陳可夫 黎建
摘 要：優(yōu)特綱高線軋機(jī)運行環(huán)境較為惡劣，保障套軸承的潤滑效果對于提高設(shè)備安全性能和工作效率具有重要意義，為此筆者對高線軋機(jī)軸承潤滑進(jìn)行了分析與應(yīng)用研究。主要對高線軋機(jī)軸承潤滑原理進(jìn)行了分析，研究了高線軋機(jī)軸承潤滑機(jī)械的組成及控制分析，特別是高線軋機(jī)軸承潤滑機(jī)械的組成分析，高線軋機(jī)軸承潤滑液體供應(yīng)控制，高線軋機(jī)軸承潤滑液體自動配置控制等。結(jié)合存在的問題，筆者對高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計與分析，完成了空氣供應(yīng)方式的改進(jìn)研究、潤滑液體供應(yīng)優(yōu)化分析、軋機(jī)密封設(shè)備改進(jìn)研究。臨末對高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用分析，并給出了高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)使用維護(hù)與故障分析的方法。該研究成果對于相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)專業(yè)知識，提高優(yōu)特鋼高線軋機(jī)設(shè)備的使用壽命和安全性能具有較好的參考意義。
近年來，隨著冶金技術(shù)水平和機(jī)械制造行業(yè)的不斷進(jìn)步，優(yōu)特鋼的線材的軋機(jī)在運行過程中速度逐漸加快，完善了高線軋機(jī)系統(tǒng)，提高了冶金設(shè)備的自動化程度。越來越高的線材速度對軋機(jī)運轉(zhuǎn)軸承的受力和抗壓能力都提出了較高的要求，特別是做好高線軋機(jī)的軸承潤滑工作，進(jìn)而提高設(shè)備使用壽命至關(guān)重要，軸承設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)直接關(guān)系到優(yōu)特鋼高線軋機(jī)系統(tǒng)的運行安全與運行效率，因此有必要對優(yōu)特鋼高線軋機(jī)軸承潤滑進(jìn)行相關(guān)分析與應(yīng)用研究。
冶金行業(yè)常用的線材軋機(jī)軸承潤滑技術(shù)可以應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速的工作情況，已經(jīng)取得了一定效果，但是常規(guī)潤滑系統(tǒng)一般受到相關(guān)施工參數(shù)的限制。新型軸承潤滑技術(shù)可以大大提高優(yōu)特鋼線材軋機(jī)的使用時間，減少設(shè)備維修費用和維護(hù)費用，對于工況較為惡劣的冶金環(huán)境，新型軸承潤滑技術(shù)可以應(yīng)用于活套設(shè)備、導(dǎo)衛(wèi)設(shè)備等高速運行軸承上。
一、高線軋機(jī)軸承潤滑原理分析
筆者研究的高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)采用新型的油氣潤滑設(shè)計，其工作原理是將潤滑液體和氣體先進(jìn)行充分混合，二者形成湍流流動的混合流體，在高壓力作用下將混合流體輸送到需要潤滑的軸承處，形成油氣潤滑。單獨的潤滑液體和單獨的空氣表面上是二者進(jìn)行了混合，形成了新的整體，實際上二者是獨立存在的，能夠單獨發(fā)揮作用，整個過程是物理變化，潤滑流體在氣體的帶動下，經(jīng)過管壁流動，在管壁上流動過程中，混合液體是旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的，并且在管壁上形成了多層次組合式油膜。在油膜的形成過程中，由于初始的混合流體中的潤滑液是非連續(xù)相，所以呈現(xiàn)大顆粒的滴狀吸附在管壁，隨著流動的加劇，滴狀潤滑液移動、變薄，部分潤滑液留在原位置，其它潤滑液隨著混合流體繼續(xù)向前移動，直到潤滑設(shè)備所有壁面，初始呈點狀分布的潤滑液連接成為一個整體，呈現(xiàn)連續(xù)相的狀態(tài)，在軸承內(nèi)壁面形成較薄的一層油膜，起到潤滑軸承，降低工具面之間摩擦力，減少設(shè)備磨損的作用。在整個新型潤滑系統(tǒng)中，潤滑混合液是以兩相流的形式存在，在實際流動過程中，不同相流的混合程度、界面等都是不斷變化的，達(dá)到了平衡狀態(tài)。
二、高線軋機(jī)軸承潤滑機(jī)械的組成及控制分析
（一）高線軋機(jī)軸承潤滑機(jī)械的組成分析
高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，當(dāng)前常用的機(jī)械系統(tǒng)主要有以風(fēng)能為動力的單線遞進(jìn)潤滑系統(tǒng)，以電能為動力的單線遞進(jìn)潤滑系統(tǒng)，以電能為動力的壓力保持式潤滑系統(tǒng)，多線程潤滑系統(tǒng)，單線程潤滑系統(tǒng)等。高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)的組成設(shè)備有潤滑中心站，相關(guān)組件主要有風(fēng)能動力和電能動力設(shè)備，潤滑液分配設(shè)備，主要采取遞進(jìn)式分布；潤滑液混合設(shè)備；電能及設(shè)備運行電氣自動控制設(shè)備；配套潤滑流體流動管線；潤滑液存儲設(shè)備；潤滑液過濾設(shè)備等。
