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高線軋機軸承潤滑分析與應用研究
2023-12-13
陳可夫 黎建
摘 要：優特綱高線軋機運行環境較為惡劣，保障套軸承的潤滑效果對于提高設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軸承潤滑進行了分析與應用研究。主要對高線軋機軸承潤滑原理進行了分析，研究了高線軋機軸承潤滑機械的組成及控制分析，特別是高線軋機軸承潤滑機械的組成分析，高線軋機軸承潤滑液體供應控制，高線軋機軸承潤滑液體自動配置控制等。結合存在的問題，筆者對高線軋機軸承潤滑系統進行了改進設計與分析，完成了空氣供應方式的改進研究、潤滑液體供應優化分析、軋機密封設備改進研究。臨末對高線軋機軸承潤滑系統進行了應用分析，并給出了高線軋機軸承潤滑系統使用維護與故障分析的方法。該研究成果對于相關技術人員學習專業知識，提高優特鋼高線軋機設備的使用壽命和安全性能具有較好的參考意義。
近年來，隨著冶金技術水平和機械制造行業的不斷進步，優特鋼的線材的軋機在運行過程中速度逐漸加快，完善了高線軋機系統，提高了冶金設備的自動化程度。越來越高的線材速度對軋機運轉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的軸承潤滑工作，進而提高設備使用壽命至關重要，軸承設備的正常運轉直接關系到優特鋼高線軋機系統的運行安全與運行效率，因此有必要對優特鋼高線軋機軸承潤滑進行相關分析與應用研究。
冶金行業常用的線材軋機軸承潤滑技術可以應用于低轉速的工作情況，已經取得了一定效果，但是常規潤滑系統一般受到相關施工參數的限制。新型軸承潤滑技術可以大大提高優特鋼線材軋機的使用時間，減少設備維修費用和維護費用，對于工況較為惡劣的冶金環境，新型軸承潤滑技術可以應用于活套設備、導衛設備等高速運行軸承上。
一、高線軋機軸承潤滑原理分析
筆者研究的高線軋機軸承潤滑系統采用新型的油氣潤滑設計，其工作原理是將潤滑液體和氣體先進行充分混合，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，能夠單獨發揮作用，整個過程是物理變化，潤滑流體在氣體的帶動下，經過管壁流動，在管壁上流動過程中，混合液體是旋轉前進的，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相，所以呈現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向前移動，直到潤滑設備所有壁面，初始呈點狀分布的潤滑液連接成為一個整體，呈現連續相的狀態，在軸承內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，減少設備磨損的作用。在整個新型潤滑系統中，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，達到了平衡狀態。
二、高線軋機軸承潤滑機械的組成及控制分析
（一）高線軋機軸承潤滑機械的組成分析
高線軋機軸承潤滑系統的組成較為復雜，當前常用的機械系統主要有以風能為動力的單線遞進潤滑系統，以電能為動力的單線遞進潤滑系統，以電能為動力的壓力保持式潤滑系統，多線程潤滑系統，單線程潤滑系統等。高線軋機軸承潤滑系統的組成設備有潤滑中心站，相關組件主要有風能動力和電能動力設備，潤滑液分配設備，主要采取遞進式分布；潤滑液混合設備；電能及設備運行電氣自動控制設備；配套潤滑流體流動管線；潤滑液存儲設備；潤滑液過濾設備等。
（二）高線軋機軸承潤滑液體供應控制
高線軋機軸承潤滑液體供應控制的精準度直接關系到設備的潤滑效果和使用壽命，為此筆者設計了多臺潤滑液供應泵進行潤滑液的供給，其中一臺設備備用。采用齒輪泵進行流體控制，并做好流體溢流閥門的壓力設置。筆者在齒輪泵的吸入口位置設計了過濾裝置，確保潤滑液體的純度，不同齒輪泵供應選擇可以通過自動控制屏幕進行選擇，齒輪泵的開啟和關閉采用非連續的工作模式，當壓力低于設定值時泵啟動，當壓力高于設定值時泵關閉，所有功能均可通過潤滑中心站控制。同時，筆者設計了能量存儲裝置，確保潤滑液的穩定供應。
（三）高線軋機軸承潤滑液體自動配置控制
