浅谈造纸厂机械设备的润滑管理

2010-11-27霍怀成

中国造纸 2010年1期

关键词：极压纸机润滑脂

霍怀成

(甘肃省白龙江林业管理局林业科学研究所,甘肃陇南,746010)

浅谈造纸厂机械设备的润滑管理

霍怀成

(甘肃省白龙江林业管理局林业科学研究所,甘肃陇南,746010)

简要阐述了设备润滑管理的意义、造纸企业在设备润滑管理方面存在的主要问题及应采取的对策。

造纸机械;润滑管理;润滑剂

纸厂机械设备的润滑管理是现代纸厂设备管理的重要组成部分。科学润滑管理的实施、高效合理润滑技术的应用是保证机械设备正常运转,降低维修费用,提高企业经济效益的有效途径。造纸企业要在激烈的市场竞争中求得生存与发展,必须具有良好的综合素质和管理水平,这里面就包括设备润滑管理水平。

1 设备润滑管理的意义

加强机械设备的润滑管理工作,并把它建立在科学管理的基础上,对企业均衡生产,保证设备完好,充分发挥设备效能,提高劳动生产率,降低生产费用,减少设备故障有着极其重要的意义。造纸企业的生产特点是:上下工序彼此关联,相互制约,相互影响。从备料、蒸煮、制浆、造纸到打包,整个生产流程机械设备 (包括电机)中的任何一台设备因润滑不良出现故障,不能正常运行,上下工序都要受到影响。若不能及时排除故障恢复运行,则造成该系统流程全线停产。据报道[1],国外现代化造纸厂因故停运行 1 h,直接经济损失在 500～1000美元 (不包括维修费)。因此,正确选择和使用润滑剂,搞好造纸设备的润滑管理,对保证造纸设备长期运转、提高设备利用率和企业的经济效益,减少企业零配件库存具有重要作用。

2 当前造纸企业润滑管理存在的主要问题

2.1 没有充分认识到润滑管理的重要性

“维修第一,维护第二”的传统设备管理思维意识和管理模式至今还没有从根本上得到改变。设备管理者只有高度重视润滑管理,才能保证企业正常生产,提高设备使用寿命,降低生产成本。

2.2 操作者缺乏必要的润滑专业知识

长期以来国内润滑技术相对落后,润滑专业书籍较少。而造纸企业从事润滑操作人员往往都是非润滑专业人士,接受的润滑培训较少,因此润滑专业知识相对缺乏。很多设备因为不能正确选用润滑剂,没有及时分析设备润滑状况和不能及时解决设备润滑中出现的各种问题,使设备长期处于带病运行状态。

2.3 没有开展设备润滑剂理化指标检测

开展润滑剂理化指标检测的造纸企业为数不多,国内有大小润滑油企业 4000多家,良莠不齐、鱼目混珠。对进厂的新润滑剂没有进行理化指标检测,就无法说明此润滑剂是否合格,进厂新润滑剂控制不住,在线设备用润滑剂不检测,就无从谈起设备润滑管理。这就是长期以来养成的换油不清洗油箱油路的主要原因。

2.4 片面认为润滑剂添加量越多越好

目前,纸厂润滑人员片面认为润滑剂的添加量越多越好。其实,这是一种误解。润滑剂的添加量一定要适当,过多不仅会使阻力增大,增加动力消耗,而且润滑部位容易过热,导致润滑剂过早劣化,缩短设备的维修期。当然过少也达不到润滑目的。因此,润滑时一定要按规定加注,严格控制用量。

2.5 片面认为润滑剂的价格越高越好

这种认识不太全面,选用润滑剂不是看这个润滑剂性能多好,价格多高,而是看这个润滑剂是否适合工况条件。在适合工况条件的润滑剂中选择价格低的可为企业节约成本,为合理润滑,比如耐负荷再好、耐高温再好的润滑脂在高速轴承中也是不适用的。某造纸厂纸机干部轴承用的是 7014-1号高温润滑脂,这种脂是由对苯二甲酸酰胺钠稠化合成油制成,价格很高,突出的优点是高温和低温性能好,适用的温度范围宽,可在 -40～200℃内应用。但纸机干部的温度变化没有这么大,并且 7014-1号润滑脂不具备极压性能,因此这种选择并不是最佳。