（二）高線軋機(jī)軸承潤滑液體供應(yīng)控制
高線軋機(jī)軸承潤滑液體供應(yīng)控制的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到設(shè)備的潤滑效果和使用壽命，為此筆者設(shè)計了多臺潤滑液供應(yīng)泵進(jìn)行潤滑液的供給，其中一臺設(shè)備備用。采用齒輪泵進(jìn)行流體控制，并做好流體溢流閥門的壓力設(shè)置。筆者在齒輪泵的吸入口位置設(shè)計了過濾裝置，確保潤滑液體的純度，不同齒輪泵供應(yīng)選擇可以通過自動控制屏幕進(jìn)行選擇，齒輪泵的開啟和關(guān)閉采用非連續(xù)的工作模式，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時泵啟動，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時泵關(guān)閉，所有功能均可通過潤滑中心站控制。同時，筆者設(shè)計了能量存儲裝置，確保潤滑液的穩(wěn)定供應(yīng)。
（三）高線軋機(jī)軸承潤滑液體自動配置控制
高線軋機(jī)軸承潤滑液體在應(yīng)用過程中的合理分配與自動控制對于整個優(yōu)特鋼高線軋機(jī)的穩(wěn)定與安全運行至關(guān)重要，當(dāng)前常用的潤滑液主要通過特定的分配裝置進(jìn)行，一般潤滑液在總系統(tǒng)中分配給后續(xù)的模塊，并通過相應(yīng)的分配裝置進(jìn)行分配，每個分配裝置組成由初始分片、終止分片和組合連接片等組成，每個分片之間都安裝有液力活塞，液力活塞在相應(yīng)流體的作用下發(fā)生移動，活塞的尺寸與流體量是成正比關(guān)系的。該潤滑液自動配置裝置是完整系統(tǒng)，需要各個活塞之間配合運作，如果其中某個活塞發(fā)生故障就會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響，因此，筆者設(shè)計了配套的監(jiān)視系統(tǒng)，確保高線軋機(jī)軸承系統(tǒng)在應(yīng)用過程的穩(wěn)定。另外，筆者設(shè)計的軸承潤滑體系采用非連續(xù)性的工作模式，在潤滑液分配器上安裝配套電磁閥門，通過電磁閥門的開閉控制流體的進(jìn)出，實現(xiàn)分配器的適時供液。筆者設(shè)計的優(yōu)特鋼高線軋機(jī)潤滑液系統(tǒng)采用運動式分配液體，避免了油液潤滑過程中重力和液體粘附效應(yīng)的影響，促進(jìn)油液安全均勻到達(dá)潤滑位置，延長設(shè)備使用壽命。
三、高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計與分析
優(yōu)特鋼高線軋機(jī)潤滑系統(tǒng)的工作環(huán)境很差，生產(chǎn)過程中處于高溫度、高載荷、液體腐蝕等工況下，在高線軋機(jī)運行期間在軸承損壞的情況，使整個系統(tǒng)不受控制，對優(yōu)特鋼的正常生產(chǎn)造成了較大影響，為此筆者從空氣供應(yīng)方式、潤滑液供應(yīng)方式、軋機(jī)密封設(shè)備的優(yōu)化等方面對系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了設(shè)備的使用效果。
（一）空氣供應(yīng)方式的改進(jìn)研究
高線軋機(jī)的潤滑液動力供應(yīng)主要為壓縮空氣，筆者設(shè)計的空氣供應(yīng)系統(tǒng)為企業(yè)的空氣壓縮管網(wǎng)中心，空氣的是否供應(yīng)有電磁設(shè)備統(tǒng)一控制，并進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)空氣壓力低于目標(biāo)值就進(jìn)行預(yù)警，相關(guān)技術(shù)人員即開始進(jìn)行問題分析與維修解決。針對壓縮空氣自身存在的含有雜質(zhì)、流量供應(yīng)不及等問題，筆者主要從以下方面進(jìn)行了優(yōu)化，首先是完善優(yōu)化供應(yīng)管道結(jié)構(gòu)，針對不同的高線軋機(jī)配備不同的供應(yīng)總站系統(tǒng)，壓縮空氣由總站統(tǒng)一控制，改變了前期的均勻分流的狀態(tài)，不同的潤滑點和位置分別與不同的空氣供應(yīng)系統(tǒng)連接，實現(xiàn)并聯(lián)，這樣即使空氣供應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生故障，也不會影響系統(tǒng)的整體運行，確保了潤滑液的供應(yīng)充足。另外，筆者對空氣供應(yīng)系統(tǒng)的雜質(zhì)過濾系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，增加了系統(tǒng)的過濾面積，降低了油液系統(tǒng)的堵塞風(fēng)險。
