稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)在棒材軋機(jī)上的應(yīng)用

保 駿

（中冶華天工程技術(shù)有限公司，江蘇南京 210019）

在棒材生產(chǎn)線中，為保證軋機(jī)齒輪箱等設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)使各潤(rùn)滑點(diǎn)得到潤(rùn)滑，并將摩擦產(chǎn)生的熱量帶走，隨著潤(rùn)滑油的流動(dòng)和循環(huán)將摩擦表面的金屬顆粒及雜質(zhì)清除，達(dá)到降低機(jī)械設(shè)備磨損、延長(zhǎng)其使用壽命的目的。

1 棒材軋機(jī)稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成及工作原理

此稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)用于潤(rùn)滑1#～11#軋機(jī)齒輪箱及1#飛剪，系統(tǒng)包括油箱、潤(rùn)滑泵、電機(jī)、過(guò)濾器、冷卻器、控制閥、各檢測(cè)元件、中間管路等。潤(rùn)滑泵采用自吸性能好、壓力穩(wěn)定、噪音低、工作壽命長(zhǎng)的三螺桿泵，配置安全防護(hù)罩及彈性聯(lián)軸器與電機(jī)連接，通過(guò)減震器安裝在一個(gè)共同底座上。潤(rùn)滑泵吸油管路上設(shè)有帶限位開(kāi)關(guān)的蝶閥和避震喉，潤(rùn)滑泵將油箱內(nèi)潤(rùn)滑介質(zhì)吸出，經(jīng)單向閥、雙筒過(guò)濾器、油冷卻器、出口減壓閥，通過(guò)供油主管及支管直接送往軋機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑點(diǎn)。供油主管旁路設(shè)置安全閥，用以保護(hù)油泵過(guò)載，在齒輪箱潤(rùn)滑循環(huán)后的潤(rùn)滑油通過(guò)回油管經(jīng)過(guò)回油過(guò)濾器流回油箱。油箱設(shè)有加熱器、液位繼電器、溫度控制繼電器、壓力控制繼電器等元件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

1.2 稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)基本參數(shù)的設(shè)計(jì)

1.2.1 潤(rùn)滑泵和電機(jī)

此稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)使用的工作介質(zhì)為ISO VG320極壓重載工業(yè)齒輪油，潤(rùn)滑油所需總流量約1 200 L/min。據(jù)此參數(shù)，選用1.2倍的安全系數(shù)，選用了3臺(tái)771 L/min螺桿泵作為主泵，2用1備，配套每臺(tái)電機(jī)功率30 kW，轉(zhuǎn)速1 450 r/min，潤(rùn)滑泵最大工作壓力為1.0 MPa，旁路安全閥設(shè)置壓力0.8 MPa，出口減壓閥調(diào)定壓力0.45 MPa。

1.2.2 油箱裝置

系統(tǒng)最大流量約為1 500 L/min，根據(jù)《重型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)》［1］，油箱有效容積設(shè)定為38 m3。油箱設(shè)置液位開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)，均為模擬量控制。供油主管通徑Φ125 mm，回油主管通徑Φ250 mm。

油箱內(nèi)溫度控制：將油箱電加熱器分兩組，第一組為80%，第二組為20%，兩組均勻分布在整個(gè)油箱加熱區(qū)中；每組加熱器都有各自的磁性接觸開(kāi)關(guān)，這兩組加熱器由溫度開(kāi)關(guān)控制；油箱中設(shè)置“油箱溫度”開(kāi)關(guān)TS1～TS4。當(dāng)TS1發(fā)訊時(shí)說(shuō)明油箱油溫過(guò)低＜15 ℃，則油泵不得啟動(dòng)，持續(xù)發(fā)訊10 s 報(bào)警，加熱器可以工作，TS1停止發(fā)訊時(shí)，油泵可以啟動(dòng)；TS2發(fā)訊時(shí)說(shuō)明油箱油溫低≤32 ℃，加熱器可以工作；TS2 停止發(fā)訊時(shí)溫度＞38 ℃，關(guān)掉80%的那組電加熱器；TS3 發(fā)訊時(shí)說(shuō)明油箱油溫高溫度＞55 ℃，持續(xù)發(fā)訊10 s報(bào)警，關(guān)掉所有電加熱器；TS4發(fā)訊時(shí)說(shuō)明油箱油溫過(guò)高溫度＞60 ℃，持續(xù)發(fā)訊10 s報(bào)警；如果持續(xù)發(fā)訊超過(guò)15 min停泵。

