 体从内外圈中脱出而损坏。 在采用集中干油润滑时， 所选轴承并未注明是否包含油孔 ，当轴承外圈无油 孔时， 轴承外圈会堵住轴承座加油孔， 使干油无法进 入 ； 当选用带油孔的轴承 W3 3型 时 ， 因为辊道被 动侧为浮动端，在高温工况下或在装配不到位的情 山 西冶金 E ma i l v e i i n s x l 2 6 ． e o m 第 3 5卷 1 一 辊轴 ； 2 一轴承； 3 一轴承座 图2 辊道被动侧轴承布置形式 况下 ， 轴承外圈会堵住油孔 ， 导致干油无法进入轴承 座内， 最终导致轴承因缺油而损坏。 冷床输入辊道采 用的该类型轴承工作温度应在 1 2 0 c IC 左右 ，而实际 工作温度远大于轴承正常工作温度。当轴承外圈温 度过高时， 会引起轴承游隙减小， 导致辊道 “ 抱死”； 另外 ， 当长时间过钢时， 高温会由辊身传递给辊轴引 起热膨胀 ， 导致轴承内圈断裂。 2 - 3 其他因素 更换辊道轴承时发现部分轴承座内存在氧化渣 应该是轧件与被动侧辊道盖板摩擦及 自身冷却 时 产生的 ， 氧化渣随着辊轴进入轴承座 ， 与干油混合 ， 加速了轴承的磨损。因冷床的设计特点， 我们放弃了 水冷轴承座方案， 采用外淋水方式。实践证明采用外 淋水方式后轴承使用寿命有了明显提高， 但由于水量 大小无法控制， 一段时间后发现轴承座内干油有乳化 现象 ， 最终导致滚动体因粘连而损坏。 另外 ， 在轧制低 合金型钢时， 冷却水喷溅到型钢上， 有淬火现象发生。 由此可以得出结论 如果要 降低轴承消耗 ， 应降 低轴承工作温度， 实现良好润滑目的， 最好使轴承座 内为正压 ， 防止氧化渣、 蒸汽、 冷却水的进入。 3 油气润滑特点 1 管路中连续供应的压缩空气可对轴承座和轴 承起到一定的冷却作用， 改善稀油的工作环境。 压缩 空气也可保持轴承座内为正压力 ， 防止粉尘 、 冷却水 的进人。 2 稀油连续供应可确保轴承良好的润滑效果， 避免了介质的碳化 ， 同时可以带走部分热量 ， 改善工 作环境。 3 采用准确等量的分配模式 ， 确保了各润滑点 的油量供给。 4 系统采用 P L C控制 ， 可对供油量 随时调整 ， 实现系统状态的准确监控 。 4 系统设计 由于油气润滑具有 以上特点 ，因此如果对冷床 输入辊道轴承采用油气润滑方式可以解决我们目 前 面临的问题 。 随后我们实施了该项 目的技术改造 ， 改 造范围为冷床输入辊道被动侧 5 0 个轴承， 全长 8 4 m， 距油站安装高度 5 m 。该处轴承属于油气润滑中的 低速运转轴承，每个轴承耗油量采用公式 Q D 3O ． 2 ／ 2 5 D 为轴承滚动体处直径 计算 ， 估算 出 每个轴承每小时耗油量约为 3 mL ／ h 。油气润滑系统 的气源 由厂区内氮气 ， 气压范围为 0 ． 4 ～ 0 ． 6 4 MP a ， 耗 量以每个轴承 1 ． 5 N m3 ／ h计算 ， 总计为 7 5 N m 3 ／ h 。根 据现场特点将润滑点划归为 3 个卫星站 ，采用递进 式润滑方式，从时间和信号反馈两方面来控制喷油 时间和喷油量， 单个卫星站的供油量可根据工艺需 要在操作界面上 自行调整 。 4 ． 1 液压系统设计 系统 由 1 套润滑装置 、 1 台 P L C电控箱、 若干个 卫星站组成。 润滑油经过润滑泵通过高压球阀、 过滤 器 、 节流阀及供油主管路到达各个卫星站 ， 在卫星站 内经过节流阀、 截止阀、 递进式分配器、 分支油管和 压缩空气油气混合器内混合，混合成油气后经油气 管路被送往各个润滑点。 4 ． 2 电控系统设计 电控系统 如图 3 采用 s 7 2 0 0系列 P L C ， 配 备了型号为T D 4 0 0的带液晶显示器的操作面板， 油 气系统中的供油压力、 液位、 温度， 气源压力， 递进式 给油分配器的工作频次均被纳入范围。同时系统带 有故障诊断、 故障报警功能 ， 用户也可通过显示器调 节油气润滑系统工作参数 包括个区的工作时间、 工作次数 、 间隔时间 。 图 3 油气润滑系统 P L C控 制图 2 0 1 2 年第 4 期 郑东艳， 等 油气润滑系统在冷床输入辊道轴承上的应用 4 ． 3 轴承座设计 针对润滑油不能进入轴承座内导致轴承不能得 到充分润滑而损坏的现象 ，我们对原有轴承座进行 了改造 。在轴 承座原有干油孔位置开横槽 如图 4 ， 在轴承没有 自带油孑 L 或者装配没有到位的情况 下也可使润滑油从轴承两侧顺利进入轴承座，使轴 承得到充分润滑。 为保证轴承座的气密性， 在装配轴 承端盖的时候要求在端盖与轴承座接触部位涂抹密 封胶 ， 保证氮气只能从端盖与辊轴间的间隙溢出， 起 到 良好的冷却作用。 5 应用效果 2 0 1 2 年 3 月， 我们利用检修时间对冷床输入辊 道油气润滑系统进行安装 ，在完成管路布置并通过 氮气对管路吹扫后投入使用。 