（二）潤滑液體供應(yīng)優(yōu)化分析
在潤滑液體供應(yīng)的改進(jìn)分析和優(yōu)化中，筆者主要對優(yōu)特鋼高線軋機(jī)的潤滑液體供應(yīng)時間、潤滑液供應(yīng)量等進(jìn)行了分析。優(yōu)特鋼高線軋機(jī)潤滑液供應(yīng)優(yōu)化至關(guān)重要，如果潤滑液體供應(yīng)適當(dāng)，可以在軸承與基礎(chǔ)之間形成良好的潤滑油膜，使設(shè)備處于動態(tài)潤滑的狀態(tài)，降低甚至避免了設(shè)備的摩擦損耗或發(fā)熱等。筆者通過對相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，使系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，不僅保持了發(fā)熱的穩(wěn)定，同時又在摩擦副之間形成了穩(wěn)定的潤滑油膜結(jié)構(gòu)，并通過了室內(nèi)試驗驗證，確保了油路供應(yīng)情況、軸承設(shè)備選型、潤滑液體的配伍性。
（三）優(yōu)特鋼高線軋機(jī)密封設(shè)備改進(jìn)研究
優(yōu)特鋼高線軋機(jī)的密封至關(guān)重要，密封設(shè)備的安全性直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全工作性能。常用的密封設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)過密封設(shè)備失靈，潤滑液外流的情況，導(dǎo)致摩擦失效，造成技術(shù)和安全事故。所以筆者對優(yōu)特鋼高線軋機(jī)密封設(shè)備進(jìn)行了研究分析，選用的密封設(shè)備內(nèi)部帶有金屬龍骨，充分確保其強(qiáng)度和剛度，柔性密封材料采用過盈配合，單邊過盈量控制在兩個毫米以內(nèi)，充分確保密封性能，龍骨金屬絲的直徑設(shè)計為一個毫米，充分滿足密封設(shè)備的預(yù)緊力要求。
四、高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)應(yīng)用、維護(hù)與故障分析
高線軋機(jī)軸承新型潤滑系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用優(yōu)勢，在現(xiàn)場的應(yīng)用中取得了較好的效果，該新型潤滑系統(tǒng)具有重復(fù)使用功能，可以進(jìn)行多次利用；通過系統(tǒng)的自動化控制可以實現(xiàn)不同潤滑區(qū)域的油量精準(zhǔn)控制，使高線軋機(jī)軸承處于較好的運行狀態(tài)下，系統(tǒng)中使用的壓縮空氣能夠有效帶走系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量，提高系統(tǒng)的密封效果。該新型的高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)在現(xiàn)場進(jìn)行了應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明該系統(tǒng)不僅能夠保證系統(tǒng)的潤滑性能，又大大降低了系統(tǒng)的能量消耗。
在系統(tǒng)運行過程中，需要定期對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，對于出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時維修。維護(hù)過程中要求按照規(guī)范進(jìn)行，確定操作符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；對于潤滑液要確保干凈無污染；定期對氣體動力泵進(jìn)行維護(hù)、檢查，對不合格產(chǎn)品及時更換；定期檢查液體、氣體過濾材料的性能，確保過流能力。檢查相關(guān)油路管線和接頭，確保無泄漏。對于出現(xiàn)的故障及時分析處理，如果泵壓力過高或過低，則采用更換設(shè)備的方式將漏點堵住，或者清理堵塞通道。對于潤滑區(qū)域缺少油液的情況，要求及時對儲油設(shè)備進(jìn)行維修。
五、結(jié)論
筆者對高線軋機(jī)軸承潤滑進(jìn)行了分析與應(yīng)用研究。研究了高線軋機(jī)軸承潤滑機(jī)械的組成及控制分析，特別是高線軋機(jī)軸承潤滑機(jī)械的組成分析，高線軋機(jī)軸承潤滑液體供應(yīng)控制，高線軋機(jī)軸承潤滑液體自動配置控制等。并對高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計與分析，給出了高線軋機(jī)軸承潤滑系統(tǒng)使用維護(hù)與故障分析的方法。本文的研究對于提升企業(yè)生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效率具有重要的指導(dǎo)意義。
來源：冶金管理
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