楊新榮，石艷清，李東

（1.河北鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司柏泉鐵礦，河北 承德 067500；2.順益體系（集團(tuán)），廣東 珠海 519090）

隨著設(shè)備自動(dòng)化趨勢(shì)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化管理在鐵礦廠正在逐步應(yīng)用；特針對(duì)目前傳統(tǒng)鐵礦企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)選廠磨礦、碎礦設(shè)備潤(rùn)滑進(jìn)行技術(shù)分析，深入了解目前設(shè)備潤(rùn)滑情況，從潤(rùn)滑材料、潤(rùn)滑管理、潤(rùn)滑技術(shù)支持進(jìn)行切入，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及降本增效的目標(biāo)，延長(zhǎng)設(shè)備生命周期，完善設(shè)備潤(rùn)滑管理工作。

選礦工藝中，球磨機(jī)及高壓輥磨機(jī)為重要生產(chǎn)設(shè)備，因此做好這類設(shè)備潤(rùn)滑管理工作尤其重要。

1 球磨機(jī)開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑

1.1 球磨機(jī)介紹

球磨機(jī)是選礦及粉磨工藝中的重要設(shè)備，主要用途是對(duì)經(jīng)過(guò)破碎的物料再進(jìn)一步做機(jī)械磨細(xì)，以獲得所要求的產(chǎn)品粒度；隨著選礦技術(shù)的快速發(fā)展，自磨、半自磨技術(shù)以其高產(chǎn)量、高可靠性等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為選礦領(lǐng)域的常規(guī)工藝。

1.2 開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑工況特點(diǎn)

開(kāi)式齒輪一般應(yīng)用于水泥、電力、礦山、冶金、化工等行業(yè)中傳遞大功率和大扭矩的設(shè)備。由于其尺寸大、載荷高、運(yùn)行工況惡劣等特殊條件，使其具有如下工作特點(diǎn)：低速、重載、伴有沖擊載荷；易受粉塵和水侵襲；有時(shí)伴隨高溫。

2 某鐵礦企業(yè)球磨機(jī)開(kāi)齒潤(rùn)滑情況

2.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備介紹

該選廠球磨機(jī)均為川礦生產(chǎn)，共10臺(tái)；分別為型號(hào)φ4m*6.7m（2臺(tái)），型號(hào)φ3.2m*5.4m（8臺(tái)）；均采用噴灑方式對(duì)開(kāi)式齒輪進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑劑為工業(yè)閉式齒輪油L-CKD460。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研存在以下使用問(wèn)題

（1）潤(rùn)滑系統(tǒng)故障頻發(fā)，無(wú)法滿足齒輪正常潤(rùn)滑需求。

（2）人工淋油，無(wú)法保證設(shè)備及時(shí)有效潤(rùn)滑。

（3）現(xiàn)場(chǎng)油品泄漏嚴(yán)重，污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

（4）大小齒面存在明顯潤(rùn)滑失效產(chǎn)生的膠合、擦傷、點(diǎn)蝕、雜質(zhì)壓傷等損傷。

2.3 原因分析

（1）現(xiàn)用L-CKD 460齒輪油，閉式齒輪油不適用于現(xiàn)代開(kāi)式齒輪，PD值和Timken OK值2個(gè)主要承載性能指標(biāo)無(wú)法滿足磨機(jī)齒輪潤(rùn)滑所需的油膜的形成。

（2）現(xiàn)用潤(rùn)滑系統(tǒng)不適用于高粘度油脂輸送，不符合現(xiàn)代開(kāi)齒潤(rùn)滑理念所需。同時(shí)此系統(tǒng)年限較長(zhǎng)，各部件存在不同程度老化，使用過(guò)程中經(jīng)常性故障。

（3）通過(guò)對(duì)球磨機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查分析發(fā)現(xiàn)，設(shè)備軸承座振動(dòng)值偏高（最大22.3mm/s）、齒面溫度溫差較大（最高10℃），結(jié)合齒面接觸狀態(tài)及溫度分布可知，齒輪副配合存在一定程度偏載。

