王加林,姚 威
(馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽馬鞍山 243000)
鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)化的基礎工業(yè)之一,隨著鋼鐵業(yè)的快速發(fā)展,熱軋對軋機油膜軸承的要求越來越高[1]。油膜軸承正常工作的前提是擁有良好的密封性能,但熱軋的工作環(huán)境較差,軸承要時刻承受冷卻水的沖擊,面臨氧化鐵皮等雜質隨時入侵的危險[2]。因此防止雜質、冷卻水的進入,以及防止?jié)櫥偷男孤谴_保油膜軸承正常工作的保障[3]。
某廠2250 熱連軋摩根潤滑系統(tǒng),主要用于粗軋機和精軋機的支撐輥摩根油膜軸承的潤滑。一段時間以來,摩根潤滑系統(tǒng)運行壓力流量不穩(wěn)定、油品污染、系統(tǒng)進水嚴重、摩根油膜軸承燒損抱死等現(xiàn)象頻發(fā),嚴重影響到軋機的正常工作。以2250熱連軋摩根潤滑系統(tǒng)為研究對象,通過對摩根軸承裝配維護、在線設備精度恢復、軸承座檢測使用狀態(tài)管理、摩根系統(tǒng)智能化技術改進等措施的實施,減少摩根潤滑系統(tǒng)的進水量,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,為油膜軸承的正常工作和維護提供保障,從而延長油膜軸承的使用壽命。
軋輥支撐輥主要由軸承座、錐套、襯套、密封組件、液壓鎖緊系統(tǒng)及止推軸承組成。規(guī)范化地進行支撐輥及摩根軸承裝配維護工作,是確保摩根軸承達到使用壽命周期、摩根潤滑系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵。針對離線維護的支撐輥,一定要做好軸承和軸承座的拆解、檢查、檢測以及裝配。
在支撐輥軸承座拆卸過程中,要重點檢查軸承座回油區(qū)域情況,若發(fā)現(xiàn)有金屬顆粒、漆皮、油污及磨削,應對摩根油膜軸承等相關件進行徹底檢查,同時利用生產線停機期間清洗摩根潤滑系統(tǒng)的回油過濾器濾芯。針對軸承座本體要做好定期檢查、檢測及狀態(tài)調整,做好其使用的狀態(tài)管理。見圖1。
圖1 軸承座檢測記錄
另外,軸承座的鎖緊耳襯板、下部搖板、階梯板承壓件也要做好定期檢查檢測,避免軸承座鎖緊耳襯板、階梯板承壓件、搖板的磨損或接觸不均,影響在線軸承座錐套及襯套的使用,產生局部磨損,這些會導致在線使用過程中支撐輥軸向串動量過大,摩根軸承潤滑較易進水。
油膜軸承也叫液體摩擦軸承,在工作時其軸與軸承的工作區(qū)域形成一個完整的壓力油膜,使金屬脫離接觸,形成純液體摩擦[4]。主要有以下特點。
(1)承載能力大,抗沖擊能力強。油膜軸承的外徑尺寸與其相配合的軸承座內孔的直徑尺寸相同,比相同外徑尺寸的滾動軸承承載能力大;當軋件被咬入后進行軋制時,載荷是突然建立起來的,所以說,沖擊載荷是軸承的受災特點。滾動軸承受不了沖擊載荷,而油膜軸承可以,因為軸與軸承之間的一層薄薄的“油膜墊”起到了緩沖的作用,即油膜軸承中產生的擠壓效應,擠壓效應以損失油膜厚度為代價,來抵抗外加的沖擊載荷,所以穩(wěn)定性比較好。
(2)使用壽命長,抵抗污染能力強。油膜軸承的理論壽命為15~20 年(實際壽命比理論壽命要短一些)。熱軋生產過程中環(huán)境惡劣,存在大量的冷卻水和氧化鐵皮粉塵,由于摩根油膜軸承有回轉密封和固定防水防塵密封,能阻止冷卻水、氧化鐵皮和其他雜物的進入,因此,可長期在惡劣的環(huán)境中工作。
(3)摩擦系數(shù)低,速度范圍寬。由于摩根油膜軸承是動靜壓潤滑形式,摩根軸承始終在全液體環(huán)境中工作,摩擦系數(shù)低。軋機摩根油膜軸承可以在很低的速度下工作,也可以在很高的速度下工作,還可以實現(xiàn)由正到零、由零到負的可逆(正、反轉)狀況下工作,因此,速度范圍很寬。
正是由于以上特點,對摩根油膜軸承的維護保養(yǎng)也提出了具體的要求。
(1)軋機支撐輥軸承座和摩根油膜軸承的拆裝、檢查、維護工作應有專門的工作場地,對于油膜軸承的拆解、清洗、檢查、檢測、裝配應使用專用的工器具,同時,操作維護人員應具備一定的專業(yè)知識和技能,嚴格遵守相關操作維護作業(yè)標準。