油箱液位控制：設(shè)置油箱液位開(kāi)關(guān)LS1～LS4。液位超高LS4發(fā)訊，報(bào)警，提示維護(hù)人員檢查情況，延時(shí)停泵。液位高LS3發(fā)訊時(shí)，提示維護(hù)人員檢查情況；液位低LS2發(fā)訊時(shí)，加熱器不能工作；液位超低LS1發(fā)訊，報(bào)警，提示維護(hù)人員檢查情況，延時(shí)停泵。

1.2.3 冷卻裝置

采用冷卻效率較高的板式冷卻器，冷卻水量150 m3/h，水溫＜35 ℃，水壓0.2～0.5 MPa，水質(zhì)為工業(yè)凈環(huán)水。由設(shè)定供油溫度（40±2）℃，確定換熱面積120 m2，冷卻水進(jìn)出水管通徑Φ125 mm。為保證供油溫度符合要求，在油站供油管出口設(shè)置溫度傳感器以監(jiān)控潤(rùn)滑系統(tǒng)的油溫，并給計(jì)算機(jī)提供4～20 mA 模擬溫度信號(hào)，4～20 mA 的電信號(hào)對(duì)應(yīng)于20～80 ℃的溫度范圍?？刂葡到y(tǒng)設(shè)有潤(rùn)滑油溫度時(shí)間圖表，橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是溫度。

1.2.4 過(guò)濾裝置

潤(rùn)滑泵出口采用雙筒過(guò)濾器，工作介質(zhì)為ISO VG320 極壓重載工業(yè)齒輪油，系統(tǒng)油液清潔度為NAS10 級(jí)，過(guò)濾精度50 μm，雙筒過(guò)濾器可通過(guò)轉(zhuǎn)換手柄交替使用。在過(guò)濾網(wǎng)內(nèi)配有磁芯，用于吸附潤(rùn)滑油中微小的鐵磁性雜質(zhì)。在過(guò)濾器上裝有差壓訊號(hào)器，當(dāng)過(guò)濾器進(jìn)出口壓差超過(guò)0.1 MPa時(shí)，差壓訊號(hào)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示工作人員需切換過(guò)濾器，并更換污染了的濾芯。

1.2.5 稀油潤(rùn)滑壓力控制

為保證各用戶點(diǎn)壓力＞0.15 MPa，潤(rùn)滑站供油主管出口設(shè)置減壓閥，設(shè)置壓力0.38～0.45 MPa。此處設(shè)置壓力繼電器設(shè)置壓力信號(hào)，“系統(tǒng)壓力高”壓力開(kāi)關(guān)PS2，持續(xù)發(fā)訊20 s 時(shí)，報(bào)警，人工檢查原因?！跋到y(tǒng)壓力低”壓力開(kāi)關(guān)PS1，持續(xù)發(fā)訊20 s 時(shí)，報(bào)警，切換備用泵。另外在軋機(jī)及飛剪供油支管設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)，若壓力低于調(diào)定值，持續(xù)發(fā)訊30 s，壓力開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員檢查原因。

1.2.6 稀油站電氣控制

所有控制裝置，壓力開(kāi)關(guān)等具有故障防范功能，即正常狀態(tài)時(shí)閉合，故障狀態(tài)時(shí)打開(kāi)。每臺(tái)潤(rùn)滑泵有一個(gè)“啟動(dòng)/關(guān)閉”的選擇開(kāi)關(guān)及運(yùn)行指示燈；每臺(tái)泵吸油口蝶閥有“打開(kāi)”指示燈；每臺(tái)油泵都有“運(yùn)行時(shí)間”計(jì)時(shí)器，設(shè)有“過(guò)濾器污染”顯示，設(shè)有油箱“油箱液位超低、低、高、超高”顯示及報(bào)警信號(hào)，設(shè)有“系統(tǒng)壓力低”顯示和“系統(tǒng)壓力高”顯示，油箱的“電加熱器正在工作”顯示及手動(dòng)停止開(kāi)關(guān)，設(shè)有本地及遠(yuǎn)程控制裝置，報(bào)警系統(tǒng)按鈕“恢復(fù)”“測(cè)試”及“停止”。另外在遠(yuǎn)程主控室中具有對(duì)應(yīng)的操作設(shè)置、顯示及潤(rùn)滑油泵的“急?！卑粹o。

