黃曉華（中鋁公司西北鋁加工廠，甘肅　定西　748111）

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1700mm冷軋機低壓液壓系統(tǒng)工作介質的分析改進

黃曉華
（中鋁公司西北鋁加工廠，甘肅定西748111）

摘要：本文通過對我單位1700mm冷軋機低壓液壓控制部分工況的分析，鑒于原來所用HM-46抗磨液壓油外泄漏造成的設備故障處理時間過長及頻繁再生造成的不利影響及存在問題，通過必要改進，用設備軋制所用工藝潤滑油替代原有設計工作介質的可行性及效果。

關鍵詞：工藝潤滑油；液壓油外泄；改進措施；效果

0　引言

￠400/￠1000*1700mm冷軋機是我單位主要生產設備，系國內某公司設計制造，用于1000，3000，5000，8000鋁及鋁合金板帶材的生產。設備龐大的液壓組成部分和眾多的管件，極易造成系統(tǒng)的跑冒滴漏。外泄的HM-46抗磨液壓油會使軋制用工藝潤滑油粘度的增高及光澤度發(fā)生變化，改變工藝潤滑油的物理化學指標，從而對影響工藝潤滑油的使用壽命和所生產產品的外觀。

1　抗磨液壓油外泄對工藝潤滑油的污染及影響

￠400/￠1000*1700mm鋁帶冷軋機工藝潤滑油由煤油作為基礎油，加入其它一些必要的添加劑組成。設備其它部位所用的一些高粘度機械油進入其中會對其工作性能造成影響，會在鋁帶材表面會形成缺陷。盡管現(xiàn)在的退火工藝采用先進的負壓退火裝備力爭將鋁板表面油漬排除，但高粘度機械油在鋁帶材表面粘附力較強，負壓退火只能減輕可但仍然使鋁帶材表面產生油斑。在實際生產中，為保證其性能指標，必須進行沖淡或專門的油再生設備進行處理。增加了工藝潤滑油的消耗量及再生過程中的直接及間接損失，我單位盡管為6臺軋機新增配套了專門用于取出工藝潤滑油中重油（齒輪油和液壓油）的油再生裝置來解決齒輪油和液壓油泄漏對工藝潤滑油造成的污染，但分離出的重油（液壓油和齒輪油）因無專用設備無法進一步處理，只作為廢油處理，泄漏的液壓油仍舊增加了維護成本和維護量，同時軋制油的再生本身將會增加設備費用、能源費用及人工成本。

2　工藝潤滑油做介質時對液壓工作部件工作性能的不利影響

為能正常運動，液壓工作部件理論上均存在配合間隙，液壓元部件的內部泄漏與工作壓力、系統(tǒng)工作介質直接相關。由于該設備工藝潤滑油的粘度在1.8mm2/s（40℃）左右，是HM-46抗磨液壓油的1/25，粘度的下降會增加工作部件內部及外部滲漏量。

帶壓力的抗磨液壓油在工作過程中主要將壓力能轉換為推動外部其它機構的運動機械能，同時起到對工作部件內部減小摩擦的作用。因工藝潤滑油粘度低相比抗磨液壓油而言，在運動部件間隙中成膜能力差，顆粒性物質進入液壓控制元件及執(zhí)行元件時，會增加作為控制元件的控制閥、執(zhí)行元件的油缸和油馬達及動力元件的油泵的磨損。磨損的增加會對控制閥、液壓缸和馬達及液壓泵的壽命產生影響。因此使用工藝潤滑油介質的液壓控制系統(tǒng)應加強對工作介質的過濾，確保其過濾精度在10μm左右。

由流體力學計算公式可知，在過流面積一定的情況下，液體流量與過流口兩端壓差成正比，與過流流體的粘度成反比例，在工作介質粘度減小時，在工作部件內部泄漏量及外部的泄漏將不同程度的增加。為減少流量和壓力損失，在滿足軋機低壓控制部分正常工作的情況下，應將工作壓力設定到可能的最低壓力。

軋制油對密封件材質要求相對較高，經查詢落實，1700mm冷軋機上大部分采用丁晴橡膠，基本能夠在 滿足工藝潤滑油的要求。

3　工藝潤滑油使用過程中的安全事項

由于液壓部分工作元部件內部泄漏增加會使油箱溫度升高，產生的油霧易引發(fā)閃爆等安全問題，因此泵站及閥站應具有良好的通風，泵站冷卻器冷卻能力應在原基礎上提高50%以上。

4　在1700冷軋機上可使用煤油介質的液壓系統(tǒng)——低壓液壓系統(tǒng)

