摘 要:二十輥軋機減速箱齒輪傳動屬于承受高負荷、中等溫度、中等速度工況下的傳動副,屬于重點部件。齒輪油潤滑油用于系統(tǒng)的冷卻、清潔、抗磨和減震,及時分析和解決現(xiàn)場出現(xiàn)的問題不但能提高工作可靠性,同時能降低設(shè)備運行成本。
關(guān)鍵詞:二十輥軋機;齒輪減速箱;稀油潤滑
1 系統(tǒng)簡介
森德威二十輥軋機的活塞式壓下系統(tǒng)由于寬軋制范圍、輥系易維護、精度高、響應(yīng)靈敏等優(yōu)異特性,所以廣泛應(yīng)用于不銹鋼、有色金屬、稀有金屬帶材及箔材的軋制。
軋機需要稀油潤滑的摩擦副由開卷機圓柱齒輪減速箱、主傳動斜齒輪減速箱及收卷機圓柱齒輪減速箱三部分組成。卷取機減速箱的輸入軸與輸入端與2125kW電機通過齒形聯(lián)軸器相連接,輸出軸具有液壓漲縮功能;主傳動減速箱輸出軸與輥系傳動輥相連,輸入端與2125kW電機通過齒形聯(lián)軸器相連接。
傳動系統(tǒng)除了承擔動力輸出的功能外,還有其他輔助功能。系統(tǒng)較為復(fù)雜,涉及到液壓、電氣控制等方面問題,檢修維護工作復(fù)雜,為此,做好設(shè)備的管理和維護工作顯得非常重要[1]。
2 齒輪稀油潤滑
稀油潤滑是齒輪減速箱中最為常見的潤滑方式,與固體潤滑、半流體潤滑相比,引起的功耗損失低,潤滑系統(tǒng)的性能參數(shù)易控制,系統(tǒng)工作壽命長。稀油潤滑常見的方式有噴淋潤滑、油浴潤滑、飛濺潤滑及油霧潤滑等。隨著高品質(zhì)油品的開發(fā)和材料技術(shù)的進步,對潤滑系統(tǒng)的性能要求提高,希望通過精確計算發(fā)熱及設(shè)備功耗,確定合適的潤滑方式和潤滑參數(shù),例如壓力、流量、溫度等。
二十輥軋機齒輪減速箱稀油潤滑系統(tǒng)運行過程中常見的問題主要有:
(1)水份混入。由于管路上安裝有以水為介質(zhì)的熱交換器,當密封不良或管路堵塞引起壓力過高時,就會產(chǎn)生油水混合。當前常用的齒輪油分水性一般,且系統(tǒng)長時間運轉(zhuǎn)時刻攪拌油液,一段時期后,油出現(xiàn)乳化和氧化,進而腐蝕設(shè)備,銹蝕管路。
(2)過燒。齒輪油因其黏度大,與液壓油相比,粘溫特性一般。系統(tǒng)通常裝配加熱裝置,以提高系統(tǒng)溫度,增強油的流動性[2]。在用加熱體將油溫從10℃左右升高到工作溫度40℃時,由于油的流動性差,加熱體周圍的油集中受熱,在高溫作用下,油中的酸性物質(zhì)與加熱體表面金屬產(chǎn)生化學反應(yīng),加快了油泥和油渣的生產(chǎn)和金屬的剝離,油品性能降低。嚴重時,生產(chǎn)物會堵塞過濾器,顆粒物會在齒面形成劃痕、點蝕等缺陷。
(3)理化性能變差。因安裝施工、操作、環(huán)境、工況等問題,外界物質(zhì)會混入油箱。油中的絮狀物會堵塞閥芯和過濾器。安裝管道完畢后殘留物進入系統(tǒng)后會增加閥、泵體、管件、齒輪裝置的磨損。另外,油品中的極壓、抗磨、防銹添加劑會隨著時間的延長逐漸減少,油的粘溫特性也隨之降低。表征出來是系統(tǒng)噪音增大,油品顏色變深,油箱底部有油泥沉積。
