高温区域设备油气润滑技术.pdf

4 全 2 0 1 0 年5 月 第 二 期 高温 区域设备油气润滑技术 张毅 杭州钢铁集团公司高速线材有限公司 杭州 3 1 0 0 2 2 摘要 论述了油气润滑技术的基本原理和优点， 及其在高速线材生产线的斯太尔摩运输线辊子的轴承润 滑 方式上 的 实践应 用 。 关键词 斯太尔摩运输线 ； 轴承 ； 油气润滑； 高温 0 前言 高速线材生产线的斯太尔摩运输线 以下简称 是辊道式运输线， 全长 1 1 0米 ， 安装辊子约 4 2 0 只， 采用分段集 中驱动方式 ， 滚子链传动。辊子两 端各用一只带座轴承支撑。根据产品规格 的不同、 急冷和缓冷等控冷方式的需要，S T M辊道 运行的 速度可以从 3 0 m ／ rai n 一6 0 m ／ r n i n进行调整 。辊道辊 子的轴承原采用干油集 中润滑的方式， 由于环境温 度较高 ， 平均在 7 0 0 ％以上 ， 极容易导致干油融化或 在管路 内干结 ， 造成润滑脂不 能到达润滑点。另 外 ， 由于区域环境粉尘大 ， 尤其是细碎的氧化铁皮 多 ， 容易导致轴承卡死 、 辊颈磨损断裂等故障， 制约 正常生产。针对 问题 ， 我们认真分析和研究 ， 结合 油气润滑方式的原理和优点 ， 对其中的一段问题较 多的辊道轴承润滑进行改造 ， 将油脂润滑改为油气 润滑 ， 取得 了良好 的效果 ， 不仅提高了零部件使用 寿命 ， 减少 了轴承润滑不 良而卡死 的故障， 生产效 率得到提高 ， 也改善 了周围的环境 。 1 存在的问题及原因分析 S T M辊子轴承润滑原采用油脂润滑 ， 润滑脂采 用高温脲基脂 ， 在使用 中存在以下问题 1 油量难 以调节。由于油脂润滑 的工作方式 的原因， 在使用过程 中， 难 以对供油量进行精确调 节 。由于现场环境温度较高 ， 且管线较长， 如给油 量调节过小 ， 给油间隙过长， 则 容易导致管线 内部 干油干结堵塞管路现象， 从而导致轴承供油不畅， 轴承卡死 ； 如油量调节过大 ， 间隙时间过短 ， 则容易 导致干油过剩 ， 融化堆积于现场， 污染环境 ， 并导致 燃烧。 2 多余 的堆积干油难 以处理 ， 且易引起燃烧 ， 构成隐患。为了达到优 良的产品性能 ， 我们生产 的 产品很多需要在盖上 S T M保温罩， 降低辊道运行速 度 ， 对线卷进行“ 缓冷” ， 导致 S T M辊道区域环境温 度非常高， 干油极易融化 ， 融化 了的干油不仅污染 环境 ， 而且高温经常会 引发废油燃烧 ， 尤其在夏季 高温时间， 燃烧更加频繁 ， 构成了一个 比较严重的 火险隐患。但是为 了防止因润滑不 良造成 的轴承 卡死、 链条断裂等设备故障， 我们不得不缩短给油 周期， 因此， 每年消耗大量的高温油脂。 3 由于现场环境氧化铁皮较多 ， 相当多的氧化 铁皮微粒漂浮并粘结在轴承表面的干油上， 并被带 入轴承座 内， 干油混合进氧化铁皮 ， 形成了具有一 定危害的磨削剂， 损坏轴承， 大大降低了轴承的使 用寿命， 并会磨损辊子辊颈， 导致辊颈断裂， 造成故 障停机 ， 影响生产。 2 油气润滑的原理及特点 2 ． 1 油气润滑的基本原理 如图 1 所示 ， 油气润滑是基于润滑剂在管路中 的“ 附壁效应” ， 利用气流将润滑剂输送到润滑点处 的技术。润滑剂是有粘度的， 当气流以一定的速度 在管路中流动时 ， 润滑油受到压缩空气的吹动 ， 沿 管道内壁以螺旋状方式不断地向前流动并逐渐形 成精细、 连续的油流进入润滑点， 润滑剂下层 附着 在管壁上， 上层被气流吹动向前输送 ， 因此 ， 滴状润 滑剂就会被吹成线状油流向前输送。