田秀平

（北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司設(shè)備開發(fā)成套部 北京1000 43）

1 引言

隨著工業(yè)化程度的不斷提高，油氣潤(rùn)滑目前是比較先進(jìn)的、清潔的、投資小的環(huán)保節(jié)能型潤(rùn)滑方式。油氣潤(rùn)滑已廣泛適用于不同轉(zhuǎn)速和載荷的滾動(dòng)軸承、封閉的齒輪、鏈條滑板、機(jī)車車輪、導(dǎo)軌、棒線材軋機(jī)的軸承、輥道軸承、導(dǎo)衛(wèi)和活套輥軸承。

早在20世紀(jì)60年代，在德國人們就已發(fā)現(xiàn)可以用壓縮空氣作為載體將潤(rùn)滑油通過管路輸送到潤(rùn)滑點(diǎn)，奠定了油氣潤(rùn)滑最初的理論基礎(chǔ)。德國REBS集中潤(rùn)滑技術(shù)有限公司在油氣潤(rùn)滑技術(shù)方面取得了令世人矚目的進(jìn)展，并以其獨(dú)特的專有技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位。從國外引進(jìn)軋機(jī)設(shè)備上都配有油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代后期隨著棒線材項(xiàng)目的投入最旺期，并逐漸開始在各個(gè)領(lǐng)域推廣使用油氣潤(rùn)滑技術(shù)。

2 油氣潤(rùn)滑的獨(dú)特特點(diǎn)

油氣潤(rùn)滑與傳統(tǒng)的干油和稀油潤(rùn)滑相比，它具有無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：

2.1 投資小

系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，設(shè)備采購成本以及安裝工程量和調(diào)試費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)費(fèi)用。

2.2 污染小

首先油氣潤(rùn)滑與油霧潤(rùn)滑相比，油霧潤(rùn)滑產(chǎn)生小顆粒油霧，環(huán)境污染嚴(yán)重，對(duì)人體極其有害，這是它致命的缺陷。而油氣潤(rùn)滑最顯著的優(yōu)勢(shì)是不產(chǎn)生油霧，有利于環(huán)境的保護(hù)。還有每點(diǎn)的供油消耗量小，絕無過量潤(rùn)滑現(xiàn)象。同時(shí)在檢修更換軸承的時(shí)候也不需要象干油潤(rùn)滑那樣粘附在軸承腔室的大量干油進(jìn)行清理，而對(duì)于這些已用的干油不僅污染環(huán)境，影響生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)軋機(jī)的清潔。進(jìn)行處理還需要一定的人力、物力費(fèi)用。

2.3 耗油量極低

根據(jù)對(duì)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)使用現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地勘察以及相關(guān)軋機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)際采集分析發(fā)現(xiàn)，油氣潤(rùn)滑的耗油量是稀油和干油潤(rùn)滑方式的十幾分之一，這一顯著優(yōu)點(diǎn)為用戶節(jié)約了大筆的費(fèi)用并降低了生產(chǎn)成本。

2.4 設(shè)備使用壽命大幅提高

油氣潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油是由壓縮空氣輸送到潤(rùn)滑點(diǎn)，所以潤(rùn)滑點(diǎn)的正壓較大，在軸承內(nèi)腔可起到非常好的密封作用。而有效地防止了外部流體或贓物侵入內(nèi)部危害軸承現(xiàn)象的發(fā)生。油氣潤(rùn)滑的壓縮空氣流速高，易于帶走磨擦熱，降低磨擦付的工作溫度，冷卻效果很好。

2.5 智能化程度高

油氣自配完整的電控裝置，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的各種元件進(jìn)行控制并顯示其運(yùn)行狀況。各種故障或報(bào)警信號(hào)引入其他控制系統(tǒng)參與聯(lián)鎖。可配備液晶顯示器，可以輕松設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，能夠提示故障類型和故障排除方法，系統(tǒng)的自我診斷功能得以加強(qiáng)，同時(shí)自身的安全性和可靠性也得以提高。

3 油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制形式

一般油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)有：

3.1 單線二分式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)

主要由油氣站、電控箱（PLC）、一級(jí)遞進(jìn)式單線油分配器、二級(jí)遞進(jìn)分配式油氣混合器以及系統(tǒng)管路和附件。主要適用于潤(rùn)滑點(diǎn)多（約200點(diǎn)以下）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工況條件好的場(chǎng)合。不適合高溫區(qū)域安裝使用。還有分配器都是定量容積式分配器，油量不能調(diào)節(jié)。在現(xiàn)場(chǎng)不能隨意增減油氣供應(yīng)點(diǎn)。棒線材軋機(jī)前后導(dǎo)位和活套的潤(rùn)滑。

3.2 單線混分式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)

主要由油氣站、電控箱（PLC）、一級(jí)油氣混合器、油氣分流器以及管路和附件。主要適用于任何工況條件下潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)量中等（200點(diǎn)以下）的單臺(tái)機(jī)組或多臺(tái)機(jī)組設(shè)備?？墒褂貌煌h(huán)境條件下，不受溫度變化影響。在現(xiàn)場(chǎng)若潤(rùn)滑點(diǎn)增減變化，則需調(diào)整末級(jí)油氣分流器的規(guī)格即可。

