劉東
摘 要：針對(duì)軋機(jī)油氣潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)軸承、導(dǎo)衛(wèi)軸承潤滑設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)為意大利POMINI軋機(jī)，全線18架軋機(jī)的軋機(jī)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(diǎn)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(yùn)行狀況
1.1、工作過程
油泵站輸出的潤滑油經(jīng)過一級(jí)分配器、二級(jí)分配器供到三級(jí)分配器上(二級(jí)分配器和三級(jí)分配器均設(shè)置在軋機(jī)本體上)，在三級(jí)分配器上與空氣混合后形成油氣混合物供到軋機(jī)軸承、導(dǎo)位軸承等潤滑部位，如圖l所示。一級(jí)分配器的作用是對(duì)油泵輸出的壓力潤滑油進(jìn)行流量的均勻分配；二級(jí)分配器是對(duì)每一架軋機(jī)上的五個(gè)三級(jí)分配器定量供油，五個(gè)出油口分別連接四個(gè)軋機(jī)軸承分配器和一個(gè)導(dǎo)衛(wèi)分配器：三級(jí)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(diǎn)。
1.2、存在的問題
軋機(jī)油氣潤滑系統(tǒng)在運(yùn)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(jī)的三級(jí)分配器混合前，油和氣為獨(dú)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(dá)潤滑點(diǎn)時(shí)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(bào)警，影響生產(chǎn)和設(shè)備的正常運(yùn)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(jī)，每架軋機(jī)的軋機(jī)軸承和導(dǎo)衛(wèi)軸承的油氣由同一個(gè)一級(jí)分配器、二級(jí)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(jī)軸承。導(dǎo)致燒導(dǎo)衛(wèi)軸承現(xiàn)象頻繁，嚴(yán)重影響過鋼節(jié)奏，為保證各處軸承的供油量，將供油時(shí)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(jī)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(duì)供油間隔時(shí)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(jī)軸承的供油量也隨之增加，導(dǎo)致多余油從軋機(jī)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(gè)主油管路、兩套氣源處理裝置(兩個(gè)主氣源管路)、一個(gè)潤滑主站、六個(gè)潤滑分站及一級(jí)、二級(jí)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(dòng)減壓閥、空氣濾清器、截止閥、電磁閥、壓力表等。兩個(gè)主氣源管路，一路送l～12架軋機(jī)及其附屬設(shè)備，即1#分站。3#分站；另外一路送13～18架軋機(jī)及其附屬設(shè)備，即錯(cuò)分站一6#分站。潤滑主站負(fù)責(zé)向分站供送潤滑油。主要由油箱、齒輪泵及電控檢測(cè)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(jìn)式分配器、油氣混合塊等組成。遞進(jìn)式分配器負(fù)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(jìn)式分配器等集成并裝配在分站內(nèi)。
一級(jí)、二級(jí)油氣分配器裝設(shè)在從油氣混合塊出口至潤滑點(diǎn)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(jí)油氣分配器或兩級(jí)油氣分配器分配后輸送到潤滑點(diǎn)對(duì)軸承起潤滑作用，同時(shí)，其中的壓縮空氣從軸承座溢出時(shí)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(gè)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(jìn)式分配器進(jìn)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(jìn)入油氣管道。油氣流通過兩級(jí)油氣分配器的分配，Z后以一股極其精細(xì)的連續(xù)油滴流噴射到設(shè)備的潤滑點(diǎn)。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(gè)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(jī)軸承和導(dǎo)衛(wèi)軸承共用一個(gè)分配器
將軋機(jī)軸承、托架、導(dǎo)衛(wèi)軸承的潤滑設(shè)計(jì)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(diǎn)進(jìn)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(jìn)式分配器上游設(shè)置一個(gè)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(jìn)式分配器的壓力油。在遞進(jìn)式分配器上裝有接近開關(guān)用來對(duì)分配器的工作行程數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，一旦行程數(shù)達(dá)到設(shè)定值，球座式換向閥就會(huì)關(guān)閉，隨后就暫停工作直到下一個(gè)工作周期。根據(jù)生產(chǎn)和設(shè)備的特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)遞進(jìn)式分配器的工作周期，實(shí)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(shí)達(dá)到節(jié)油的目的。
2.3、觀測(cè)點(diǎn)的改進(jìn)
原潤滑系統(tǒng)在軋機(jī)潤滑點(diǎn)處的油氣管均為不透明的橡膠管，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣是否斷流，只能通過潤滑系統(tǒng)延時(shí)報(bào)警、設(shè)備停車后才能發(fā)現(xiàn)潤滑出現(xiàn)了故障。針對(duì)這一弊端做了兩方面的改進(jìn)：一是將分站內(nèi)混合塊出口的油氣管設(shè)計(jì)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(dòng)，如果某個(gè)管路堵塞，則看不到這種流動(dòng)或油流量很小，這樣可以直觀、迅速的發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在哪個(gè)支路。二是將軋機(jī)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(gè)潤滑點(diǎn)斷流都會(huì)通過其連接的透明軟管發(fā)現(xiàn)，如此能及時(shí)判斷出具體的故障點(diǎn)，及時(shí)處理，避免故障擴(kuò)大化。
2.4、電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(1)將油氣潤滑的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一套獨(dú)立的電控系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)不進(jìn)入軋線PLC系統(tǒng)，只送3個(gè)點(diǎn)至軋線PLC系統(tǒng)。即“運(yùn)行”、“輕故障”、“重故障”，詳細(xì)的故障提示在上位機(jī)中體現(xiàn)，每個(gè)分站的潤滑可單獨(dú)控制啟停，當(dāng)某個(gè)分站潤滑出現(xiàn)問題時(shí)不會(huì)聯(lián)鎖影響到其它設(shè)備的正常運(yùn)行；
(2)電控系統(tǒng)采用西門子PLC系統(tǒng)并在Pl操作臺(tái)設(shè)置上位機(jī)進(jìn)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(gè)系統(tǒng)工作流程一目了然。通過報(bào)警提示及時(shí)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(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)油箱中的潤滑劑只剩下113時(shí)，液位開關(guān)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)及提示可以在上位機(jī)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(huì)發(fā)出故障信號(hào)；
(5)輸油量監(jiān)控：當(dāng)系統(tǒng)接通后，遞進(jìn)式分配器的總監(jiān)視時(shí)間功能就啟用了。遞進(jìn)式分配器每工作一個(gè)行程(內(nèi)部所有活塞均動(dòng)作一次)，裝在分配器上的接近開關(guān)就會(huì)相應(yīng)發(fā)出感應(yīng)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)化為每個(gè)行程的監(jiān)視時(shí)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?yàn)檐垯C(jī)軸承及導(dǎo)衛(wèi)軸承提供合適的供油量及供油時(shí)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(chǎng)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(diǎn)，降低成本，節(jié)約人力，減少維護(hù)，對(duì)環(huán)境友好，隨著軋制速度及自動(dòng)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(dòng)與密封）