（4）結(jié)合開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑特點(diǎn)，邊界潤(rùn)滑對(duì)潤(rùn)滑劑的極壓承載能力有較高的要求，因此球磨機(jī)開(kāi)齒潤(rùn)滑油品應(yīng)選擇黏著力強(qiáng)（黏附性好，不易甩落和損耗）、抗磨損和抗極壓性能高（FZG測(cè)試級(jí)別≥12，四球焊接負(fù)荷>620KG）、具備一定的油膜強(qiáng)度、含有一定比例的固體添加劑和EP（抗極壓）添加劑的潤(rùn)滑產(chǎn)品才能滿足開(kāi)齒潤(rùn)滑要求。

圖1

3 某鐵礦企業(yè)球磨機(jī)開(kāi)齒潤(rùn)滑優(yōu)化介紹

3.1 球磨機(jī)開(kāi)齒潤(rùn)滑改善措施

鑒于目前使用情況，特針對(duì)潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑劑進(jìn)行升級(jí)改造，采用符合現(xiàn)代開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑規(guī)范的某品牌ET G-OG C-FLUID 00開(kāi)式齒輪操作潤(rùn)滑劑，同時(shí)配套使用某品牌VGL-O2B系列開(kāi)齒雙線噴灑系統(tǒng)，保證潤(rùn)滑需求。

3.2 改造后效果

改善前后小齒輪齒面效果對(duì)比如圖2所示。

圖2

從近1年運(yùn)行情況來(lái)看，在以下幾方面效果顯著：

（1）該油品具有潤(rùn)滑脂的性能，極好的黏附能力，在原毛氈密封條件下，有效地防止了滲漏和甩濺，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干凈整潔。

（2）該油品是半液體狀態(tài)下的黏性流體，有極強(qiáng)的黏附性能，在嚙合面形成完整油膜，有效地防止了齒面的干摩擦，特別是在齒輪配合存在明顯偏載情況下，依舊能夠形成穩(wěn)定油膜保護(hù)。

（3）該潤(rùn)滑系統(tǒng)穩(wěn)定使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加油，換油方便，維護(hù)工作量減少。

（4）綜合經(jīng)濟(jì)效益方面，用油成本及維護(hù)成本降低。

3.3 改善后的潤(rùn)滑設(shè)備情況

VGL-02B系列整體式開(kāi)式齒輪噴射潤(rùn)滑系統(tǒng)是以科學(xué)的分油方式、定時(shí)定量的精確潤(rùn)滑理念融入潤(rùn)滑設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造，使礦山大型設(shè)備的潤(rùn)滑進(jìn)入智能控制和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時(shí)代。該設(shè)備能實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量、定單元潤(rùn)滑，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能通信，故障自檢及聲、光報(bào)警等功能。尤其可以檢測(cè)油路單元的“堵塞”故障。操作界面簡(jiǎn)單清楚，便于現(xiàn)場(chǎng)崗位工人使用維護(hù)。

專用開(kāi)式齒輪潤(rùn)滑劑搭配自動(dòng)潤(rùn)滑設(shè)備，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常的情況下，依舊可以形成良好潤(rùn)滑效果，提升設(shè)備可靠性，降低維護(hù)維修成本。

系統(tǒng)原理圖如下圖3所示。

圖3

4 輥壓機(jī)（高壓輥磨機(jī)）主軸承潤(rùn)滑

4.1 輥壓機(jī)介紹

輥壓機(jī)是目前廣泛應(yīng)用于礦山、水泥領(lǐng)域的高能效粉碎設(shè)備。因其粉碎效率高，在實(shí)際應(yīng)用中起到良好的提產(chǎn)降耗作用。

