軋機油氣潤滑系統(tǒng)優(yōu)化改造

劉東

摘　要：針對軋機油氣潤滑系統(tǒng)設(shè)計存在不足，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力損失大，設(shè)備潤滑易發(fā)生故障、油耗高等問題，通過將壓縮空氣與潤滑油由站外混合改為站內(nèi)混合，并將軋機軸承、導(dǎo)衛(wèi)軸承潤滑設(shè)計成由不同的油氣支路和油氣分配器控制，解決了系統(tǒng)壓力低、燒軸承頻繁、油耗高的問題，同時減少污染，改善了環(huán)境。

0、引言

宣鋼型棒廠75萬噸／年棒材生產(chǎn)線使用的軋機為意大利POMINI軋機，全線18架軋機的軋機軸承和導(dǎo)衛(wèi)軸承采用的是油氣潤滑方式。所謂油氣潤滑，就是將潤滑油和壓縮空氣相混合使之成為紊流狀的兩相油氣混合流體，并送到需要潤滑的磨擦面的過程。油氣潤滑的優(yōu)點是可以Z大限度地延長軸承使用壽命，并且不受油品粘度的限制，Z重要的是壓縮空氣比熱小、流速高、易帶走摩擦熱且空氣具有一定壓力，在軸承腔內(nèi)可起到密封作用。

1、油氣潤滑系統(tǒng)運行狀況

1.1、工作過程

油泵站輸出的潤滑油經(jīng)過一級分配器、二級分配器供到三級分配器上(二級分配器和三級分配器均設(shè)置在軋機本體上)，在三級分配器上與空氣混合后形成油氣混合物供到軋機軸承、導(dǎo)位軸承等潤滑部位，如圖l所示。一級分配器的作用是對油泵輸出的壓力潤滑油進行流量的均勻分配；二級分配器是對每一架軋機上的五個三級分配器定量供油，五個出油口分別連接四個軋機軸承分配器和一個導(dǎo)衛(wèi)分配器：三級分配器是將潤滑油定量分配并與壓縮空氣混合后輸送到各潤滑點。

1.2、存在的問題

軋機油氣潤滑系統(tǒng)在運行過程中，存在以下幾方面問題：一是壓縮空氣與潤滑油為站外混合。在軋機的三級分配器混合前，油和氣為獨立的管路，管路多，接頭多，輸送壓力損失大，系統(tǒng)從站內(nèi)供出的油壓力為18MPa，到達潤滑點時的壓力往往難以保證正常的軸承潤滑。較高的系統(tǒng)壓力也經(jīng)常造成各部接頭和分配器的損害，導(dǎo)致漏油，引起各種報警，影響生產(chǎn)和設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。二是油耗高，生產(chǎn)成本大。系統(tǒng)平均每月油耗40多桶，造成高油耗的主要原因是：全線的18架軋機，每架軋機的軋機軸承和導(dǎo)衛(wèi)軸承的油氣由同一個一級分配器、二級分配器提供，在使用過程中由于導(dǎo)衛(wèi)軸承獲得的油氣量不如軋機軸承。導(dǎo)致燒導(dǎo)衛(wèi)軸承現(xiàn)象頻繁，嚴重影響過鋼節(jié)奏，為保證各處軸承的供油量，將供油時間設(shè)定為零(也就是不問斷供油)，雖然保證了導(dǎo)衛(wèi)軸承的油量，但軋機軸承的供油也隨之加大，造成油耗高，生產(chǎn)成本大。另外，當(dāng)對供油間隔時間設(shè)定為零后，雖然保證了導(dǎo)衛(wèi)軸承的供油量，但軋機軸承的供油量也隨之增加，導(dǎo)致多余油從軋機輥箱溢出，造成環(huán)境污染。

2、改造方案

2.1、站外油氣混合改為站內(nèi)混合

改造后的油氣潤滑系統(tǒng)由一個主油管路、兩套氣源處理裝置(兩個主氣源管路)、一個潤滑主站、六個潤滑分站及一級、二級油氣分配器等部分組成。兩套氣源處理裝置包括空氣壓力繼電器、氣動減壓閥、空氣濾清器、截止閥、電磁閥、壓力表等。兩個主氣源管路，一路送l～12架軋機及其附屬設(shè)備，即1#分站。3#分站；另外一路送13～18架軋機及其附屬設(shè)備，即錯分站一6#分站。潤滑主站負責(zé)向分站供送潤滑油。主要由油箱、齒輪泵及電控檢測裝置等組成。

潤滑分站的供油部分由截止閥、壓力表、電磁閥、節(jié)流閥、遞進式分配器、油氣混合塊等組成。遞進式分配器負責(zé)將潤滑按需要的量精確分配到油氣混合塊。并與已經(jīng)處理的壓縮空氣混合后形成穩(wěn)定的氣液兩相流體。油氣混合塊、遞進式分配器等集成并裝配在分站內(nèi)。

一級、二級油氣分配器裝設(shè)在從油氣混合塊出口至潤滑點之間的中間管路上，來自油氣混合塊的油氣混合物經(jīng)一級油氣分配器或兩級油氣分配器分配后輸送到潤滑點對軸承起潤滑作用，同時，其中的壓縮空氣從軸承座溢出時帶走軸承磨擦熱并使軸承座內(nèi)部產(chǎn)生微正壓以防止外界粉塵與水的侵入。