1.2.7 機(jī)架齒輪座稀油潤(rùn)滑的連鎖

當(dāng)軋機(jī)的壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)到潤(rùn)滑油壓力過(guò)低時(shí)，就會(huì)在一段延時(shí)間（初定值為3 min）后，使有關(guān)部分的傳動(dòng)停止，除非在延時(shí)過(guò)程中，壓力恢復(fù)正常。在檢測(cè)到潤(rùn)滑油壓力過(guò)低時(shí)，該部分的軋機(jī)就不能啟動(dòng)或爬行，在主控室按下潤(rùn)滑系統(tǒng)的緊急停車按鈕后，軋機(jī)就會(huì)延時(shí)后停止。

2 棒材軋機(jī)稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的安裝和檢查

稀油潤(rùn)滑設(shè)備制造完成后，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)需進(jìn)行外觀檢查：元件型號(hào)、規(guī)格必須與設(shè)計(jì)圖相符，整體構(gòu)造應(yīng)完整無(wú)缺，外露零件應(yīng)無(wú)損壞，油箱的漆層必須完好，漆層或防銹劑涂層應(yīng)無(wú)銹蝕情況，油箱的焊縫規(guī)整、無(wú)漏焊現(xiàn)象；閘閥、截止閥等閥門(mén)在啟閉時(shí)應(yīng)無(wú)卡阻現(xiàn)象［2］。在土建基礎(chǔ)完成后，在照明、防火設(shè)施具備的條件下，可進(jìn)行稀油潤(rùn)滑設(shè)備和中間管道的安裝，安裝應(yīng)滿足YBJ 207《冶金機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求。根據(jù)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，設(shè)備需安裝正確，管道布置合理。

由于安裝時(shí)會(huì)產(chǎn)生焊渣、砂土、銹片、金屬粉末等雜質(zhì)，因此在潤(rùn)滑設(shè)備安裝完成后，要清洗油箱，現(xiàn)場(chǎng)中間管道安裝后，要進(jìn)行酸洗、鈍化、沖洗等處理，管道清潔度需滿足系統(tǒng)要求。

2.2 稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的調(diào)試及改進(jìn)優(yōu)化

2.2.1 調(diào)試方法

調(diào)試時(shí)所有設(shè)備及管路再次進(jìn)行檢查，包括泵和電動(dòng)機(jī)安裝同心度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，油品加注正確，電氣線路接入正確。潤(rùn)滑站與外部管路需斷開(kāi)，系統(tǒng)旁通管路打開(kāi)、短接。檢查所有潤(rùn)滑站內(nèi)閥門(mén)開(kāi)閉及限位開(kāi)關(guān)是否正確；通電后，檢查所有電氣元件及發(fā)訊情況，油箱中的油應(yīng)加熱至工作溫度；潤(rùn)滑泵電機(jī)點(diǎn)動(dòng)試車，檢查電機(jī)正反轉(zhuǎn)是否正確；壓力調(diào)節(jié)由低至高，再至工作壓力；檢查管路、閥門(mén)及焊縫是否漏油，油箱的液位，系統(tǒng)的油溫、壓力以及潤(rùn)滑泵、冷卻器、過(guò)濾器的運(yùn)轉(zhuǎn)及連鎖要求應(yīng)滿足圖紙要求。潤(rùn)滑系統(tǒng)在一定時(shí)間的空載運(yùn)轉(zhuǎn)中，工作必須正常，潤(rùn)滑站內(nèi)部檢查無(wú)誤后，接通外部管路，檢查外部管路，帶載后工作，檢查用戶點(diǎn)管道壓力值及電氣發(fā)訊是否正常，進(jìn)行電腦畫(huà)面模擬信號(hào)測(cè)試，系統(tǒng)全面試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)期間需進(jìn)行各參數(shù)記錄及跟蹤［3］。