2.6 为节约成本使用低价低质润滑剂

为了降低成本,一些纸厂常常使用低价低质的润滑剂,造成设备磨损过快、频繁停机维修、停机损失巨大、备件支出过多、能耗过高。实践证明,对于纸厂的设备,特别是中高速纸机,普通润滑剂的使用成本非常高。这些隐性的高成本会使纸厂每年损失 5%～10%的利润,远远大于润滑剂的采购支出。国际著名机械故障专家 Heinz Bloch,P.E.的研究成果表明,设备运行总费用可划分为:维修支出 3.9%,购油支出0.08%,能耗支出 96.2%。其中润滑剂的支出小于1%,就算全部节省意义也不大。而且使用高性能合成润滑剂比使用矿物润滑剂可以节省 1%～3%的能耗,大于高性能润滑剂的采购支出。如进行总成本核算,就会将低价低质润滑剂带给企业的隐性高成本显露出来。

纸厂要降低总经营成本,应从节能降耗,减少停机、维修、备件支出等方面努力,采购使用低价低质润滑剂的结果只会提高总经营成本。

2.7 认为矿物润滑剂的使用温度可高达 70～80℃

这种认识是错误的。事实上,温度每升高 10℃,矿物润滑剂氧化速度增加 1.5～2.0倍;矿物润滑剂的分油和蒸发损失也显著增加。润滑部件的工作温度每提高 10～15℃,矿物润滑剂的使用寿命减少 1/2。因此,矿物润滑剂的运行温度应尽量控制在 40℃左右,不宜太高。尽管矿物润滑剂的运行温度达到 70℃时,有些设备仍可以正常运行,但这还是要避免的。如果无法降低温度,就应考虑使用合成润滑剂。但目前很多中高速纸机压榨部、压光机轴承温度都超过 70℃,甚至达到 90℃。还有中高速纸机的驱动齿轮箱、盘磨机、压力筛、热分散机、大型水力碎浆机、水力洗草机、管式连蒸系统的螺旋喂料器、远红外装置的进气风机和排风机、摆线针轮减速机、蜗轮蜗杆传动、打浆机、供水泵、浆泵、真空泵等设备的润滑剂运行温度都非常高。运行温度过高不仅造成轴承、齿轮和润滑剂寿命的缩短,需要经常停机换件和维护,而且会浪费大量的能源,故应尽量把温度降低。降低运行温度最简单和最根本的方法是换用具有高强度油膜的润滑剂,其次是采用冷却系统,但冷却系统只起到延长润滑剂使用寿命的作用,不能减少磨损。

2.8 未采用造纸机械循环系统专用润滑油

据调查,许多纸厂未采用造纸机械循环系统专用润滑油 PMO (PaperMachine Oil),用其他润滑油代替,因而造成了润滑不良,设备润滑部件磨损,循环润滑系统因润滑油泥而堵塞等。造纸机械循环润滑系统必须采用专用润滑油,不能用其他润滑油代替。如常用的机械油只具有抗氧防锈的作用,并且其水平一般,不能满足造纸机械循环润滑系统对润滑油氧化安定性能、极压抗磨性能、抗乳化性能、过滤性能等方面的要求。不能用齿轮油代替纸机循环系统专用油。纸机循环润滑系统的使用工况有可能接触水,因此对油的破乳化性能要求更严格。另外,循环润滑系统对润滑油的过滤性能要求更严格,要求有更长的使用寿命,因此对氧化安定性要求更高。由于循环润滑系统要润滑的部件有的是铜质材质,所以对铜片腐蚀性能的要求比齿轮油高。不能用液压油代替齿轮油,因为循环润滑系统除了润滑轴承外,还要润滑齿轮,因此在极压性能上要求比液压油更为严格。

