楊 寧

（中國石化潤滑油有限公司華中分公司，湖北武漢 430011）

0 引言

機(jī)床被稱為“工業(yè)母機(jī)”，整個工業(yè)體系的發(fā)展離不開機(jī)床，它支撐著整個工業(yè)制造。中國已經(jīng)成為全球制造業(yè)的中心，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和固定資產(chǎn)投資的增加，我國已成為世界第一大機(jī)床生產(chǎn)國和消費國，高精、高速、高效的中高檔數(shù)控機(jī)床的需求明顯增加。2020 年中國進(jìn)口金額排名前五名的金屬加工機(jī)床品種分別為加工中心、特種加工機(jī)床、磨床、車床、鍛造或沖壓機(jī)床，其中僅加工中心進(jìn)口金額達(dá)達(dá)18.5 億美元[1]。進(jìn)口數(shù)控機(jī)床作為各制造企業(yè)機(jī)械加工的核心設(shè)備，如何維護(hù)保養(yǎng)備受企業(yè)關(guān)注及重視。由于責(zé)任重大，設(shè)備管理技術(shù)人員從機(jī)床質(zhì)保期開始，維護(hù)保養(yǎng)均嚴(yán)格按說明書推薦選擇價格昂貴的進(jìn)口油。因責(zé)任問題以及多數(shù)企業(yè)設(shè)備管理理技術(shù)人員對潤滑油技術(shù)不了解，質(zhì)保期結(jié)束后主動換潤滑油品牌的動力不大。近年來，在國際及國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形式的影響下，尤其在西方發(fā)達(dá)國家技術(shù)封鎖、原材料價格猛漲的背景下，各類國產(chǎn)化替代在國內(nèi)已深入人心，在保證質(zhì)量的前提下實現(xiàn)降本增效已成為國內(nèi)越來越多企業(yè)的選擇。

1 數(shù)控機(jī)床工況分析

數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、自動控制、精密測量和機(jī)械設(shè)計等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)成就而發(fā)展起來的一種新型自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床通常主要由主機(jī)、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置、輔助裝置、編程及其他附屬設(shè)備組成。主要潤滑部位有液壓系統(tǒng)、主軸、導(dǎo)軌、刀具等（圖1）。

圖1 數(shù)控機(jī)床主要潤滑部位

數(shù)控機(jī)床工況具有以下特點：

（1）環(huán)境溫度一般在5～40 ℃，而高精度數(shù)控機(jī)床要求恒溫空調(diào)環(huán)境一般在20 ℃左右。無恒溫空調(diào)環(huán)境，氣溫高時注意工作環(huán)境通風(fēng)散熱，氣溫低時注意開機(jī)前預(yù)熱。如液壓系統(tǒng)尤其是使用一般的HM 抗磨液壓油，因其傾點多數(shù)在－15 ℃以上，氣溫低時易出現(xiàn)液壓缸拉缸現(xiàn)象。

（2）導(dǎo)軌速度及載荷變化大，容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，造成加工精度降低甚至導(dǎo)致機(jī)床報廢。因此導(dǎo)軌需使用加有防爬行現(xiàn)象粘滑劑的導(dǎo)軌油[2]。

（3）金屬加工液可能進(jìn)入到潤滑油中，造成油品變質(zhì)、乳化。

（4）油箱小，油品的能量密度大。因油箱裝油量少。全部油品循環(huán)使用一次所需要的時間很短，也就是說油品的使用頻率高，單位時間內(nèi)負(fù)荷大。因此油品選擇質(zhì)量檔次就高不就低。

（5）數(shù)字電氣控制系統(tǒng)，對機(jī)床設(shè)備的穩(wěn)定性、重復(fù)性、靈敏性要求高[3]。

因此，數(shù)控機(jī)床用油要求比普通機(jī)床要高。如液壓系統(tǒng)用油，要求液壓油具有良好的高低溫性能，優(yōu)異的抗氧抗磨性能，優(yōu)異的抗乳化性能以及良好的清潔度等，同等條件下，因油箱裝油量少，選擇油品的質(zhì)量等級要高。進(jìn)口機(jī)床用油推薦一般很嚴(yán)謹(jǐn)，以進(jìn)口加工中心為例，設(shè)備制造商一般常用推薦用潤滑油（不含刀具用金屬加工油/液）見表1。其中，有些因為設(shè)備的年代較早，部分油品名稱目前可能有調(diào)整。