調(diào)試過(guò)程中，制定合理的調(diào)試計(jì)劃表和后期設(shè)備定期檢查修理周期表。內(nèi)容包括調(diào)試步驟調(diào)試工具材料等。合理安排調(diào)試時(shí)間順序和銜接流程提高調(diào)試效率。調(diào)試結(jié)束后要進(jìn)行驗(yàn)收。調(diào)試數(shù)據(jù)由專人做好記錄并連同調(diào)試過(guò)程、備件更換等情況一起輸入計(jì)算機(jī)，作為今后設(shè)備維護(hù)的參考資料。

2.2.2 存在的問(wèn)題

稀油潤(rùn)滑站加熱器隔熱段較短，加熱段長(zhǎng)度不夠，加熱器不能滿足工作需要。后經(jīng)過(guò)調(diào)換加長(zhǎng)了加熱器，加熱均勻，加熱時(shí)間塊，滿足系統(tǒng)需求。

調(diào)試初期濾芯備件不到位，濾芯質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致沖洗不到位，沖洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響工期，后經(jīng)過(guò)緊急協(xié)調(diào)滿足了現(xiàn)場(chǎng)需求。

壓力及溫度等繼電器直接安裝在管道上，由于工作時(shí)管道震動(dòng)導(dǎo)致元件損壞，整改后由軟管連接，安裝在便于不易碰撞及便于觀察處。

現(xiàn)場(chǎng)配管時(shí)安裝人員沒(méi)有仔細(xì)核對(duì)閥門(mén)進(jìn)出口方向，有多處閥門(mén)反裝，現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整糾正。

部分吸油口蝶閥限位開(kāi)關(guān)設(shè)置錯(cuò)誤，發(fā)訊反向，現(xiàn)場(chǎng)整改調(diào)整至正確位置。潤(rùn)滑站雙筒過(guò)濾器，設(shè)備安裝時(shí)沒(méi)有考慮檢修空間，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法更換濾芯，現(xiàn)場(chǎng)整改調(diào)整位置。

油箱液位計(jì)安裝不到位，導(dǎo)致液位不發(fā)訊不靈敏，后續(xù)整改調(diào)整更換。稀油潤(rùn)滑站壓力表量程不統(tǒng)一，用戶需備件較多，后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一更換。

潤(rùn)滑管路通徑較大，個(gè)別管道固定沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求采用卡箍或鋁合金管夾，且管夾間距不合理，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)后增加了管夾數(shù)量，保證了管道穩(wěn)定布置，減小了管道震動(dòng)。

胡冬林（1955-2017），長(zhǎng)春人，吉林省作家協(xié)會(huì)副主席。出版有《原始森林手記》《鷹屯烏拉田野札記》《狐貍的微笑》、長(zhǎng)篇?jiǎng)游镄≌f(shuō)《野豬王》、兒童科幻長(zhǎng)篇小說(shuō)《巨蟲(chóng)公園》以及單篇散文《青羊消息》《拍濺》《金角鹿》等，是我國(guó)生態(tài)文學(xué)寫(xiě)作的領(lǐng)先作家。

2.2.3 改進(jìn)和優(yōu)化

此稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)在泵站出口供油管處安裝了減壓閥，保證系統(tǒng)出口壓力穩(wěn)定易調(diào)，采用氣動(dòng)薄膜閥準(zhǔn)確控制冷卻水量，保證潤(rùn)滑油出口溫度穩(wěn)定。各油箱每個(gè)加熱器設(shè)置空氣開(kāi)關(guān)，便于電氣獨(dú)立和統(tǒng)一控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)立柱合理布置油箱位置，保證各稀油潤(rùn)滑站加熱器抽芯空間和設(shè)備檢修空間。冷卻器進(jìn)出口設(shè)置雙重蝶閥，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)有利于管道沖洗，保證了冷卻器沒(méi)有因?yàn)楣艿罌_洗堵塞。由于現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)較差及投產(chǎn)初期水管沖洗時(shí)間不夠，導(dǎo)致冷卻水管道存在部分堵塞現(xiàn)象，影響冷卻器冷卻效果及使用壽命，增加可視觀察孔、排水閥及流量計(jì)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻器水管水質(zhì)及水量的相關(guān)情況。在軋機(jī)設(shè)備潤(rùn)滑油供油口處，增加了帶4～20 mA 模擬量控制的流量傳感器，并將此流量信號(hào)接入主控室，可以在主控畫(huà)面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)稀油潤(rùn)滑瞬時(shí)系統(tǒng)流量。將稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)流量值與壓力值相關(guān)比較，建立雙重保護(hù)的連鎖控制，一旦出現(xiàn)故障報(bào)警，可及時(shí)進(jìn)行故障分析和維護(hù)，確保系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、可靠。