2.9 未开展设备润滑磨损状态监测

部分大型造纸企业虽然开展了润滑剂理化指标检测,但只是对进厂新润滑剂和在线润滑剂理化指标的检测,只能对润滑剂中水分、机械杂质、黏度、酸值的变化进行检测。而国外已普遍采用 ISO 4406—99污染度标准检测润滑剂中污染颗粒,通过自动颗粒计数器测定油中颗粒的大小和数量,控制油中污染,减少零件磨损。目前,国外已把污染监测看作是最重要的润滑油监测项目,而我国还在使用质量法监测润滑剂中的污染物。开展磨损状态监测的单位微乎其微,所谓油液状态监测就是通过监测仪器监测润滑剂中摩擦副的磨损情况,通过光谱分析了解磨损的成分和颗粒的大小及含量。进行定期跟踪分析,做到预知设备检修、视情检修,如铁谱分析、光谱分析。

3 搞好造纸机械设备润滑管理的对策

3.1 加强人员培训

要保障润滑管理工作高效运作,不仅要有严格的润滑管理制度,而且要有高水平的润滑技术管理人员。随着造纸机械设备朝大型化、自动化、高速化的方向发展,现代润滑管理技术对管理者的要求越来越高。他们既要懂润滑技术,又要熟悉机械设备性能。要通过教育培训,大力提高设备管理人员、维修人员、操作人员的工作水平和业务素质,加强对第一线技术管理人员的润滑知识教育,严格润滑操作规程,使润滑管理科学化和规范化。

3.2 合理选择润滑剂

造纸机械的工作环境具有潮湿和高温的特点,某些机械还有冲击性负荷,对润滑剂有特殊要求,主要是抗乳化性和耐水性。在高负荷和高温部位使用的润滑剂还要求具有良好的耐热氧化安定性和耐负荷性能。

3.2.1 制浆机械的润滑

制浆机械润滑的特点是工作环境潮湿、高温、兼有冲击性负荷。一般要求使用耐热性、抗氧化性、抗乳化性和防锈性好的润滑剂。目前制浆机械使用的多是 40℃黏度为 41.4～50.6 mm2/s和 90～110 mm2/s的矿物润滑油和耐热性、机械安定性好的 2号、3号复合钙-铅基或加有极压剂的锂基润滑脂。在冲击负荷大及遇水的情况下亦可使用二硫化钼或石墨润滑脂。但制浆蒸煮设备的轴承和齿轮一般要用 40℃黏度为 414～506 mm2/s的汽缸油润滑,才能适应高温蒸汽蒸煮的环境。为防止产生结胶和积炭需 3个月清洗更换润滑剂 1次。

3.2.2 纸机的润滑

(1)纸机循环润滑系统应选用专用润滑油 PMO

针对造纸设备高速、高负荷、纸机干部温度较高、湿部与水接触的工况,应选用循环系统专用润滑油 PMO[2]。PMO应具有良好的黏温性、氧化安定性、防锈性、抗泡性、抗乳化性、过滤性能、极压抗磨性能及清净分散性。

PMO黏度的选择原则。选择的润滑剂黏度过大,增加内摩擦阻力,动力损失也增加,摩擦热增大,并加速润滑油的变质,超过一定温度后,加速疲劳;黏度过小,则润滑油膜薄而强度不够,增大摩擦和磨损,甚至会产生非流体润滑或干摩擦,从而损坏机械。一般是高速、低负荷时,选择低黏度润滑油;高负荷、低速时选择高黏度润滑油。

某林业造纸厂纸机循环系统过去一直沿用老牌的46号机械油,此润滑油由于没有清净分散性,造成设备积炭严重,纸机运行中轴承检修和轴承的更换率非常高,每月换轴承 2～4套,故障停机频繁,纸机不能正常运行。为解决这个问题,该厂将柴油机油混入使用,润滑油的清净分散性改善了,但是润滑油的油泥生成量却急剧增加,造成油路堵塞,同时润滑油的分水性能严重下降,轴承磨损严重。2006年第一季度,改用造纸机循环油-无灰矿油型润滑,润滑状态大为改观,该部的轴承寿命提高了 5～10倍,减少了故障停机,减轻了维修工作量,节省了维修费用。