经过一段距 离的管路输送后 ， 间断供应的润滑剂就会形成连续 的油流进入润滑点， 对润滑点形成连续润滑， 从油 气混合块到润滑点的管路距离最短为 0 ． 5米 ， 最长 可达 1 0 0米 。且油气润滑具有气液两相膜液体润 滑的强承载性能和减磨作用 ， 气液两相膜的厚度要 比单相液体膜厚 ， 承载能力 比较高 ， 由于油膜厚度 2 0 1 0年 5月 第二期 高温区域设备油气润滑技术 5 的增加 ， 使润滑膜形成率提高 ， 减少 了相对运动 的 摩擦副之间的直接接触机会 ， 并减轻了摩擦副之 间 叵 留 撤 的摩擦 ， 使摩擦副始终保持均匀、 连续、 稳定 的润滑 膜 ， 保证摩擦副良好的润滑状态。 匠 留 扭 图 1 润滑原 理 图 2 ． 2 油气润滑的特点 1 润滑效率高 在润滑过程 中， 润滑油 的用量 其实并不是越多越好。以轴承的润滑为例 如下图 所示， 润滑效果实际上存在一个临界点， 当给油量 增大到一定程度时， 大量的润滑油带走轴承产生的 热量 ， 因此轴承的温度就会呈现下降趋势 ， 这正是 传统润滑方式 中我们所希望看到的 良好 的润滑效 果。在这条 曲线的中部 ， 温度值是最高的 ， 因为此 时给油量还没有达到足 以带走轴承产生 的热量 的 地步而润滑剂本身也会发热的缘故 。 H Z 鞴 陋瞄 暴暴 一 一油气润 滑区域 ， ，‘ 、、 N ／ ／，／ ‘， ／ ，／ ＼ ／ ／ ／ ， 一 ＼ ‘ t 、 j 一 一 ／ 、 -- ‘ 给 油量 图 2润滑 曲线 图 而油气润滑系统是利用 了上 图 2中两条 曲线 的最低点 区域 ， 也就是给油量最小 的地方 ， 此时的 给油量可以满足润滑点的润滑需要 ， 足以在摩擦表 面形成润滑油膜 ； 图中可见只要极少量 的润滑油就 可以使润滑点处于温度和摩擦最小的状态。因此 实现润滑剂的 1 0 0 ％被利用 ， 效率极高。 2 油气润滑效果好。由于油气本身原 理上的 优势 ， 轴承的工作环境从以下几个方面得到明显改 善 a 、 由于油气润滑系统给每一个轴承的润滑剂保 持在最低水平 ， 因此可以消除润滑剂本身的摩擦发 热； b 、 油气润滑系统有压缩空气在轴承座 内部形成 正压 ， 防止周围环境 中的灰尘 、 氧化铁皮 、 水蒸气等 不利于轴承润滑的杂质进入轴承座 ， 保持轴承的清 洁， 客观上起到气封的作用 ； C 、 压缩空气 同时可以 将轴承 自身摩擦产生 的细微金属微粒迅速清理干 净 ； d 、 压缩空气的比热小 ， 并且是连续送人轴承座 ， 可以明显降低轴承温度。 3 润滑剂消耗量极少 ， 运行和维护费用低 。如 前所述 ， 油气润滑系统由于采用先进的润滑工作机 理 ， 因此在可以保证轴承获得正常润滑油膜 的前提 下， 所需要的润滑剂的消耗量是采用传统意义上的 润滑系统所无法想象的一个数量。这个数量仅仅 是干油 润滑情况下 润滑剂消耗量 的几十分之一。 在大多数冶金企业的实际应用情况来看， 采用一套 油气润滑系统 的耗油量甚至 比采用稀油润滑站的 情况下的泄漏量还要少 。并且油气润滑所需要 的 润滑剂仅需要普通的工业齿轮油即可 ， 无需选用昂 贵的特制油品。 4 有效改善环境 ， 排除火灾隐患 ． 在油气润滑 的过程中， 可以根据现场的使用情况， 适当调节油 量 ， 又油气润滑的给油量本来就很小 ， 所 以并不会 在现场 留下过多残 留油液 ， 少量油 液也会及时蒸 发 ， 从 而彻底解决了油液残留堆积 问题， 现场环境 较好 ， 更从根本上解决了火灾隐患的问题 。 