系統(tǒng)工作原理：主站將潤滑油過濾后通過主油管輸送到各個分站，潤滑油在分站內(nèi)由過濾器過濾后經(jīng)電磁閥送至遞進式分配器進行重新分配，分配后的潤滑油與壓縮空氣在混合塊內(nèi)混合形成油氣流進入油氣管道。油氣流通過兩級油氣分配器的分配，Z后以一股極其精細的連續(xù)油滴流噴射到設(shè)備的潤滑點。由干從分站出來后即為混合好的油氣流，管路簡單、接頭少，保證了潤滑部位的壓力，且各個分站互不影響(改造后油氣潤滑系統(tǒng)流程示意圖見圖2)。

2.2、軋機軸承和導(dǎo)衛(wèi)軸承共用一個分配器

將軋機軸承、托架、導(dǎo)衛(wèi)軸承的潤滑設(shè)計成由不同的油氣支路和油氣分配器控制，其供油量可根據(jù)設(shè)備特點進行調(diào)整和設(shè)置，不同設(shè)備的潤滑互不影響。另外，在分站中的遞進式分配器上游設(shè)置一個球座式結(jié)構(gòu)無泄漏電磁換向閥，通過它可以接通或斷開供給遞進式分配器的壓力油。在遞進式分配器上裝有接近開關(guān)用來對分配器的工作行程數(shù)進行計數(shù)，一旦行程數(shù)達到設(shè)定值，球座式換向閥就會關(guān)閉，隨后就暫停工作直到下一個工作周期。根據(jù)生產(chǎn)和設(shè)備的特點合理設(shè)計遞進式分配器的工作周期，實現(xiàn)精確供油，即要多少潤滑量就給多少潤滑量，絕不欠潤滑也不過潤滑，使其在保證潤滑的同時達到節(jié)油的目的。

2.3、觀測點的改進

原潤滑系統(tǒng)在軋機潤滑點處的油氣管均為不透明的橡膠管，不能及時發(fā)現(xiàn)油氣是否斷流，只能通過潤滑系統(tǒng)延時報警、設(shè)備停車后才能發(fā)現(xiàn)潤滑出現(xiàn)了故障。針對這一弊端做了兩方面的改進：一是將分站內(nèi)混合塊出口的油氣管設(shè)計成便于觀察的透明油氣管，透過這一小段油氣管可以看到管壁上的油呈波浪式流動，如果某個管路堵塞，則看不到這種流動或油流量很小，這樣可以直觀、迅速的發(fā)現(xiàn)故障點在哪個支路。二是將軋機潤滑處的橡膠管改為耐高溫透明軟管，在設(shè)備潤滑終端能直觀的觀察油氣工作情況，無論哪個潤滑點斷流都會通過其連接的透明軟管發(fā)現(xiàn)，如此能及時判斷出具體的故障點，及時處理，避免故障擴大化。

2.4、電控系統(tǒng)的設(shè)計

(1)將油氣潤滑的電控系統(tǒng)設(shè)計為一套獨立的電控系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)不進入軋線PLC系統(tǒng)，只送3個點至軋線PLC系統(tǒng)。即“運行”、“輕故障”、“重故障”，詳細的故障提示在上位機中體現(xiàn)，每個分站的潤滑可單獨控制啟停，當(dāng)某個分站潤滑出現(xiàn)問題時不會聯(lián)鎖影響到其它設(shè)備的正常運行；

(2)電控系統(tǒng)采用西門子PLC系統(tǒng)并在Pl操作臺設(shè)置上位機進行監(jiān)控、操作和相關(guān)參數(shù)設(shè)置，用WINCC生成可視化操作監(jiān)控畫面，整個系統(tǒng)工作流程一目了然。通過報警提示及時發(fā)現(xiàn)故障部位，油箱液位、供油及油量分配、壓縮空氣壓力、油氣流量等都設(shè)有監(jiān)控；

(3)油位監(jiān)控：主站油箱的液位由液位開關(guān)進行監(jiān)視，當(dāng)油箱中的潤滑劑只剩下113時，液位開關(guān)就會發(fā)出報警信號。報警信號及提示可以在上位機操作畫面清楚的看到：

(4)壓縮空氣壓力監(jiān)控：分站中的的壓力開關(guān)用于監(jiān)視經(jīng)減壓后的壓縮空氣壓力，如果壓力低于2bar，壓力開關(guān)就會發(fā)出故障信號；

(5)輸油量監(jiān)控：當(dāng)系統(tǒng)接通后，遞進式分配器的總監(jiān)視時間功能就啟用了。遞進式分配器每工作一個行程(內(nèi)部所有活塞均動作一次)，裝在分配器上的接近開關(guān)就會相應(yīng)發(fā)出感應(yīng)信號，信號經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)化為每個行程的監(jiān)視時間。

3、效果

改造后的油氣潤滑系統(tǒng)，徹底解決了原系統(tǒng)壓力低、設(shè)備潤滑易發(fā)生故障的問題，提高了作業(yè)率；由于油氣潤滑系統(tǒng)能夠為軋機軸承及導(dǎo)衛(wèi)軸承提供合適的供油量及供油時間，燒軸承現(xiàn)象減少、油耗明顯降低(油耗由40多桶降為13桶)，大大降低了生產(chǎn)成本及維檢工作量，改善了現(xiàn)場環(huán)境。油氣潤滑系統(tǒng)的成功改造，印證了油氣潤滑系統(tǒng)有著無可比擬的優(yōu)點，降低成本，節(jié)約人力，減少維護，對環(huán)境友好，隨著軋制速度及自動化水平的不斷提高，油氣潤滑應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣闊。

（來源：液壓氣動與密封）