(2)轴承用润滑脂

轴承润滑脂选择的主要依据是它承受的负荷、转速、工作温度和工作环境的湿度及其他条件。负荷大,要求润滑脂黏度大或油性好。对冲击负荷,针入度较小为宜;转速高,针入度较大而黏度偏小为宜;工作温度高,应使用黏度大、闪点较高、温性好、氧化安定性好和滴点较高的润滑油脂;潮湿的工作环境及与水直接接触多的工作条件,应选用抗乳化能力强和油性好及防腐蚀较好的润滑油脂。忌用钠基脂。润滑系统的形式和摩擦表面的位置及其轴承精度等因素在选用润滑油脂时亦不能忽视。

①湿部用润滑脂。纸机湿部的工况是工作环境温度不高,但易接触水,有一定负荷,可选用复合钙基润滑脂或极压锂基润滑脂,稠度牌号可选择 2号或 3号。极压锂基润滑脂是由脂肪酸锂皂稠化矿物油加入抗氧剂和极压添加剂制成的,适用于工作温度在 -20～120℃的高负荷机械设备轴承的润滑,产品符合GB7323—1994。复合钙基润滑脂是由乙酸钙复合的脂肪酸钙皂稠化矿物油并加有抗氧添加剂制成的润滑脂,具有良好的抗水性、机械安定性和胶体安定性,适用于工作温度在 -10～150℃及潮湿条件下的机械设备润滑,符合 SH/T0370标准。与极压锂基润滑脂相比,复合钙基润滑脂高温性能、抗水性能更好,但极压性能不如极压锂基润滑脂好;使用者可根据自己的需求进行更恰当的选择。

②干部用润滑脂。干部的工况是温度较高 (轴承温度在 80℃左右),负荷较高,与水接触少,可选用极压锂基润滑脂或极压复合锂基润滑脂,稠度牌号选用 2号或 3号。极压复合锂基润滑脂是由复合锂皂稠化矿物油并加入极压添加剂制得的润滑脂,适用于工作温度在 -20～160℃的高负荷机械设备润滑,产品符合 SH/T0535—1993。极压复合锂基润滑脂与极压锂基脂相比,抗水性能、高温性能及极压性能更优异,但价格略高。

3.3 润滑剂添加量应适当

适当的润滑剂用量很重要[3]。实际工作中,维护工人往往误认为润滑剂量越多越好,其实不然。润滑剂添加过多,不仅造成浪费,而且还会造成轴承、齿轮箱体等发热,同时造成功率损失。而润滑剂量不足,又会造成磨损而发生设备故障。

(1)圆柱齿轮浸入润滑油中的深度为 2个齿高(前提是在能够使用油浴润滑的情况下),以溅出足够的润滑油供给齿轮、轴承等处,同时又保持较低搅动润滑油的功率损失。

(2)采用油环润滑摩擦面时,油环浸入油中的深度 t与油杯内径 D的关系如下:当 D为 25～40 mm时,t=D/4;当 D为 40～65 mm时,t=D/5;当 D为 65～310 mm时,t=D/6。

(3)在蜗杆传动的油浴润滑中,当蜗杆为下置式时,润滑油面高度通常在蜗杆中心线以下;当蜗杆为上置式时,蜗轮浸入润滑油中,润滑油面高度视蜗轮圆周速度而定,通常应在蜗轮齿根圆到蜗轮中心线之间,速度高,润滑油面应低些,反之应高些。

(4)润滑滚珠轴承时,对于转速在 1500 r/min以下的轴承,润滑油位应在最下面滚珠的中心线附近;若转速在 1500～3000 r/min时,润滑油位应在最下面滚珠的中心线以下;转速在 3000 r/min以上时,润滑油面稍微与滚珠接触即可;转速超过 4000 r/min时,应选用油雾润滑。

