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油氣潤滑應(yīng)用在軋機軸承上的優(yōu)勢

2014-02-08

劉偉
（唐鋼冷軋薄板廠，河北 唐山 063000）
　　摘　要：通過闡述油氣潤滑的工作原理和基本構(gòu)造，分析其在軋輥軸承上的應(yīng)用情況，進而和傳統(tǒng)潤滑的對比，突出其在應(yīng)用在軋機軸承上的優(yōu)勢，從而證明油氣潤滑能不僅提高了軋輥軸承的使用壽命，降低軸承的消耗，其應(yīng)用在軋機軸承是成熟可靠的。
　　關(guān)鍵詞：油氣潤滑；軋機軸承；傳統(tǒng)潤滑
　　0　前言
　　現(xiàn)代冷軋軋機中，支撐輥軸承大多采用油氣潤滑。軋機軸承的工況條件有如下幾個突出特點：一是軸承負(fù)荷大，軸承座內(nèi)裝配有四列圓錐滾子軸承或四列圓柱滾子軸承，整個軸承的直徑和寬度相對較大；二是潤滑部位點多面廣，潤滑困難。由于是串列軸承，存在多個摩擦副，輥頸處的密封也需要潤滑，在供給潤滑時應(yīng)采取快速和滲透性強的方式并在軸承座內(nèi)對潤滑進行二次分配，既要求潤滑劑能夠快速地滲透到各個摩擦副，同時還要考慮以不同的潤滑量分別供給軸承和輥頸密封；三是由于采用了工藝軋制液（乳化液等），軸承座受到乳化液的沖刷，乳化液不可避免地侵入到軸承座危害軸承；四是由于工藝的需要，軋輥在每軋制2-3班后就必須更換。因此軋機軸承由于潤滑不良而頻繁損毀，嚴(yán)重時甚至使軸承座和軋輥報廢，不僅導(dǎo)致很大的設(shè)備和停機損失，廢品率提高，而且備件和維修費用也不堪重負(fù)，并長期污染環(huán)境。另外，由于潤滑系統(tǒng)的干油或稀油的外泄對乳化液及乳化液系統(tǒng)等構(gòu)成嚴(yán)重影響甚至縮短了乳化液的更換周期，并影響帶鋼表面質(zhì)量等，這給冷軋生產(chǎn)帶來了諸多困難和挑戰(zhàn)。因此，在冷軋帶鋼生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的軋機軸承潤滑方式如干油潤滑、稀油潤滑或油霧潤滑已難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，采用一種新型的潤滑技術(shù)代替原有的潤滑方式勢在必行，目前油氣潤滑以它獨有的優(yōu)勢在冷軋機組中逐漸得以推廣。我唐鋼冷軋薄板廠的酸軋軋機支撐輥軸承就是采用了油氣潤滑，使用效果較好，至今未出現(xiàn)過由于潤滑不良而造成的燒損軸承情況。
　　1　油氣潤滑的基本原理
　　單相流體油和單相流體壓縮空氣混合后就形成了兩相油氣混合流，兩相混合流中油和壓縮空氣并不真正融合，而是在壓縮空氣的流動作用下，帶動潤滑油沿管道內(nèi)壁不斷地螺旋狀流動并形成一層連續(xù)油膜，Z后以精細(xì)的連續(xù)油滴的方式噴到潤滑點。也因此，在油氣潤滑系統(tǒng)中，總共有三種介質(zhì)即油、氣和油氣混合氣；對應(yīng)的也就有三種介質(zhì)管道及油管、氣管和油氣管。
　　在油氣管中，油的流動速度和壓縮空氣的流動速度大相徑庭，油的流動速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于壓縮空氣流速，而從油氣管中出來的油和壓縮空氣也是分離的，因此，壓縮空氣并沒有被霧化這是油氣潤滑和油霧潤滑的重大區(qū)別。換句話說，油氣潤滑和油霧潤滑在流體的物理性質(zhì)上有天壤之別。在油霧潤滑中，油被霧化成0.5-2μm的霧粒，而且油和氣兩種流體的流速是相等的，而在油氣潤滑中，油是以連續(xù)油膜的方式被導(dǎo)入潤滑點并在潤滑點處以精細(xì)油滴的方式噴射出來的，如果拿一張白紙放在油氣管出口處，會看到白紙上有星星點點的油滴。
　　在油氣管道中，由于壓縮空氣餓作用，起初潤滑油是以較大的顆粒呈間斷狀地粘附在管道內(nèi)壁四周，當(dāng)壓縮空氣快速流動時，油滴也隨之低速緩慢移動并逐漸被壓縮空氣吹散、變薄，在將到達(dá)管道末端時，原先是間斷地粘附在管壁四周的油滴已以波浪形油膜的形式連成一片，形成了連續(xù)油膜，被壓縮空氣以精細(xì)的連續(xù)油滴噴入潤滑點。
　　2　油氣潤滑和傳統(tǒng)潤滑的比較
　　油氣潤滑被稱為“氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)”，是一種新型的潤滑技術(shù)。它與傳統(tǒng)的單相流體潤滑技術(shù)相比，由于其成功地解決了干油潤滑、稀油潤滑和油霧潤滑所無法克服的難題，因此它具有其他潤滑方式無可比擬的優(yōu)越性。油氣潤滑與傳統(tǒng)潤滑方式的技術(shù)特性比較分析：