3.3 單線-多區(qū)式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)

主要由油氣站、電控箱（PLC）、油氣衛(wèi)星站、油氣分流器以及管路和附件。本系統(tǒng)適用于潤(rùn)滑點(diǎn)大量（可多達(dá)數(shù)千點(diǎn)），分布范圍廣，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。如適合長(zhǎng)時(shí)期在高溫輻射影響條件下的區(qū)域安裝使用，此系統(tǒng)擴(kuò)展性良好，但系統(tǒng)需新增加衛(wèi)星站還需增加電控部分的控制區(qū)域數(shù)。棒線材熱送區(qū)域輥道和臺(tái)架軸承的油氣潤(rùn)滑。

3.4 單線卸壓式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)

主要由油氣站、電控箱（PLC）、單線卸壓式油氣分配混合器以及管路和附件。適用于潤(rùn)滑點(diǎn)較少的場(chǎng)合。油氣混合器內(nèi)有運(yùn)動(dòng)件和密封件，不適宜長(zhǎng)時(shí)間在高溫輻射工況區(qū)域安裝使用，給油動(dòng)作無監(jiān)控，不給油或滲油不易發(fā)現(xiàn)?？梢噪S時(shí)增減潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)。

3.5 雙線式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)

主要由油氣站、電控箱（PLC）、雙線油氣分配混合器以及管路和附件。適用于大量潤(rùn)滑點(diǎn)的場(chǎng)合。不適宜長(zhǎng)時(shí)間在高溫輻射工況區(qū)域安裝使用，給油動(dòng)作無監(jiān)控，若每點(diǎn)配設(shè)電氣信號(hào)檢測(cè)，則電氣系統(tǒng)復(fù)雜，投資大。此系統(tǒng)擴(kuò)展性不受限制，可以隨時(shí)增減潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)。油氣分配混合器采用模塊式組合設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)油量變化調(diào)整劑故障處理方便、簡(jiǎn)單、快捷。

圖1 油氣潤(rùn)滑站原理圖

圖2 雙線油分配器圖

圖3 軋機(jī)油氣混合分配器圖

3.6 雙線-遞進(jìn)式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)

主要由油氣站、電控箱（PLC）、雙線式油分配器，單線遞進(jìn)式油氣分配器以及管路和附件組成。主要用于設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)多，分布范圍廣，區(qū)域性給油需監(jiān)控的場(chǎng)合。不適宜長(zhǎng)時(shí)間在高溫輻射工況區(qū)域安裝使用，不可以隨時(shí)增減潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)。

4 油氣潤(rùn)滑在棒線材軋機(jī)上的應(yīng)用

以貴鋼線材1?！?6＃軋機(jī)和軋機(jī)前導(dǎo)位和活套的油氣潤(rùn)滑為例。下面闡述如何選擇油氣潤(rùn)滑控制形式和系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)參數(shù)、工作控制原理。

4.1 油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)控制形式的選擇

在以往的棒線材國產(chǎn)短應(yīng)力軋機(jī)的潤(rùn)滑大部分采用的是集中干油潤(rùn)滑，一次性成本相對(duì)低一些，但是后期的設(shè)備維護(hù)量大，容易碳化，污染相對(duì)比較嚴(yán)重。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大力提倡綠色鋼鐵，減小污染，通過文中開始論述的油氣潤(rùn)滑特點(diǎn)不難看出，油氣潤(rùn)滑是相對(duì)節(jié)能環(huán)保型潤(rùn)滑，是冶金發(fā)展需求的趨勢(shì)。貴鋼精品線材粗中軋機(jī)采用了油氣潤(rùn)滑。設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)在320點(diǎn)左右，并且潤(rùn)滑點(diǎn)分布區(qū)域廣，跨度范圍80m，每架軋機(jī)的區(qū)域給油量需要監(jiān)控。用點(diǎn)不是長(zhǎng)期處在高溫輻射區(qū)域，故控制形式采用雙線-遞進(jìn)式油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)。

4.2 軋機(jī)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)組成

4.2.1 油氣站組成：

油氣站（帶電控箱PLC）主要包括油箱及附件、2臺(tái)電動(dòng)柱塞泵組、供油過濾器、電磁換向閥、壓力開關(guān)、氣動(dòng)切斷閥，氣動(dòng)三聯(lián)件等組成。油氣站組成如圖1所示。

4.2.2 雙線油分配器

雙線油分配器共計(jì)7套，①～⑦ 分別供給1?！?4＃軋機(jī)和導(dǎo)位。每套供給2架軋機(jī)；4個(gè)出口，供給每架軋機(jī)接軸托架和每架軋機(jī)本體供油。每套雙線油分配器自帶電控箱。雙線油混合器如圖2所示。

4.2.3 油氣混合分配器

每架軋機(jī)由1個(gè)單線油分配器和6個(gè)單線遞進(jìn)式油氣分配器組成，分別供給操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的上軸承座和下軸承座及導(dǎo)位的潤(rùn)滑點(diǎn)。12＃、13＃、14＃、15＃軋機(jī)操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)前立活套采用雙線油氣混合分配器。16＃為線材懸臂輥軋機(jī)，潤(rùn)滑點(diǎn)為前后導(dǎo)位和活套，采用雙線油氣混合分配器。以軋機(jī)為例說明如圖3所示。