(5)润滑脂添加量要适当。润滑脂添加量过大,会使摩擦力矩增大,温度升高,润滑脂消耗量增大;润滑脂添加量过少,则不能获得可靠润滑而发生干摩擦。滚动轴承添加润滑脂时应注意以下几点[3]:①轴承里面要填满,若用多个轴承组合,他们的间隙也应填满;②对于水平轴,外轴承盖的空隙应只填 1/2～3/4;③对于立轴,上轴承盖填 1/2,下轴承盖填3/4;④工作环境较脏的中低速轴承应把轴承和轴承盖全部填满。

3.4 开展设备润滑技术状态监测

预知维修是在对设备监测诊断基础上,强化了维修针对性,可使维修成本降低 50%。运用润滑油监测可以实现在设备不停机、不解体的情况下及时掌握润滑油的技术状态,诊断设备的异常部位、异常程度及原因,从而预防设备润滑故障发生,延长润滑油的使用寿命。

润滑油监控的方法有:①抽查操作人员执行设备润滑“五定”规范;②采样观察润滑油的外观情况,检查润滑油的颜色、透明度、气味等情况;③定期进行黏度、闪点、水分、酸值 (或碱值)等能反映润滑油质量变化的关键理化指标;④没有实验室的可以进行水分爆音实验和斑迹实验等;⑤用现代化仪器分析。如用红外光谱仪测定油中添加剂的变化情况,用铁谱仪或 ICP发射光谱测定油中金属磨粒或元素变化。仪器分析快捷准确,对纸机、发电机组等大型关键设备的润滑管理有很重要的意义。

3.5 污染的控制

润滑故障除因润滑剂选用或使用不当外,主要由于污染所致。污染润滑剂的物质有尘埃、杂质和水分。污染度的控制对液压油、汽轮机油、静压油膜轴承油和高速轴承油的抗磨损性能十分重要。

控制污染的措施:①贮运润滑剂的容器必须清洁、密闭,且不与铜、锡等易于促进润滑油氧化变质的金属接触;②润滑油加入设备前要进行沉降过滤处理,保证清静度达到五级以上;③添加润滑剂的容器不可露置在大气中,尤其是装置润滑剂的容器不可无盖;④贮存润滑油的油罐要定期清洗,及时排污;⑤油罐或油箱上设空气过滤呼吸器,在加油口设 100目以上的滤器和防尘帽,搞好各部密封,在润滑系统适当部位设滤器及排污阀。

变压器油等电器用油对水分要求高,应尽量在天气干爽时换油,而且打开后的润滑油要立即加进设备。

4 结语

造纸企业的润滑管理是一项非常复杂、专业性强的技术性工作。只有企业领导重视,有关部门积极参与,通过对润滑剂的合理储存、选用和监测,确保设备经常处于良好的运行状态,延长设备使用寿命,才能提高设备生产效率,为企业创造更大的经济效益。

[1] 陈惠卿,陈丽华,郭剑峰.造纸机械设备润滑剂的选择和应用[J].中国造纸,2003,22(3):51.

[2] 汤涛,陈惠卿.造纸机械用润滑脂的选择与使用[J].石油商技,2005(5):30.

[3] 徐灏.机械设计手册(第一卷)[M].北京:机械工业出版社,1991.

Lubrication Management of theMach inery in PaperM ills

HUO Huai-cheng
(Research Institute of Forestry Science,of Paperm ills Bailongjiang Adm inistration of Gansu Province,Longnan,Gansu Province,746010)

Lubrication management ofmachinery and equipment of papermills is the importantpartofmodern papermill equipmentmanagement.The implementation of scientific lubricationmanagement,the application of efficient and rational lubrication technology ensure the normal operation ofmachinery and equipment,reducemaintenance costs and improve the economic benefitof enterprises.The main problems in lubrication management in papermills and the countermeasurement are discussed.

paper-makingmachinery;lubrication management;lubricants;problems and solutions

TS73

0254-508X(2010)01-0075-04