稀油润滑系统的温度控制

2013-07-20辛晔

机械工程与自动化 2013年1期

辛晔

（太原矿山机器集团有限公司润滑研究所，山西太原 030032）

0 引言

稀油润滑系统常用来向齿轮啮合部位、轴承、滑动的导轨面等各种运动副的摩擦表面供送润滑油，因其不可或缺的重要性而广泛应用于冶金、矿山、化工、电力等行业中。润滑油的作用是使各类机械减少摩擦，保护机械及加工件，起到润滑、冷却、防锈、清洁、密封、缓冲和清洗杂质等作用。

研究表明，润滑油只有在特定的温度范围内方能实现其正常的功能和特性（如黏度、密度、油性和极压性等），润滑效果最好。油温太低时，黏度增大，不仅加重输出泵的载荷，而且因为流动性变差，在影响润滑效果的同时也不利于传动机械部分的散热，热量持续积聚的结果又会直接影响到传动机械的刚性和强度，迅速降低输出泵和机械部分的使用寿命；油温太高，油中的极性分子就不能牢固地垂直排列吸附在金属表面，吸附能力降低，摩擦系数迅速增大，若不采取紧急措施，会使机械部分产生不可估量的损失。

在生产过程中，润滑油的黏度会随着温度的变化而变化，因此有必要采取加热和冷却的方式将润滑油的温度控制在一定的范围内，使其润滑性能和流动性都达到最佳。

1 稀油润滑系统的组成及其加热方式

本文分别以邢钢精品线材工程预精轧稀油润滑系统和中阳钢厂高线预精轧稀油润滑系统原理图为例简述两种常用稀油润滑系统的组成及其加热方式。

1.1 邢钢预精轧稀油润滑系统及加热方式

邢钢预精轧稀油润滑系统原理图见图1 。图1 中的稀油润滑系统主要由油箱、加热器、螺杆泵装置、排污齿轮泵、过滤器、压力控制器、冷却器、温度控制器、气动阀架和压力罐组成。该稀油润滑系统为双油箱布置，一用一备。润滑油经由螺杆泵（也为一用一备）从油箱吸出，经过双筒过滤器和冷却器输送到设备润滑点，对设备实施润滑冷却后再经回油接管流回油箱，完成一个循环。压力罐在其中起着稳压和发生停电等突发事故时对高速运转的关键设备提供瞬间保护的作用。

系统采用油箱加热的方式，每台油箱上设置有4kW的电加热器12件。当油箱温度低于25℃时，需要启动电加热器，此时油泵不允许启动；当油箱温度高于25℃时，允许油泵启动，但不得对站外供油，电控柜显示油箱油温低故障信号。此时启动油泵是为了进行系统自循环，以实现油箱内油温的均衡加热，避免出现油箱内油品局部过热的现象。当油箱温度达到40℃时，电加热器停止加热，电控柜消除油箱油温低故障信号，这时允许系统正常工作。系统正常运转后如果由于某种原因导致油箱油温低于35℃，则电加热器自动启动，对油品进行加热，油温升至55℃时高温报警。为避免油品过热，电加热器采用间接加热方式，即电加热器外有带翅片套管，套管内充满变压器油，由被加热的变压器油实现油箱的加热。

1.2 中钢预精轧稀油润滑系统

图2 为中钢预精轧稀油润滑系统原理图。图2 中，稀油润滑系统也为双油箱布置，一用一备。与前者不同的是该系统没有油箱加热器而是采用管路在线加热的方式，即在工作泵之外另设一套循环加热系统，由螺杆泵装置、筒式电加热器和气动三通阀3部分组成。螺杆泵装置负责对系统润滑油提供动力，筒式电加热器负责对系统润滑油进行加热。电控柜上设有筒式加热器启停手动按钮。正常工作时，当油箱油温降至35℃时，加热泵得电工作，延时1min～3min，筒式加热器得电开始加热。在油箱上设温度控制器，取4点对油箱油温进行控制：①超高温：油箱油温升至该点时，油箱温度超高，电控柜发出声／光报警（电控柜设相应的指示灯）；②高温：油箱油温升至该点时，加热器断电，延时1min～3min，加热泵断电；③低温：油箱油温降至该点时，加热泵启动、加热器启动、气动三通阀上二位三通电磁阀得电；④超低温：油箱油温降至该点时，超低温报警，主泵不得启动。集流管上设温度控制器1件，当集流管油温低于33℃时，气动三通阀上二位三通电磁阀得电，系统进行小循环加热，使泵吸油口到集流管之间的油温快速升起；油温大于33℃时，二位三通电磁阀失电，系统进行大循环加热，使油箱内的油液都流动起来，起到均匀加热的作用。

图1 邢钢预精轧稀油润滑系统原理图

图2 中钢预精轧稀油润滑系统原理图

2 两种加热方式的分析比较

图1 中油箱加热的优点是系统配置和电气控制方式都比较简单，但油箱制做相对复杂，同时由于是静态加热，加热时间较长，油液在温度达不到工作泵启动条件下局部温度升高容易导致油品局部碳化，缩短油液使用寿命；加热时间长也缩短了加热器的使用寿命。而图2 中采用系统在线加热的方式解决了上述缺点，但由于另外加了一套循环加热系统，使得成本增加，电气控制也相应变得复杂。可是如果着眼于控制方式的稳定性、可靠性，着眼于能有效地对机械设备提供润滑的同时又能延长油液的使用寿命，系统在线加热的方式还是有它相对的优越性。

3 稀油润滑系统的冷却

稀油润滑系统出油温度要求达到40℃±2℃，因此在系统中常设置板式冷却器，采用循环冷却水作为冷却介质，在油温高时进行强制冷却。图1 和图2 两个稀油站水路上均采用自力式温度调节阀作为温度控制元件，该元件通过测温探头测量出口油温，而后将信号传给调节阀，通过比较来调节阀门的开启度从而动态控制通过冷却器的冷却水流量，达到控制出油口油温的目的。使用时温度调节阀两边的蝶阀应处于开启状态，关闭温度控制阀的旁通截止阀，并确认温度控制阀的测温探头插入系统出油口处，则温度调节阀投入运行。在调节阀出现故障时，可以手动关闭其两端蝶阀，打开旁通截止阀来调节水量，同样可达到控制出口油温的目的。