投入使用后， 我们又分 阶段对轴承润滑油供应量、 氮气供应量进行了调整， 逐步向设计值靠拢。该系统投入运行 1 个月以来未 出现轴承损坏的情况 。 l 一 横槽位置 图 4 轴承座改造图 6 结语 油气润滑技术在长钢冷床输入辊道应用以来， 轴承使用寿命大大延长， 辊道修复费用大幅减少， 辊 道定位故障基本消失，极大地降低了设备运行和维 修的费用 ， 为长钢 H型钢厂带来了可观的经济效益 。 编辑 胡玉香 Ap p l i c a t i o n o f Oi l - a i r Lu b r i c a t i o n i n Ru n i n Ro l l e r Ta b l e Be a r i n g s o f Co o l i ng Be d ZHENG Do n g y a n ， YU Ya n g S h o u g a n g C h a n g z h i I i r o nS t e e l C o ． ， L t d ． ， C h a n g z h i 0 4 6 0 3 1 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e r e f o r m o f t h e o i l - a i r 1 u b r i c a t i o n o n l a B - i n r o l l e r t a b l e w a s c a r r i e d o u t b a s e d o n t h e a n a l y s i s o f t h e wo r k i n g e n v i r o n me n t o f t he c o o l i n g b e d r un - i n r o l l e r t ab l e b e a r i n g s a n d t he me t h o d s o f g r e ase l u b ri c a t i o n ， c o mb i n e d wi t h t h e o u t s t a n d i n g a d v an t a g e s o f o i l - a i r l u b ri c a t i o n ． Ke y wo r d s o i l - a i r l u b r i c a t i o n， c o o l i n g b e d， r o l l e r t a b l e ， b e a r i n g 上接第 4 1页 Pr a c t i s e o f t h e Re d e c u c i n g No ． 7 Bl a s t Fu r n a c e I r o n Co s t W U Li a nha i ． HAN W a ng x u e J i a y u g u a n S a n w e i F e r r o a l l o y s S me l t i n g C o ． ， L t d ． ，J i a y u g u a n 7 3 5 1 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e p r o c e s s o f r e d u c i n g i r o n c o s t f r o m t h e h o t c o mmi s s i o n i n g o f No ．7 B l ast F u r n a c e ． b y t h e me t i c u l o u s ma n a g e me n t ， r e aso n a b l y c o l l oca t e a n d u s e t h e p u r c h ase d r e s o u r c e s ，o p t i mi z i n g t h e s t r u c t u r e o f c h a r g i n g ， s t e p l y r e d u c e t h e c o k e r a t i o ，s i g n i fi c a n tl y r e d u c e t h e i r o n c o s t ， e f f i c i e n t l y c o mp l e t e d t h e t arg e t t h a t d i g t h e p o t e n t i a l and i n c r e ase t h e b e n e fi t ． Ke y wo r d b l a s t f u rna c e ，c o k e r a t i o ，c o s t ， s i l i c a