￠400/￠1000*1700mm鋁帶冷軋機液壓控制部分由壓上控制部分、彎輥控制部分、低壓控制部分、開卷對中控制部分組成。在該設備中，壓下控制部分、彎輥控制部分及對中控制部分液壓控制及執(zhí)行元件少，工作壓力高，管路基本采用不銹鋼鋼管焊接而成，管路接頭少，泄漏點少。從實際維護情況來看，發(fā)生液壓油泄漏的頻率相對較少，對軋制油的造成的污染也相對較少，仍應使用合適粘度的液壓油。低壓液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件中共有油缸60多個，液壓馬達7個。該控制部分管路龐多，管路連接點多，大部分處在軋機地坑里，發(fā)生泄漏時不易發(fā)現(xiàn)和查找，發(fā)現(xiàn)后因空間狹窄，也不易處理，特別是滲漏性質的小泄漏發(fā)現(xiàn)處理都較為困難。該系統(tǒng)抗磨液壓油的外泄是污染工藝潤滑油的主要因素及故障高發(fā)點。從2007年及2008年的實際統(tǒng)計情況來看，該系統(tǒng)每月液壓油的泄漏消耗基本在850kg左右，同時因處理泄漏每月停機近20個小時，幾乎班班都在處理泄漏，在嚴重污染工藝潤滑油的同時，造成了生產成本的提高和故障率的提高。低壓液壓系統(tǒng)的設計壓力最高為11MPa，因此在低壓液壓系統(tǒng)使用工藝潤滑油代替液壓油是可行的。

5　使用工藝潤油介質時注意事項及相關的改進措施

（1）在滿足設備實際工況的情況下，需將低壓控制部分工作壓力降到可能的最低值。該系統(tǒng)設計工作壓力11MPa，根據(jù)實際使用情況，將該系統(tǒng)工作壓力下調到7—8MPa即可滿足使用要求（因原設計來料卷材重量12000kg，實際生產中因配套上下游設備主要產品為8000kg）。該系統(tǒng)3臺柱塞均使用parker高壓變量柱塞泵，工作壓力35MPa。高壓液壓元件在設計制造過程中為保證在高壓力下穩(wěn)定工作，采取了相對低壓工作元件更小的配合間隙，在低粘度工作介質下，介質的內泄漏及外泄漏都會較小，從而系統(tǒng)工作效率的損失也會降低。

（2）該設備低壓控制部分中，泵站原設計循環(huán)冷卻泵為CB125—0.6，系額定工作壓力為0.6MPa的低壓齒輪泵。在采用工藝潤滑油作為工作傳動介質時，將原循環(huán)泵由容積式齒輪泵改為流量較原來稍大的離心式管道泵，泵軸機械密封上密封件選用耐油性能好的氟橡膠；循環(huán)冷卻過濾器改為帶壓差發(fā)訊器的，從而當過濾器濾芯污染到一定設定值時，及時發(fā)出報警信號，防止濾芯堵塞，造成離心泵輸出流量減小，影響冷卻效果。

（3）將該軋機液壓低壓控制部分油箱油溫報警裝置的報警點下調到50℃以下。

（4）加強對泵站通風系統(tǒng)的檢查，保持泵房通風效果，從而降低泵站環(huán)境溫度及泵房油霧濃度，避免安全問題的發(fā)生。

（5）由于該設備低壓液壓系統(tǒng)所包含的油缸數(shù)量較大，可在以后的維護中陸續(xù)更換為耐油性能更好的氟橡膠密封件以進一步增加油缸密封工作的可靠性，防止密封件損壞造成突發(fā)性的設備故障及停機。

（6）對于該軋機開卷和卷取機漲縮油缸所用的旋轉分配器密封件，因該部位密封件安裝在芯軸上，芯軸O形密封環(huán)與殼體之間做連續(xù)高速旋轉，同時旋轉時密封件的線速度超過了O形密封圈的最高限制速度。普通的耐油橡膠密封件無法滿足其正常使用，在使用抗磨液壓油時即發(fā)生該部位密封件頻繁損壞，造成該部幾乎每周一次的損壞，增加了維修量，影響了設備的生產效率。為保證該處密封件的正常使用，除旋轉分配器與旋轉油缸間安裝法蘭尺寸采用原設計之外，對旋轉分配器芯軸、殼體、壓蓋、軸承及芯軸密封等其它部位重新進行了設計，密封件采用了廣研所￠45x￠30旋轉方形圈，并設計加工了專用的密封件裝配工裝后成功進行了改進，基本消除了該部位因密封件損壞造成的設備故障。

（7）對于該系統(tǒng)所用的液壓閥，大部分閥（電磁換向閥、減壓閥、溢流閥、單向閥節(jié)流閥、電磁減壓閥）為VICKERS公司產品，額定工作壓力31.5MPa，閥內密封件為氟橡膠，工藝潤滑油對這部分閥的正常使用不會產生明顯的影響。

（8）液壓馬達：該設備共用液壓馬達5件，由于液壓馬達基本處于間歇式工作狀態(tài)，改用軋制油介質后對其壽命影響不大。也可考慮用3MC-125高壓液壓馬達做必要改動后來替代。

（9）將該設備低壓液壓控制部分加油采用了從設備工藝油凈油泵出口的工藝潤滑油管道通過加裝耐油球閥及高壓監(jiān)測過濾器直接接入低壓控制部分油箱的方式，減少了新加工藝潤滑油對原設備工藝潤滑油成分的影響。

6　結束語

通過對我單位￠400/￠1000*1700mm鋁帶冷軋機低壓液壓控制部分實際工況的分析，對一些部位工作元部件改換改進后，用軋機工藝潤滑油代替原HM-46抗磨液壓油后，明顯減少了低壓液壓控制部分泄漏產生的故障處理時間，也減少了工藝潤滑油的再生周期，取得了良好的使用效果和經濟效益。經過連續(xù)多年的使用，該設備低壓液壓控制部分運行穩(wěn)定，達到了預期改進的效果。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.046