高線軋機軸承潤滑液體在應用過程中的合理分配與自動控制對于整個優特鋼高線軋機的穩定與安全運行至關重要，當前常用的潤滑液主要通過特定的分配裝置進行，一般潤滑液在總系統中分配給后續的模塊，并通過相應的分配裝置進行分配，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，液力活塞在相應流體的作用下發生移動，活塞的尺寸與流體量是成正比關系的。該潤滑液自動配置裝置是完整系統，需要各個活塞之間配合運作，如果其中某個活塞發生故障就會對整個系統產生影響，因此，筆者設計了配套的監視系統，確保高線軋機軸承系統在應用過程的穩定。另外，筆者設計的軸承潤滑體系采用非連續性的工作模式，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出，實現分配器的適時供液。筆者設計的優特鋼高線軋機潤滑液系統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的影響，促進油液安全均勻到達潤滑位置，延長設備使用壽命。
三、高線軋機軸承潤滑系統改進設計與分析
優特鋼高線軋機潤滑系統的工作環境很差，生產過程中處于高溫度、高載荷、液體腐蝕等工況下，在高線軋機運行期間在軸承損壞的情況，使整個系統不受控制，對優特鋼的正常生產造成了較大影響，為此筆者從空氣供應方式、潤滑液供應方式、軋機密封設備的優化等方面對系統進行了改進，提高了設備的使用效果。
（一）空氣供應方式的改進研究
高線軋機的潤滑液動力供應主要為壓縮空氣，筆者設計的空氣供應系統為企業的空氣壓縮管網中心，空氣的是否供應有電磁設備統一控制，并進行實時監測，一旦發現空氣壓力低于目標值就進行預警，相關技術人員即開始進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、流量供應不及等問題，筆者主要從以下方面進行了優化，首先是完善優化供應管道結構，針對不同的高線軋機配備不同的供應總站系統，壓縮空氣由總站統一控制，改變了前期的均勻分流的狀態，不同的潤滑點和位置分別與不同的空氣供應系統連接，實現并聯，這樣即使空氣供應系統發生故障，也不會影響系統的整體運行，確保了潤滑液的供應充足。另外，筆者對空氣供應系統的雜質過濾系統進行了優化設計，增加了系統的過濾面積，降低了油液系統的堵塞風險。
（二）潤滑液體供應優化分析
在潤滑液體供應的改進分析和優化中，筆者主要對優特鋼高線軋機的潤滑液體供應時間、潤滑液供應量等進行了分析。優特鋼高線軋機潤滑液供應優化至關重要，如果潤滑液體供應適當，可以在軸承與基礎之間形成良好的潤滑油膜，使設備處于動態潤滑的狀態，降低甚至避免了設備的摩擦損耗或發熱等。筆者通過對相關設備和系統優化設計，使系統在運轉過程中，不僅保持了發熱的穩定，同時又在摩擦副之間形成了穩定的潤滑油膜結構，并通過了室內試驗驗證，確保了油路供應情況、軸承設備選型、潤滑液體的配伍性。
（三）優特鋼高線軋機密封設備改進研究
優特鋼高線軋機的密封至關重要，密封設備的安全性直接關系到系統的安全工作性能。常用的密封設備在使用過程中出現過密封設備失靈，潤滑液外流的情況，導致摩擦失效，造成技術和安全事故。所以筆者對優特鋼高線軋機密封設備進行了研究分析，選用的密封設備內部帶有金屬龍骨，充分確保其強度和剛度，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，充分確保密封性能，龍骨金屬絲的直徑設計為一個毫米，充分滿足密封設備的預緊力要求。
四、高線軋機軸承潤滑系統應用、維護與故障分析
高線軋機軸承新型潤滑系統具有較好的應用優勢，在現場的應用中取得了較好的效果，該新型潤滑系統具有重復使用功能，可以進行多次利用；通過系統的自動化控制可以實現不同潤滑區域的油量精準控制，使高線軋機軸承處于較好的運行狀態下，系統中使用的壓縮空氣能夠有效帶走系統摩擦產生的熱量，提高系統的密封效果。該新型的高線軋機軸承潤滑系統在現場進行了應用，應用結果表明該系統不僅能夠保證系統的潤滑性能，又大大降低了系統的能量消耗。
在系統運行過程中，需要定期對系統進行維護，對于出現的故障進行及時維修。維護過程中要求按照規范進行，確定操作符合相關標準；對于潤滑液要確保干凈無污染；定期對氣體動力泵進行維護、檢查，對不合格產品及時更換；定期檢查液體、氣體過濾材料的性能，確保過流能力。檢查相關油路管線和接頭，確保無泄漏。對于出現的故障及時分析處理，如果泵壓力過高或過低，則采用更換設備的方式將漏點堵住，或者清理堵塞通道。對于潤滑區域缺少油液的情況，要求及時對儲油設備進行維修。
五、結論
筆者對高線軋機軸承潤滑進行了分析與應用研究。研究了高線軋機軸承潤滑機械的組成及控制分析，特別是高線軋機軸承潤滑機械的組成分析，高線軋機軸承潤滑液體供應控制，高線軋機軸承潤滑液體自動配置控制等。并對高線軋機軸承潤滑系統進行了改進設計與分析，給出了高線軋機軸承潤滑系統使用維護與故障分析的方法。本文的研究對于提升企業生產安全與生產效率具有重要的指導意義。
來源：冶金管理
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