何宇征

（哈爾濱寶亮凱瑞科技發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150008）

1 前言

油氣潤滑系統(tǒng)是在油霧潤滑系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。德國REBS集中潤滑技術(shù)有限公司的工程師將潤滑油計量分配后，輸送到專門設(shè)計的油氣混合塊，再通過管道輸送出去，形成了油氣潤滑系統(tǒng)。與油霧潤滑不同的是，油氣潤滑系統(tǒng)沒有霧化裝置，潤滑油的分配靠遞進式分配器完成，潤滑油和空氣的摻混在油氣混合塊內(nèi)進行，在整個潤滑油的分配、摻混過程中，不存在潤滑油的霧化，油氣兩相流體經(jīng)過φ4-10mm的輸送管輸送到潤滑點，在輸送管內(nèi)，油氣兩相流體形成穩(wěn)定的環(huán)狀流動，這種環(huán)狀流流型的特點是：氣相速度較高，液相速度較低，一般形成在管內(nèi)充分發(fā)展段，潤滑油在管內(nèi)連續(xù)、均勻的攤開，以油膜的形式分布在管壁上，同時管中心高速流到的空氣中含有少量的油滴，這種油氣環(huán)狀流動可以保證每時每刻都有潤滑油輸送到潤滑區(qū)，氣相速度相對較高，可以保證一個相對較高的氣體出口流速，有利于換熱。典型的油氣潤滑系統(tǒng)如圖1所示，由壓氣機、滑油泵、空氣體積流量計、輸送管路、油氣混合塊等幾部分組成。空氣由壓力機經(jīng)調(diào)壓閥、體積流量計進入油氣混合塊，潤滑油由電磁計量泵經(jīng)單向閥供入油氣混合塊，通過調(diào)節(jié)供油時間間隔來精確調(diào)整供油量，滑油和空氣由油氣輸送管至潤滑點。

圖1 油氣潤滑系統(tǒng)組成圖

2 油氣潤滑在國外應(yīng)用研究現(xiàn)狀

油氣潤滑已成功應(yīng)用于滾動軸承中，并且國外學(xué)者進行了一系列關(guān)于油氣潤滑應(yīng)用于滾動軸承的基礎(chǔ)研究，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)油潤滑相比，油氣潤滑具有降溫明顯，耗油量低的特點。Cheng-Hsien Wu等運用正交試驗法，以單位時間供油量、供油時間間隔、供氣壓力、管道長度、滑油粘度為影響因素，運用正交試驗法分析了使得滾動軸承溫升的最佳參數(shù)配比，并指出單位時間供油量、供油時間間隔、供氣壓力是影響油氣潤滑軸承溫升的主要因素。K.Ramesh等的研究表明，油氣潤滑應(yīng)用于滾動軸承時，滾子與壁面之間存在油膜，并運用電容法測量的油膜厚度，認(rèn)為油氣潤滑對滾動軸承的冷卻換熱主要以對流換熱為主。

3 油氣潤滑國內(nèi)研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，油氣潤滑已經(jīng)成功應(yīng)用于工業(yè)滾動軸承的潤滑冷卻，并逐漸取代了油潤滑方式，各個研究機構(gòu)亦開展了油氣潤滑的系統(tǒng)優(yōu)化，影響因素及輔助系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)研究。許多學(xué)者的研究表明在油氣潤滑應(yīng)用于滾動軸承時，存在一個最佳供油量，使得軸承的溫升最低，并且滾動軸承溫升隨著滑油粘度，軸承轉(zhuǎn)速，供氣壓力，供油氣位置、供油頻率的變化而變化。隨著供油量增大，軸承溫度呈現(xiàn)由大變小，再由小變大的漸進變化；隨著粘度指數(shù)的增大，

軸承溫升同樣呈現(xiàn)由大到小，再由小到大的變化過程。采用油氣潤滑方式對滾動軸承的潤滑效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的純油潤滑，在某實驗工況下，與傳統(tǒng)的連續(xù)供油潤滑方式相比,油氣潤滑可以使?jié)L動軸承的溫升降低5℃;油氣潤滑滾動軸承的潤滑效果與供油量有直接的關(guān)系,在不同的速度、載荷條件下，具有不同的最佳供油量，在最佳供油量下工作可以使得各溫度測量點的溫升最低,潤滑效果最好。除了在降溫方面油氣潤滑具有明顯優(yōu)勢外，在軸承壽命及軸承密封上，油氣潤滑亦好于傳統(tǒng)油潤滑，包鋼煉鋼廠5#連鑄機二冷室連鑄設(shè)備原來采用油潤滑，扇形段軸承的平均使用使用壽命為0.5個月，采用油氣潤滑后扇形段的使用壽命提高到了6個月。馬鞍山鋼鐵股份有限公司一煉鋼廠1400m坯連鑄機為西重所設(shè)計制造，原連鑄機所有設(shè)備軸承的潤滑都采用集中式干油潤滑，扇形段輥組軸承壽命只有1～2個月，最多4個月，因此不得不經(jīng)常停機檢修更換扇形段，離線將損壞的輥子換下拿去修復(fù)，每年為此支出的費用都在1 000萬元以上，采用油氣潤滑后軸承一年內(nèi)無損壞。

4 結(jié)束語

綜上所述，油氣潤滑應(yīng)用于滾動軸承與傳統(tǒng)油潤滑相比具有如下優(yōu)勢：

（1）滑油消耗低，節(jié)約潤滑劑用量；

（2）軸承溫升低于傳統(tǒng)油潤滑，軸承壽命得到提高；

（3）集中潤滑系統(tǒng)有利于管理維護，利用PLC精確控制供油量、供氣量，自動化程度高。

雖然油氣潤滑已經(jīng)在滾動軸承中成功應(yīng)用，但是仍然有很多問題需要探索和解決，主要體現(xiàn)在：

（1）油氣潤滑冷卻機理尚不明確，對軸承內(nèi)部流體膜承載機理尚不清晰；

（2）對于不同軸承的供油量、供氣量選擇配比關(guān)系尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；

（3）由于油氣潤滑系統(tǒng)應(yīng)用于滾動軸承時必須配備氣壓源，這在某種程度上限值了油氣潤滑系統(tǒng)應(yīng)用于燃機、航空等領(lǐng)域；

（4）油氣潤滑在陶瓷軸承等其他材料滾動軸承的應(yīng)用上處于空白階段。

油氣潤滑用于滾動軸承比傳統(tǒng)潤滑具有很多優(yōu)勢，但油氣潤滑多方面、大范圍使用還需要進一步的研究和不斷的探索。