表1 進(jìn)口加工中心制造商一般常用推薦用潤滑油

所以，在進(jìn)行油品國產(chǎn)化替代時，應(yīng)選擇質(zhì)量穩(wěn)定、性能可靠、與在用進(jìn)口油質(zhì)量相當(dāng)?shù)膰a(chǎn)知名品牌的潤滑油產(chǎn)品，比如國內(nèi)排名第一的長城潤滑油。

2 國產(chǎn)化替代試驗方案設(shè)計

完整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尼槍δ硵?shù)控機(jī)床用油的國產(chǎn)化替代試驗方案設(shè)計[4]，建議包括以下9 個方面的內(nèi)容。

2.1 國產(chǎn)化替代試驗概述

這部分包括：簡述試驗項目的由來、目的；選擇的潤滑油品牌企業(yè)簡介、資質(zhì)、質(zhì)量認(rèn)證證書以及應(yīng)用案例業(yè)績等；擬替代企業(yè)簡介及替代設(shè)備基本情況。因撰寫單位主體不同，以上國產(chǎn)化替代試驗方案內(nèi)容應(yīng)各有側(cè)重。

2.2 設(shè)備現(xiàn)場調(diào)研及替代油品的確定

（1）設(shè)備現(xiàn)場調(diào)研。為了獲得科學(xué)合理的油品替代方案，詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)研是重中之重。專業(yè)技術(shù)人員必須深入用油企業(yè)調(diào)研：①針對設(shè)備，對設(shè)備型號、技術(shù)參數(shù)、工況、潤滑點、設(shè)備推薦用油，現(xiàn)用進(jìn)口油品、設(shè)備保養(yǎng)水平等進(jìn)行詳細(xì)的了解；②針對工作環(huán)境條件，對當(dāng)?shù)厝粘鉁?、空氣濕度、有無空調(diào)、操作工人技能水平了解；③針對現(xiàn)用進(jìn)口油品，現(xiàn)場查看油品外包裝外觀及使用說明，新油取樣。整個過程嚴(yán)謹(jǐn)記錄，并在用油企業(yè)允許條件下盡量獲取影相資料。注意技術(shù)人員深入用油企業(yè)調(diào)研，必須嚴(yán)格遵守該企業(yè)的安全管理規(guī)定

（2）替代油品確定。選擇替代油品的基本原則是選擇黏度級別相同、質(zhì)量級別相同或更高級別的產(chǎn)品。方法是對現(xiàn)場所取進(jìn)口油新油進(jìn)行詳細(xì)的理化指標(biāo)分析，以確其質(zhì)量及黏度級別。從而篩選出合適的擬替代的油品。由于用戶多數(shù)是不換油，采用補(bǔ)加方式使用，因此還應(yīng)對進(jìn)口油品與替代油品做混兌實驗。

2.3 參加試驗單位、人員、試驗職責(zé)安排

一個替代試驗方案的成功實施，離不開合理的人力保障。由于整個替代方案實施的時間少則一年、多則幾年，期間常常會因為企業(yè)人員調(diào)動或離職而影響方案的實施甚至中止。所以在人力安排方面，應(yīng)充分全方位考慮。替代試驗方案參與單位，通常為用油企業(yè)及供油企業(yè)相關(guān)部門，有時潤滑油經(jīng)銷商或代理商也要參與，油樣檢測也可能對外委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)。參與單位人員應(yīng)有相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)銜，以保證方案實施的權(quán)威性，發(fā)生意外情況時可及時處理。