5 系统结构简单 ， 可靠 ， 可实现监控 ．工作原 理简单 ， 配管简洁明了， 动作稳定可靠。主要分配 器及油气混合块安装在全封闭的结构中， 因此其可 以最大限度避免周围恶劣环境 中杂质的侵人造成 油气混合块 的失效。 3 设计系统基本原理及构成方案 改造范围为斯太尔摩风冷线第 4 8只辊子至第 6 ， l I 全 2 0 1 0 年5 月 第 二 期 1 9 0只辊子。此段运输线主要相关技术参数 a 、 长 度 3 7 0 0 8 m m； b 、 跨度 2 0 6 0 m m； c 、 距 油站安装位置 高度 5 m左 右； d 、 辊子数 量 1 0 0只 ； e 、 轴 承数量 2 0 0只 I f 、 轴承型号 U C P 2 0 9 3 ． 1 基本原理及构成方案 泵站 泵站采用双齿轮泵装置 ， 一用一备 ， 泵装 置 1 ． O L ／ M I N ， 额定工作压力为6 0 B A R 。油箱 5 0 0 L 。 设置在 S T M下面。泵站开始工作时 ， 一个齿轮泵开 始工作 ， 2 位二通阀得 电， 润滑油经过单向阀、 安全 阀、 过滤器到出口， 系统压力上升 ； 出口处安装数显 示压力发讯器 ； 当管路 中的压力到达分配器的工作 压力 3 0 B A R时， 压力发讯器发出信号到电控系统， 经过保压延时3 一l O S 视现场情况而定， 初始设置 为 3 s ， 系统进入间歇时间； 间歇时间 内， 二位二通 阀失 电， 系统卸压到 5 B A R以下。压力发讯器发讯 点可调 ， 初始设置为 3 0 B A R 。泵站有温度开关控制 油加热器工作 ， 保证润滑油油温在 4 5 ℃左右 ； 液位 传感器自动低液位报警， 同时有空气管路压力发讯 器低压报警 。润滑油需经过 V O EB油气分配器 进行分配 ， 每点油量 由分配器上 D E B定量块 型号 决定。润滑油 N 1 0 0或 N 2 2 0工业齿轮油。油气分 醚 WO E R N E R V O EB ／ 6 ／ 2一 ， 1 1 n， 只。以下是油气分配器的工作原理示意图， 见图 3 。 油气分配器负责在油路卸荷 阀得电 回油管路 开通系统卸荷后 ，把经过混合 的油气混合 润滑油 滴吹喷到各润滑点。压缩空气系统在气源后面 安装 了气动三联件和常闭式二位二通 阀， 压缩空气 压力设定值 2 ． 5 b a r ； 另， 油、 气压力开关各一套。 定量柱塞 厂 ； ‘L ‘ _二 0 j 矗 h； 进油管◆ 进气管 【 、、 ， ‘ u ． 气管 图 3 油气分配器工作原理示意图 3 ． 2 供气量及油耗计算 预想改造的辊子数量为 1 0 0只 从第 2只保温 罩至第 8只保温罩共 1 0 0只辊子 ， 系统润滑点数 为 2 0 0 点 ， 耗气量及耗油量见表 1 。 表 1 油、 气消耗表 3 ． 3 电气控制 泵站带液位传感器 自动低液位报警 ； 同时有空 气管路压力发讯器低压报警 ； 低油压报警 。控制采 用 P I E。 系统设计原理示意图如图 4 。 ■ ■j■- r L ． ■2 ， 啊永硝 ．，7 ．● “ 蝎 ⋯ ⋯ 一 ‘ ～一～1 d ,t , l l l 口 ， ，I 蝴 e 1 2 l ● 童 l ⋯ i 一 _‘■ I 申 六 ● ／ t ’ 。 斯 卜 一 ． 太 ． 盈 尔 摩 l _ _ 1 ‘ 辊 0 i I 道 I 叮 _ 8 I I 剧 一一一 5 0 g L 油箱 萄一 c ． 