4.2 輥壓機(jī)軸承運(yùn)行特點(diǎn)及工況

輥壓機(jī)工作原理：當(dāng)其工作時(shí)，2根平行相對(duì)的壓輥不僅僅做水平相向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)被施加巨大的水平擠壓力，對(duì)通過(guò)其間的物料進(jìn)行高壓粉碎；封閉的物料層在被迫向下移動(dòng)的過(guò)程中所受擠壓力逐漸增大，直至被粉碎擠壓成密實(shí)料餅從機(jī)下排出。

輥壓機(jī)軸承運(yùn)行工況：重載、低速、粉塵、沖擊載荷。

4.3 軸承失效分析

潤(rùn)滑不當(dāng)占軸承提前失效的36%。

潤(rùn)滑不當(dāng)包括以下3種類型：

（1）填充量錯(cuò)誤：①過(guò)多；②過(guò)少。

（2）潤(rùn)滑脂的選型錯(cuò)誤：①性能質(zhì)量達(dá)不到要求；②不能適應(yīng)實(shí)際的應(yīng)用需要。

（3）污染：①雜質(zhì)混入潤(rùn)滑脂中；②操作不當(dāng)（例如工作環(huán)境臟污）。

良好的潤(rùn)滑效果，不僅需要優(yōu)良的潤(rùn)滑材料及合理的潤(rùn)滑方式。同時(shí)對(duì)摩擦副采取良好的防污染措施可以有效提高軸承的使用壽命。

5 某選廠輥壓機(jī)主軸承潤(rùn)滑情況

5.1 設(shè)備情況介紹

某廠選礦車間共2臺(tái)成都利君輥壓機(jī)，輥壓機(jī)型號(hào)均為CLM200-160，其對(duì)輥軸承潤(rùn)滑原使用進(jìn)口品牌潤(rùn)滑劑，加油方式為電動(dòng)加油泵定時(shí)加油。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研存在以下使用問(wèn)題

（1）潤(rùn)滑系統(tǒng)經(jīng)常性故障，不能及時(shí)有效潤(rùn)滑。

（2）現(xiàn)場(chǎng)粉塵較大，易對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)及潤(rùn)滑劑造成污染。

（3）軸承溫度較高。

（4）油品用量較大。

（5）現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量大。

5.3 原因分析

（1）現(xiàn)場(chǎng)粉塵較大，潤(rùn)滑系統(tǒng)無(wú)防護(hù)，易被粉塵污染，造成系統(tǒng)故障；電動(dòng)泵泵送壓力相對(duì)較低；主軸承供油存在明顯隱患。

現(xiàn)有系統(tǒng)工作原理如下：現(xiàn)場(chǎng)干油潤(rùn)滑系統(tǒng)為兩級(jí)單線潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要由潤(rùn)滑泵裝置、一級(jí)分配器、二級(jí)分配器及聯(lián)接管件組成。一級(jí)分配器在接到泵送來(lái)的潤(rùn)滑脂后，依靠活塞的順序動(dòng)作，將潤(rùn)滑脂送到二級(jí)分配器和相應(yīng)潤(rùn)滑點(diǎn)，同樣二級(jí)分配器在接到一級(jí)分配器送來(lái)的潤(rùn)滑后，依靠活塞的順序動(dòng)作，將所需潤(rùn)滑脂送到各潤(rùn)滑點(diǎn)。此類型潤(rùn)滑系統(tǒng)工作時(shí)，母子分配器任意一路異常都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)正常供油。

（2）現(xiàn)場(chǎng)缺乏專業(yè)的潤(rùn)滑管理技術(shù)支持，加油標(biāo)準(zhǔn)存在誤區(qū)，針對(duì)高溫軸承盲目加大潤(rùn)滑用量，最終導(dǎo)致溫度降低不理想，油品消耗量大。

（3）大型重載軸承應(yīng)選擇使用基礎(chǔ)油粘度更高、燒結(jié)負(fù)荷更高的含有抗極壓添加劑以及含有緊急潤(rùn)滑作用的固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑脂。