參與人員較多且可能相互不熟悉，因此人力安排表應(yīng)人手一份，方便聯(lián)絡(luò)，且最好安排專人日常調(diào)度。

2.4 試驗用潤滑油的選擇及技術(shù)要求

試驗用油選擇質(zhì)量不低于現(xiàn)用進(jìn)口油品的國產(chǎn)替代油品。

2.5 試驗設(shè)備的選擇及試驗時間

（1）要求試用的用油單位往往不止一臺同型進(jìn)口數(shù)控機(jī)床，如有條件設(shè)計試驗方案時最好選擇多臺工況相似同型進(jìn)口數(shù)控機(jī)床，并與原用油進(jìn)行對比試驗。這樣有兩個益處：一是可防止意外原因影響試驗結(jié)果，二是也可以獲得更有代表性試驗結(jié)果、增加說服力。

（2）試驗時間擬安排為:時間跨越冬夏兩季，在高低溫季節(jié)對比試驗，以期試驗更具有代表性。

2.6 試驗過程主要技術(shù)要求。

（1）在試驗油裝機(jī)時，參加試驗單位均到場，試驗設(shè)備首先將原用油放干凈，根據(jù)現(xiàn)場條件，清洗油箱，并按日常換油程序換新油。

（2）試驗設(shè)備日常保養(yǎng)按正常設(shè)備維護(hù)進(jìn)行，設(shè)備運行如出現(xiàn)異常情況設(shè)備操作人員立即通報，試驗小組技術(shù)人員現(xiàn)場處理。

2.7 取樣要求

（1）工作人員對試驗設(shè)備相關(guān)油箱按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行樣品抽取，每次取樣量為500 mL。其中，0 h 取樣是在加新油后設(shè)備運行20 min 后的樣品，1 個月、3 個月、6 個月和9 個月的取樣應(yīng)為熱車取樣，并且每次取樣后應(yīng)補(bǔ)加至油標(biāo)。需要注意的是，導(dǎo)軌油因工況為消耗使用，則只比對0 h 油樣數(shù)據(jù)，不取以后油樣。

（2）取樣前取樣前3 d 內(nèi)運行中不得向油箱補(bǔ)加新油。

（3）取樣容器要求清潔、干燥。取樣后立即貼上標(biāo)簽，油樣標(biāo)簽填寫要求完整，包括油品名稱、油樣編號、設(shè)備編號、設(shè)備操作人姓名、取樣日期、取樣人等信息。

2.8 油樣分析

（1）試驗所取油樣技術(shù)指標(biāo)分析及分析結(jié)果報告由檢測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。每次取樣后，檢測機(jī)構(gòu)一周內(nèi)提供分析結(jié)果（對分析結(jié)果如有異議，協(xié)商后可送第三方檢測）。

（2）在用試驗油分析項目：液壓油參考標(biāo)準(zhǔn)一般為NB/SH/T 0599—2013《L-HM 液壓油換油指標(biāo)》，主軸油可參考表2，導(dǎo)軌油0 h 油樣參照產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

表2 主軸油監(jiān)測項目指標(biāo)

2.9 試驗報告及試驗結(jié)果評審

（1）試驗周期完成后，一般由檢測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)或由事前協(xié)商確定技術(shù)人員出具全程替代試驗報告，參與單位各持一份。

（2）試驗結(jié)果評審，與會人員、試驗小組全體成員、參與試驗單位相關(guān)主管領(lǐng)導(dǎo)，必要時可邀請行業(yè)技術(shù)專家參與。

3 結(jié)論

（1）高性能、高精密度的數(shù)控機(jī)床由于工況特殊，其潤滑用油要求比普通機(jī)床要高。進(jìn)口數(shù)控機(jī)床對各潤滑部位用油均有用油推薦。在進(jìn)行油品國產(chǎn)化替代時，應(yīng)選擇質(zhì)量穩(wěn)定、性能可靠、與在用進(jìn)口油質(zhì)量相當(dāng)?shù)膰a(chǎn)知名品牌的潤滑油產(chǎn)品。

（2）數(shù)控機(jī)床用油國產(chǎn)化替代是一個非常嚴(yán)謹(jǐn)且技術(shù)很強(qiáng)的工作。在詳盡的現(xiàn)場調(diào)研基礎(chǔ)上，一套完整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼灧桨冈O(shè)計，是獲得有效、科學(xué)數(shù)據(jù)的有力保障，同時也是增強(qiáng)替代方案說服力的技術(shù)依據(jù)。