了 _i il -- 一 一 I ． t- t_ 一 图 4 设计 原理 图 2 0 1 0 年5 月 第 二 期 冶金 7 杭钢千兆冗余 网络的构建 董明伟 杭州钢铁集团公司物资供应分公司 杭州 3 1 0 0 2 2 摘要 介绍 了杭钢物资供应分公 司千兆冗余网络的构建与应用。 关键词 网络安全； 通讯协议 ； 链路 冗余 ； 应用 0 引言 网络系统是业务系统运行的支撑平台 ， 网络系 统运行的稳定性是评价整个 网络安全与可靠 的关 键因素。采取 防火墙和防病毒软件等措施可 以在 应用层上保障网络系统的稳定运行 ， 但 网络系统 的 基础平台是网络核心设备交换机 ， 它的稳定运 行才是应用系统安 全与可靠运行 的最 基本保 障。 建设一个能符合多元市场要求 的企业 网络不再是 简单地实现互联性的要求 ， 而必须是能适应多种业 务环境 、 地理环境、 应用环境 的统一 的网络 ， 应该是 一 个全冗余的灵活性 网络， 确保应用系统的安全 、 稳定地运行 ， 提供不同优先级的 Q o S 服务 Q u i t y o f S e r v i c e ， 服务质量 ， 是网络的一种安全机制 ， 从而使 得企业 网能够支持应用的多样性。为此 ， 应该在 网 络基础设施交换机与 网络链路方面做到冗余 、 容灾 ， 才能构建安全 、 可靠 的网络系统 ， 来保证应用 系统的顺畅运行。 1 网络现状的分析 1 ． 1 改造前的网络 系统 2 0 0 2年集团公司采用了思科 C i s c o 系列交换机 来构建整个企业的千兆 网络系统 见图 1 。其 中， 网络的核心层 公司骨干网 采用 的是 C i s c o C a t a l y s t 6 5 0 9 设备 ， 汇 聚层 二级 分公 司 采用 的是 C i s c o C a t a l y s t 4 0 0 6 ， 接入层 最终用户 采用 的是 C I S C O WS 3 5 5 0交换机 ， 汇聚层交换机之间均采用光纤及 光纤收发器进行连接 ， 网络带宽仅 1 0 0 M。2 0 O 4 年 2 月， 公司的 E R P系统正式上线运行， 生产、 采购、 销售、 库存、 设备、 财务等业务处理全部依赖于 E R P系统。 4 使用效果 对 S T M辊子轴承进行油气润滑改造后 ， 经过一 段时间的使用 ， 基本上解决 了原来的润滑方式所存 在的问题 ， 取得了很好的实际效果 。 1 润滑效果较好 ， 润滑效率较高 ， 在润滑剂较 少的情况下起到较好的润滑效果 ， 且压缩空气一定 程度上降低 了轴承内部的温度 ， 使轴承寿命得到了 显著的提高 ， 大大减少了因此而带来的设备维护工 作量 ， 由于润滑而产生的故 障停机大大减少 ， 提高 了生产效率。 2 稀油 良好 的流动性及压缩空气形成的正压 作用防止了氧化铁皮 的附着 ， 使轴承及轴径部位相 当清洁， 润滑 良好 ， 无氧化铁皮黏附。 3 与干油润滑比较 ， 油气润滑系统选用油品的 粘度范围很广、 用油量少， 润滑油利用率高； 油气润 滑系统产生废油少 、 回收方便， 更加清洁环保。 4 现场较干油润滑 ， 更加清洁 ， 无堆积油污 ， 更 未发生起火现象。 5 供油量及喷油频率还需在实践 中摸索调整， 以期达到最好 的效果。 5 结语 以往油气润滑技术 多应用 于高速 、 高温等场 合 ， 本次技术改造的成功 ， 说明了在高温、 低转速的 工况下采用油气润滑技术 方式润滑也是 比较合适 的选择。因此 ， 对于油气润滑的应用推广也是一次 比较好的实践 ， 积累了经验。 收 稿 日期 2 0 0 9 0 9 0 1 审稿 裘启春 编辑 胡泽方