(2)在對摩根油膜軸承拆解過程中,應重點檢查錐套和襯套的表面狀況。若錐套表面有劃傷,應采用硬質油石對劃傷部位進行輕微的修磨,修磨去除鋒利的凸起即可,避免大量的修磨造成錐套損壞,這對確保錐套有效使用面積,提高摩根油膜軸承的承載水平產生一定的影響。針對襯套內表面的檢查,若劃傷、燒融、裂紋、剝落范圍較大,情況嚴重,應立即更換襯套;若出現(xiàn)的問題輕微,可采用金相砂紙等工具進行局部修磨處理,以保證問題部位邊界圓滑過度;同時,根據(jù)襯套內表面使用情況和使用周期,進行襯套換區(qū)操作,以提高摩根油膜軸承的承載力,延長軸承的使用壽命。
(3)油膜軸承裝配時,應徹底清洗錐套、襯套的油污和防銹油。裝配時錐套、襯套表面應涂抹摩根潤滑油,起吊裝配時,保持垂直狀態(tài),裝入過程中輕微左右轉動,無卡阻磕碰現(xiàn)象,緩慢順利就位。
(4)密封安裝時,應仔細檢查多肢密封的表面情況,嚴禁表面鼓包、老化裂紋的多肢密封上線使用,還應仔細檢查鋁環(huán)有無變形、膠釘和防水密封唇口有無磨損。應根據(jù)密封的實際使用情況和使用周期,及時進行更換,防止密封問題,造成軸承座進水或漏油等問題的發(fā)生。
在軋制生產過程中,摩根潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)大量進水現(xiàn)象,嚴重影響軋制穩(wěn)定性,油品受到污染,潤滑性能下降,出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,造成油膜軸承劃傷、燒融、脫落等問題。
在處理摩根潤滑系統(tǒng)進水問題過程中,通過軸承座的解體檢查,發(fā)現(xiàn)軸承座單側防水密封磨損嚴重,其原因為軋制過程中軋輥過度串動造成的。根據(jù)現(xiàn)象分析,發(fā)現(xiàn)相關設備的精度狀況對摩根潤滑系統(tǒng)的進水量產生很大的影響。如軋機牌坊上的鎖緊板襯板磨損、牌坊與襯板接觸的部位磨損、鎖緊板滑槽磨損變形、軸承座鎖緊耳襯板磨損等。針對以上情況制定檢查、更換和修復計劃,并逐步實施,效果顯著。對此過程中形成的作業(yè)方法、檢查周期、量化標準等進行固化,如表1。
表1 精軋機支撐輥軸承座與鎖緊板間隙測量記錄表 單位:mm
檢查方法及標準,用塞尺測量支撐輥鎖緊耳與鎖緊板之間的間隙。鎖緊板襯板、牌坊鎖緊襯板、支撐輥鎖緊耳襯板磨損值≥2 mm,更換;<2 mm 時不更換。
軋機油膜軸承潤滑系統(tǒng)一般安裝有溫度、流量、液位和壓力監(jiān)測裝置,對溫度、流量、液位和壓力變化情況實行聯(lián)鎖控制,當監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常報警時,可針對報警對象,及時檢查發(fā)現(xiàn)問題原因并處理,對設備安全穩(wěn)定運行起到至關重要的作用。但是為了進一步提高系統(tǒng)的維護水平還要著重做好系統(tǒng)運行過程中的維護保養(yǎng)工作,具體措施如下。
首先做好支撐輥裝配的管控,保證在拆裝油管操作過程中,要做好清潔工作,檢查油管接頭密封完好性,防止污染物進入潤滑系統(tǒng),拆裝油管接頭時,還應檢查接頭完好性及連接的可靠性,防止接頭脫落,導致摩根軸承燒損。
其次減少摩根潤滑系統(tǒng)的進水污染,每日專人檢查機架水腿進水情況并及時反饋,定期進行油箱切換,做好排水、排污工作,根據(jù)油品檢測周期進行油品理化指標檢測分析,掌握油品清潔度變化趨勢,及時掌握油品性能指標。及時更換軸承座磨損的水封和摩根回油管接頭密封,防止回油時產生的負壓,吸入冷卻水進入回油管路。
隨著生產工藝的進步,高性能產品的開發(fā),對設備的穩(wěn)定運行,也提出了更高的要求,隨著智慧制造項目的加快推進,作為關鍵設備的摩根潤滑系統(tǒng),也進行了智能化升級改造。由過去的單一溫度、流量、液位和壓力控制,升級增加油品粘度、清潔度理化指標檢測裝置,及時掌握油品清潔度變化趨勢,了解系統(tǒng)油品污染物成分,為正確判斷問題源頭提供數(shù)據(jù)支持。
經過近一年多的運行,通過對摩根軸承裝配維護、在線設備精度恢復、軸承座檢測使用狀態(tài)管理、摩根系統(tǒng)智能化技術改進等措施的實施,該鋼廠2250 熱軋摩根潤滑系統(tǒng)各項理化指標逐步改善,進水量大幅減少,由年初的日進水量約3 000 L,下降到300 L 左右,效果顯著,潤滑系統(tǒng)濾芯更換量大幅下降,油膜軸承的損壞情況也有所改善。