通過分析,上述幾個問題并不是獨立存在的,影響潤滑系統(tǒng)的幾個因素是相互關(guān)聯(lián)的。當油品出現(xiàn)異常狀況時,應(yīng)認真剖析,找出最終原因。通過現(xiàn)象認清本質(zhì)。當然,選好油并定期檢查油的理化性能是保持油品性能最為科學的方式。以下通過一個現(xiàn)場實例說明該如何正確解決軋機齒輪潤滑系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。
3 案例分析
實例:新設(shè)備于2012年投入試運行,油箱的容積為5m3,泵的流量為460L/min,油品為CKD220,由于安裝施工質(zhì)量,管路有泄漏,后期進行了2次補油。正常運行后,應(yīng)油箱溫度升高耗時過長,增加了一套加熱循環(huán)裝置。2014年將采樣油品報送油品專業(yè)檢測單位,結(jié)果是粘度為211.9,污染度為23/21/20。結(jié)論為:油品污染物超出正??刂扑?,污染物主要為外來固體及個別磨損金屬顆粒,理化性能及磨損金屬元素含量在正常水平,設(shè)備無異常磨損。
如圖1所示,p1為泵出口壓力,p2為過濾器出口壓力,p3為熱交換器出口壓力,潤滑油油溫最高設(shè)定溫度為46℃。近期,軋機在運行過程中,因流量低報警引起停機事故,維護人員立刻進行檢查。
第一步,檢查泵出口、過濾器出口、熱交換器出口這三個位置的壓力,結(jié)果分別為:p1=6bar,p2=5.6bar,p3=2.8bar,斷定熱交換器壓降過大,對其進行解體檢查,內(nèi)部管路無泄漏,后用壓縮空氣吹掃冷卻翅片,恢復(fù)設(shè)備。
第二步,檢查熱交換器出口壓力,p3=4.4bar,設(shè)備正常工作,5小時后,壓力值從4.4bar下降到2.8bar,又逼近報警點。再次測量,p1=5.2bar,p2=3.4bar,p3=2.6bar。
第三步,由于時間緊迫,為降低成本,更換了過濾器中的其中一個濾芯,并將新濾芯接入管路,運行一段時間,再次測量p1=4.2bar,p2=3.6bar,p3=3.1bar。
由于該過濾器為筒狀鋼絲編制型,過濾精度為40?滋m,可以重復(fù)使用,用壓縮空氣反吹濾網(wǎng),發(fā)現(xiàn)有大量黑色顆粒狀膠狀物,核對設(shè)備運行檔案,2014年加熱體的溫度達到120℃,當時將加熱體拆除檢查,發(fā)現(xiàn)表面有一層燒焦物質(zhì),清理后將設(shè)備恢復(fù),之后繼續(xù)使用。
進過對系統(tǒng)的檢查和評估,為降低設(shè)備運行風險,最終決定以下處理方案:
(1)盡快更換齒輪油箱中的油,將油收集到干凈油桶中;(2)將現(xiàn)在的油采樣后報送檢測機構(gòu)化驗。
4 結(jié)束語
齒輪潤滑系統(tǒng)是二十輥軋機軋制油系統(tǒng)及液壓油系統(tǒng)之外重要的潤滑系統(tǒng),盡管三種潤滑系統(tǒng)在管理和維護上具有相通性,但齒輪潤滑還涉及到齒輪傳動裝置的運轉(zhuǎn)狀況,其更為復(fù)雜,日常工作中對應(yīng)勤觀察,認真分析出現(xiàn)的問題,采取合理的方式解決故障。
參考文獻
[1]葉乃威,呂曉兵,鄧忠祥.二十輥軋機齒輪箱失效分析及改造實踐[J].機械傳動,2015(2).
[2]黃平.潤滑失效分析[J].華南理工大學學報:自然科學版,2002,30(11):95-100.