4.3 軋機(jī)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制原理

4.3.1 設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)

系統(tǒng)工作壓力18MPa；在40℃時(shí)，粘度為220mm2／s。泵流量1L／min。潤(rùn)滑介質(zhì)：礦物油。潤(rùn)滑點(diǎn)總需油量45mL／min，系統(tǒng)耗氣量16m3／min。

4.3.2 控制原理

電動(dòng)油氣潤(rùn)滑泵站設(shè)有一個(gè)容積0.5m3油箱，油箱上裝有一套液位控制器，設(shè)有高位點(diǎn)和低位點(diǎn)報(bào)警。電加熱器和電接點(diǎn)溫度計(jì)，由電接點(diǎn)溫度計(jì)檢測(cè)油箱油溫，當(dāng)油溫小于20℃時(shí)，控制電加熱進(jìn)行加熱；當(dāng)油溫大于40℃時(shí)，控制電加熱停止加熱。油箱頂面裝有2臺(tái)電動(dòng)油泵，1用1備。通過三位四通電磁換向閥向兩根供油主管供油。站內(nèi)設(shè)置電磁切斷閥和帶氣動(dòng)三聯(lián)件的壓縮空氣主管。

所有雙線式油分配器和單線遞進(jìn)式油氣分配混合器分別并接在主油管和主氣管上。在系統(tǒng)工作時(shí)，供氣主管內(nèi)壓縮空氣長(zhǎng)通，泵站內(nèi)電磁換向閥的第一條油路向分配器供油后，當(dāng)電磁閥后的壓力開關(guān)達(dá)到所設(shè)定值（可調(diào)），由時(shí)間繼電器控制延時(shí)一定時(shí)間2s～3s（可調(diào)）后，三位四通電磁換向閥換向，通過第二條油路向分配器供油。同樣當(dāng)電磁閥后的壓力開關(guān)達(dá)到所設(shè)定值（可調(diào)），由時(shí)間繼電器控制延時(shí)一定時(shí)間2s～3s（可調(diào)）后，三位四通電磁換向閥失電，油泵打出的油通過電磁閥中位流回油箱，這樣完成一個(gè)工作循環(huán)周期。潤(rùn)滑站按照設(shè)定周期時(shí)間間隔向潤(rùn)滑點(diǎn)供油。

系統(tǒng)正常工作時(shí)，壓力開關(guān)的設(shè)定值必須能夠保證在電磁閥換向之前，站外所有雙線油分配器上的一側(cè)接近開關(guān)全部發(fā)出正常信號(hào)，即雙線油分配器工作正常。每套雙線油分配器都配有電控箱，每個(gè)出口都設(shè)有壓力檢測(cè)開關(guān)信號(hào)，全部發(fā)出正常信號(hào)后，表示分配器均已供出給定油量，隨時(shí)反饋到潤(rùn)滑站PLC，這樣實(shí)時(shí)監(jiān)控每架軋機(jī)的供油情況。雙線油分配器的選用規(guī)格為0.25ml／次～3ml／次（可調(diào)）根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)的需油量來調(diào)節(jié)活塞桿的運(yùn)動(dòng)行程調(diào)整分配器輸出油量。

最后通過雙線油分配器的計(jì)量模塊的精確分配，進(jìn)入下一級(jí)定量分配器單元，根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)來確定油氣分配器的底板數(shù)量，出口方向，定量塊給油量以及監(jiān)控部件?？梢愿鶕?jù)潤(rùn)滑點(diǎn)的功能要求來選擇油氣分配器的不同監(jiān)控部件如帶目視桿，只能就地看。帶手動(dòng)微動(dòng)開關(guān)的，出現(xiàn)故障，微動(dòng)開關(guān)彈起，可手動(dòng)復(fù)位。帶接近開關(guān)的，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控潤(rùn)滑點(diǎn)。

潤(rùn)滑系統(tǒng)的所有信號(hào)都可以通過DP網(wǎng)線上傳到主控室，對(duì)系統(tǒng)故障實(shí)時(shí)監(jiān)控。與軋線軋機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連鎖控制。

5 結(jié)束語

油氣潤(rùn)滑技術(shù)突出的優(yōu)越性已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)同，不僅軋機(jī)上的應(yīng)用，油氣潤(rùn)滑在我國有著極其廣闊的發(fā)展前景。不僅適合未來的項(xiàng)目，而且適用于改造項(xiàng)目，淘汰落后的技術(shù)。當(dāng)前，我國的潤(rùn)滑技術(shù)水平不斷提高，而成本又比進(jìn)口要低很多，可以推動(dòng)我國冶金設(shè)備和其它工業(yè)設(shè)備潤(rùn)滑整體技術(shù)水平的提高。

［1］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［2］胡邦喜.設(shè)備潤(rùn)滑基礎(chǔ).北京：冶金工業(yè)出版社，2002.