2.3 稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)及管理

在日常維護(hù)工作中，預(yù)防和處理系統(tǒng)泄漏是工作的主要方面。管道連接處、焊縫處要注意日常檢查預(yù)防泄漏；發(fā)現(xiàn)管道連接處泄漏需應(yīng)及時(shí)擰緊或更換連件及合適的密封件，焊接處泄漏應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊。管路支架及管夾、卡箍等附件應(yīng)按規(guī)定安裝，保證數(shù)量及質(zhì)量，減少震動(dòng)。

潤(rùn)滑系統(tǒng)需保持密封清潔，過(guò)濾器定期及時(shí)更換。加油需要用專用過(guò)濾加油裝置，要防止雜質(zhì)進(jìn)入油箱。任何雜質(zhì)混入潤(rùn)滑系統(tǒng)中都會(huì)影響系統(tǒng)的工作性能、加快元件的磨損，降低元件的使用壽命。

要選擇質(zhì)量較高的油品及密封件。要防止?jié)櫥椭挟a(chǎn)生膠質(zhì)狀物質(zhì)；防止油箱內(nèi)保護(hù)層被油浸蝕，從而使油液發(fā)生變質(zhì)影響系統(tǒng)正常工作；定期取樣化驗(yàn)油品，有條件的可進(jìn)行在線油品檢測(cè)。

潤(rùn)滑系統(tǒng)中要防止混入水分。冷卻器漏水或潤(rùn)滑點(diǎn)終端漏水進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)是主要原因，另外加油過(guò)程中未做好清潔工作，濕度較大的空氣混入也是原因之一。為了防止水分的進(jìn)入，潤(rùn)滑油需儲(chǔ)存在較干燥的地方，盛油工具要加蓋并嚴(yán)格密封，保持清潔，發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)及時(shí)處理。

通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)此稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)各類故障進(jìn)行分類、匯總，按照元件名稱檢索在一段時(shí)間內(nèi)的故障情況。將分析總結(jié)出來(lái)的故障排查經(jīng)驗(yàn)和預(yù)防措施形成文字資料，進(jìn)行記錄、整理，編成故障診斷手冊(cè)，配發(fā)到維護(hù)人員，作為排查故障的指南和培訓(xùn)教材。提前預(yù)判潤(rùn)滑設(shè)備的異常、預(yù)知潤(rùn)滑設(shè)備的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修。采用先進(jìn)的點(diǎn)檢儀器，對(duì)于油溫、油壓、油箱液位、水溫泄漏點(diǎn)等參數(shù)除常規(guī)人工點(diǎn)檢外利用監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

為確保潤(rùn)滑設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，必須了解設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律和主要元件的使用周期，建立設(shè)備使用壽命跟蹤記錄，制定定期檢查修理周期表，到了使用周期必須提前檢查，備件到了壽命進(jìn)行更換。對(duì)備品備件采用計(jì)算機(jī)控制，通過(guò)對(duì)庫(kù)存物資進(jìn)行統(tǒng)一編碼，對(duì)備件的收、發(fā)、存情況實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，在保證庫(kù)存數(shù)據(jù)時(shí)效性的同時(shí)，通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，各級(jí)管理人員均可隨時(shí)查詢備件庫(kù)存和消耗信息。

3 結(jié) 語(yǔ)

稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)、管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，是由多專業(yè)人員相互配合、各方把關(guān)，統(tǒng)一指揮，按規(guī)程執(zhí)行才能順利完成的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。設(shè)計(jì)精益求精、安裝準(zhǔn)確到位、維護(hù)仔細(xì)認(rèn)真，管理一絲不茍，不僅能夠節(jié)約成本、提高效率，同時(shí)還能減少環(huán)境污染，節(jié)約成本，走上良性循環(huán)的道路。