（4）輥壓機(jī)主軸承潤(rùn)滑油品應(yīng)選擇：基礎(chǔ)油粘度1000~1500mm2/s、足夠的極壓抗磨性能極壓Pd值大于400kg的潤(rùn)滑產(chǎn)品才能滿足主軸承潤(rùn)滑要求。

6 某選廠輥壓機(jī)主軸承潤(rùn)滑優(yōu)化介紹

6.1 改善措施

針對(duì)上述潤(rùn)滑設(shè)備及潤(rùn)滑管理問(wèn)題，2021年3月，改為某品牌ET RP 1500專用輥壓機(jī)軸承潤(rùn)滑脂，并使用某品牌VFD-400智能自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)軸承進(jìn)行加油。

6.2 改善后效果

（1）對(duì)輥軸承溫度、工作壓力都保持正常，未出現(xiàn)高溫報(bào)警/跳停等異?，F(xiàn)象。

（2）輥壓機(jī)對(duì)輥軸承潤(rùn)滑劑用量明顯降低，降低為原來(lái)的1/3用量。

（3）維護(hù)工作量顯著減少，有效減輕維護(hù)人員工作強(qiáng)度。

（4）潤(rùn)滑系統(tǒng)工作正常，未出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔。

通過(guò)定期記錄，發(fā)現(xiàn)設(shè)備潤(rùn)滑優(yōu)化前后軸承溫度下降明顯，下降溫度高達(dá)8℃左右（注：改善后環(huán)境溫度較改善前溫度升高10℃左右，前后冷卻水冷卻情況良好，入料溫度均衡，工作壓力及電流穩(wěn)定一致）。

表1 改善前后具體情況對(duì)比

經(jīng)過(guò)近1年的跟蹤記錄數(shù)據(jù)表明，改善后效果明顯，輥壓機(jī)對(duì)輥軸承運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)異常情況出現(xiàn)，軸承溫度一直保持在合理范圍之內(nèi)。

6.3 改善后的潤(rùn)滑設(shè)備情況

VFD-400系統(tǒng)采用PLC控制器，具備良好的人機(jī)界面，操作方便，可與主機(jī)系統(tǒng)連接實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制?？蓪?duì)氣路、油路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)有計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，可根據(jù)實(shí)際工況調(diào)節(jié)潤(rùn)滑周期，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。

圖4

該系統(tǒng)具備以下特點(diǎn):

（1）充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀況，最大限度的杜絕粉塵污染。

（2）充分考慮操作便利性，極大限度節(jié)省體力消耗，實(shí)現(xiàn)單人操作。

（3）對(duì)潤(rùn)滑劑適應(yīng)性強(qiáng)，泵送能力強(qiáng)。

（4）可實(shí)現(xiàn)中控遠(yuǎn)程聯(lián)鎖，并具有現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警功能。

（5）分配器采用電磁給油器形式配置，實(shí)現(xiàn)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)單獨(dú)控制并提供故障信息，每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)互不影響。

（6）各潤(rùn)滑點(diǎn)加油量可單獨(dú)設(shè)置，根據(jù)所需潤(rùn)滑部位不同（軸承、滑軌、軸封）或不同工況進(jìn)行設(shè)置；加油周期隨時(shí)調(diào)整，避免油品浪費(fèi)。

潤(rùn)滑材料搭配合理的潤(rùn)滑管理，能夠有效提升設(shè)備可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量，節(jié)約成本。

7 結(jié)語(yǔ)

合理化的潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)備可靠性的體現(xiàn)，潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)的建立包含潤(rùn)滑材料、潤(rùn)滑管理和服務(wù)支持三大板塊，只有使用單位選擇適合的潤(rùn)滑材料，在使用過(guò)程中注重應(yīng)用和維護(hù)，并結(jié)合專業(yè)的服務(wù)支持作為企業(yè)設(shè)備潤(rùn)滑的基礎(chǔ)，才能讓設(shè)備穩(wěn)定良好的運(yùn)行，并達(dá)成設(shè)備潤(rùn)滑優(yōu)化的初衷。