冷轧机轧辊轴承润滑技术分析与应用

2012-09-03苏孝兵国修路柴志鹏

科技传播 2012年11期

苏孝兵，国修路，柴志鹏

河北钢铁集团邯钢冷轧厂，河北邯郸 056015

0 引言

轧辊轴承是轧钢设备中不可缺少的部件，随着轧钢技术的发展，轧钢机正向着高速、重载、高强度、高刚度和连轧化的方向迅速发展，因此对轧辊轴承及其润滑技术提出了很高要求。在正常生产过程中，冷轧机的轴承座会受到乳化液侵入从而破坏轴承的润滑工作面，最终造成轴承损坏，当然这仅是造成轴承失效的主要原因之一，轴承座的密封装置的选用也是非常重要的。下面将根据冷轧厂不同轴承润滑的实际情况分别对几种润滑方式进行介绍分析。

1 介绍与分析

1.1 稀油润滑

稀油润滑的工作方式是从进油孔向轴承座腔体内连续注入大量的高粘度稀油，以保证重载工作模式下轴承的充分润滑，同时从出油孔流出并带走部分热量，防止轴承座内温度过高。但它在使用中也有一些问题：

1）对轴承座密封要求很高：由于轧辊轴承座结构设计问题，同时轴承座是一个开式容腔，大量的稀油会通过回油口从回油管排走，容腔内并不能保持较高压力，因此辊颈处水封很难完全阻止外来物尤其是工艺轧制乳化液侵入[1]，从而破坏油膜的稳定性，大大降低润滑效果，为了保证轴承的正常工作必须定期排水或全部更换系统内的润滑油，还有换辊时更换轴承座必须排出腔体内大量的残留油，这两种情况都加大了油的成本；

2）稀油的漏损：其一是在装配轴承座时造成辊身边缘侧油封被破坏或在线使用时油封老化破损，由于其位置处在腔体内，轧机开车过程中不易看到，一旦破损将造成大量稀油漏掉。其二是进油孔密封破损很容易造成稀油泄漏。另外稀油排入乳化液中同样会危害乳化液的质量并缩短乳化液的更换周期，不仅如此，乳化液中含有的大量残油将导致板带表面出现质量缺陷如黑斑、黑膜、表面不光洁等。

1.2 干油润滑

干油润滑就是预先在轴承中充填润滑脂，每隔一段时间进行补充或更换油脂的润滑方式，油脂除起到润滑作用外，还起到密封作用。但由于油脂预先填充到轴承内部，没有流动性，热量散失功能较差。润滑脂在长期使用后，即使高质量的润滑脂也会发生老化现象，润滑性能逐渐下降，轴承的磨损也随之增大，所以要适宜补充润滑油脂，另外在轧制过程中，轴承座密封破损或乳化液流量较大，致使乳化液侵入轴承座，污染润滑脂润滑环境，降低润滑效果导致轴承失效。总体来说，虽然脂润滑流动性差，润滑剂更换较麻烦，但由于脂润滑较稀油润滑结构简单、维护简单，由泄漏造成的污染较少，因此在现行冷轧机最高转速的情况下，一些轧机设计商在冷轧机、平整机工作辊径向轴承上还倾向于使用干油润滑。

1.3 油气润滑

油气润滑就是利用压缩空气的连续作用，带动润滑油沿管道内壁不断地流动形成紊流状的油气混合物,以精细油滴方式送到各个润滑点，这个过程就是油气润滑，其工作原理(见图1)。它又被称为“气液两相流体冷却润滑技术”，它成功地解决了干油润滑和稀油润滑所无法克服的难题，适用于高温、重载、高速、极低速以及有冷却水和脏物侵入润滑点的工况条件恶劣的场合。在工作过程中压缩空气以恒定的压力连续。

图1 油气润滑原理图

供给, 而润滑油则是间隙供给。单相流体油和单相流体压缩空气混和后就形成了两相油气混合流, 两相油气混合流中的油和压缩空气并不真正融合, 油也不被雾化, 而是在压缩空气的流动作用下, 带动润滑油沿管道内壁不断地螺旋状流动并形成一层连续的气液两相油膜, 最后以精细的连续油滴的方式喷射到润滑点。这种气液两相油膜隔开相对运动的摩擦副从而起到的作用[2]。同时由于进入了轴承内部的压缩空气的作用，既使润滑部位得到了冷却，又由于润滑部位保持着一定的正压，使外界的脏物和水不能侵入，起到了良好的密封作用。

由此可见，轧辊轴承采用油气润滑较干油润滑、稀油润滑优点如下：

1）由于压缩空气对轴承起冷却作用且是连续输送，同时使轴承座内正压保持0.3bar左右，防止乳化液进入轴承座对轴承造成损害，具有良好的密封作用；

2）轴承座内变得非常干净，改变了以往使用干油润滑时轴承座内难以清洗和非常肮脏的状态，大大较少了工人的劳动强度；

3）轴承的润滑状况得到改善寿命提高且耗油量非常小，降低备件成本消耗；

4）避免了形成黑斑，提高板带质量，延长了乳化液的更换周期，降低了生产成本；

5）较稀油润滑方式更换轴承座时大大减少了废油的排放，降低了生产成本。

此外，油气润滑也有其自身的缺点：

1）需保证压缩空气压力和质量且必须使用压缩空气；

2）相对干油润滑和稀油润滑的初期投资费用较大；

3）另外，使用过程中维护人员必须认真检查油气润滑系统管路系统和排放轴承座残油，否则轴承座内热量散不出去造成轴承温度升高甚至烧轴承。