　　2.1 潤滑劑的利用率：干油潤滑的大部分潤滑劑會從軸承座的密封處排出，僅僅起填充及密封作用，并不能真正起潤滑作用，浪費嚴(yán)重，其耗油量是油氣潤滑的20-100倍。稀油潤滑的部分潤滑劑從軸承座的密封處排出，真正起潤滑作用的潤滑劑不到2％，大部分潤滑劑用于冷卻作用，所有油品使用一段時間之后必須全部更換；由于漏損及使用一段時間之后油品須全部更換，因此實際耗油量是油氣潤滑的10-30倍。油霧潤滑雖然僅有少量的潤滑劑從軸承座排出，但因潤滑劑粘度大小的不同而霧化率不同，對潤滑劑的利用率也只有約60％或更低；其耗油量是油氣潤滑的10-12倍。而油氣潤滑由于耗油量極小，只有微量的潤滑劑從軸承座排出，如果做成循環(huán)型系統(tǒng)，可實現(xiàn)零排放，其潤滑劑100％被利用，其耗油量是干油潤滑的1/20-1/100；是稀油潤滑的1/10-1/30；是油霧潤滑的1/10-1/12。
　　2.2 系統(tǒng)給油的準(zhǔn)確性及調(diào)節(jié)能力：干油潤滑和稀油潤滑能實現(xiàn)定時定量給油，可以在一定范圍內(nèi)對給油量進行調(diào)節(jié)。油霧潤滑的加熱溫度、環(huán)境溫度以及氣壓的變化和波動均會使給油量受到影響，不能實現(xiàn)定時定量給油，對給油量的調(diào)節(jié)能力極其有限。而油氣潤滑不僅可實現(xiàn)定時定量給油，而且可在極寬的范圍內(nèi)對給油量進行調(diào)節(jié)。
　　2.3 在惡劣工況下的適用性：干油潤滑的軸承座內(nèi)沒有正壓，外界臟物、水或有化學(xué)危害性的流體會侵入軸承座并危害軸承；不適用于對高速（或極低速）、重載、高溫和軸承座易受外界侵蝕的場合。稀油潤滑的軸承座內(nèi)基本沒有正壓，外界臟物、水或有化學(xué)危害性的流體會侵入軸承座并危害軸承：雖可用于高速（或極低速）、重載場合，但對高溫環(huán)境的適應(yīng)性差，不適用于軸承座易受外界侵蝕的場合。油霧潤滑的軸承座內(nèi)的正壓較小，在0.002Mpa以下，不足以阻止外界臟物、水或有化學(xué)危害性的流體侵入軸承座并危害軸承；在高速、高溫和軸承座易受外界侵蝕的場合適用性差；不適用于重載場合。而油氣潤滑的軸承座內(nèi)的正壓較大，約0.03Mpa-0.08Mpa，可有效防止外界侵蝕；適用于高速（或極低速）、重載、高溫和軸承座易受外界侵蝕的場合。
　　2.4 系統(tǒng)監(jiān)控性能：干油潤滑、稀油潤滑和油霧潤滑的監(jiān)控性能較弱或一般；而油氣潤滑所有動作元件和流體均能實現(xiàn)自動監(jiān)控。
　　2.5 軸承使崩壽命和投資收益：在軋機軸承潤滑中，干油潤滑和稀油潤滑的軸承使用壽命較短或一般；投資收益一般，消耗大，成本高。油霧潤滑的軸承使用壽命適中；投資效益較好。而油氣潤滑的軸承使用壽命很長；投資效益Z優(yōu)。
　　2.6 系統(tǒng)的環(huán)保性：干油潤滑大量的油脂從軸承座中溢出并污染環(huán)境或其它介質(zhì)（水、乳化液等），使用過的干油處理困難且須花費一定費用，每次更換軸承時都要對軸承上粘附的厚厚的油脂進行清洗。稀油潤滑的部分稀油從軸承座中溢出并污染環(huán)境或其它介質(zhì)(水、乳化液等)。油霧潤滑在霧化時有20％-50％的潤滑劑通過排氣進入外界空氣中成為可吸入油霧，對人體有害并污染環(huán)境。而油氣潤滑的潤滑油不會被霧化，也不和空氣真正融合，油品利用率高，對外界污染極小。如果做成循環(huán)型系統(tǒng)，可實現(xiàn)零排放。
　　3　結(jié)語
　　綜上所述，油氣潤滑油潤滑和油霧潤滑技術(shù)具有明顯的優(yōu)越性，同時一些冷軋廠的生產(chǎn)實踐也證明了油氣潤滑技術(shù)在冷軋生產(chǎn)上的采用是成熟可靠、經(jīng)濟環(huán)保的，值得推廣。由于采用油氣潤滑，不僅提高了軋輥軸承的使用壽命，降低了軸承的消耗和維修費用，而且提高了軋機設(shè)備的作業(yè)率。同時，潤滑劑的消耗大幅度降低，既節(jié)約了成本，又減少了污染，還降低了水處理的費用。油氣潤滑作為新一代的高效節(jié)能潤滑方式已經(jīng)在世界范圍內(nèi)獲得了越來越廣泛。

來源：《華東科技》2012年第8期