传统铁矿选厂设备润滑优化探讨

杨新荣，石艳清，李东

（1.河北钢集团矿业有限公司柏泉铁矿，河北 承德 067500；2.顺益体系（集团），广东 珠海 519090）

随着设备自动化趋势的不断发展，自动化管理在铁矿厂正在逐步应用；特针对目前传统铁矿企业实际生产情况，对选厂磨矿、碎矿设备润滑进行技术分析，深入了解目前设备润滑情况，从润滑材料、润滑管理、润滑技术支持进行切入，从而实现企业自动化生产及降本增效的目标，延长设备生命周期，完善设备润滑管理工作。

选矿工艺中，球磨机及高压辊磨机为重要生产设备，因此做好这类设备润滑管理工作尤其重要。

1 球磨机开式齿轮润滑

1.1 球磨机介绍

球磨机是选矿及粉磨工艺中的重要设备，主要用途是对经过破碎的物料再进一步做机械磨细，以获得所要求的产品粒度；随着选矿技术的快速发展，自磨、半自磨技术以其高产量、高可靠性等优势，已经成为选矿领域的常规工艺。

1.2 开式齿轮润滑工况特点

开式齿轮一般应用于水泥、电力、矿山、冶金、化工等行业中传递大功率和大扭矩的设备。由于其尺寸大、载荷高、运行工况恶劣等特殊条件，使其具有如下工作特点：低速、重载、伴有冲击载荷；易受粉尘和水侵袭；有时伴随高温。

2 某铁矿企业球磨机开齿润滑情况

2.1 现场设备介绍

该选厂球磨机均为川矿生产，共10台；分别为型号φ4m*6.7m（2台），型号φ3.2m*5.4m（8台）；均采用喷洒方式对开式齿轮进行润滑，润滑剂为工业闭式齿轮油L-CKD460。

2.2 现场调研存在以下使用问题

（1）润滑系统故障频发，无法满足齿轮正常润滑需求。

（2）人工淋油，无法保证设备及时有效润滑。

（3）现场油品泄漏严重，污染现场环境。

（4）大小齿面存在明显润滑失效产生的胶合、擦伤、点蚀、杂质压伤等损伤。

2.3 原因分析

（1）现用L-CKD 460齿轮油，闭式齿轮油不适用于现代开式齿轮，PD值和Timken OK值2个主要承载性能指标无法满足磨机齿轮润滑所需的油膜的形成。

（2）现用润滑系统不适用于高粘度油脂输送，不符合现代开齿润滑理念所需。同时此系统年限较长，各部件存在不同程度老化，使用过程中经常性故障。

（3）通过对球磨机的运行进行动态检查分析发现，设备轴承座振动值偏高（最大22.3mm/s）、齿面温度温差较大（最高10℃），结合齿面接触状态及温度分布可知，齿轮副配合存在一定程度偏载。

（4）结合开式齿轮润滑特点，边界润滑对润滑剂的极压承载能力有较高的要求，因此球磨机开齿润滑油品应选择黏着力强（黏附性好，不易甩落和损耗）、抗磨损和抗极压性能高（FZG测试级别≥12，四球焊接负荷>620KG）、具备一定的油膜强度、含有一定比例的固体添加剂和EP（抗极压）添加剂的润滑产品才能满足开齿润滑要求。

图1

3 某铁矿企业球磨机开齿润滑优化介绍

3.1 球磨机开齿润滑改善措施

鉴于目前使用情况，特针对润滑方式及润滑剂进行升级改造，采用符合现代开式齿轮润滑规范的某品牌ET G-OG C-FLUID 00开式齿轮操作润滑剂，同时配套使用某品牌VGL-O2B系列开齿双线喷洒系统，保证润滑需求。

3.2 改造后效果

改善前后小齿轮齿面效果对比如图2所示。

图2

从近1年运行情况来看，在以下几方面效果显著：

（1）该油品具有润滑脂的性能，极好的黏附能力，在原毛毡密封条件下，有效地防止了渗漏和甩溅，现场环境干净整洁。

（2）该油品是半液体状态下的黏性流体，有极强的黏附性能，在啮合面形成完整油膜，有效地防止了齿面的干摩擦，特别是在齿轮配合存在明显偏载情况下，依旧能够形成稳定油膜保护。

（3）该润滑系统稳定使用，实现自动化加油，换油方便，维护工作量减少。

（4）综合经济效益方面，用油成本及维护成本降低。

3.3 改善后的润滑设备情况

VGL-02B系列整体式开式齿轮喷射润滑系统是以科学的分油方式、定时定量的精确润滑理念融入润滑设备的设计与制造，使矿山大型设备的润滑进入智能控制和网络监控时代。该设备能实现定时、定量、定单元润滑，具有实时监控，智能通信，故障自检及声、光报警等功能。尤其可以检测油路单元的“堵塞”故障。操作界面简单清楚，便于现场岗位工人使用维护。

专用开式齿轮润滑剂搭配自动润滑设备，在设备运行状态异常的情况下，依旧可以形成良好润滑效果，提升设备可靠性，降低维护维修成本。

系统原理图如下图3所示。

图3

4 辊压机（高压辊磨机）主轴承润滑

4.1 辊压机介绍

辊压机是目前广泛应用于矿山、水泥领域的高能效粉碎设备。因其粉碎效率高，在实际应用中起到良好的提产降耗作用。

4.2 辊压机轴承运行特点及工况

辊压机工作原理：当其工作时，2根平行相对的压辊不仅仅做水平相向转动，同时被施加巨大的水平挤压力，对通过其间的物料进行高压粉碎；封闭的物料层在被迫向下移动的过程中所受挤压力逐渐增大，直至被粉碎挤压成密实料饼从机下排出。

辊压机轴承运行工况：重载、低速、粉尘、冲击载荷。

4.3 轴承失效分析

润滑不当占轴承提前失效的36%。

润滑不当包括以下3种类型：

（1）填充量错误：①过多；②过少。

（2）润滑脂的选型错误：①性能质量达不到要求；②不能适应实际的应用需要。

（3）污染：①杂质混入润滑脂中；②操作不当（例如工作环境脏污）。

良好的润滑效果，不仅需要优良的润滑材料及合理的润滑方式。同时对摩擦副采取良好的防污染措施可以有效提高轴承的使用寿命。

5 某选厂辊压机主轴承润滑情况

5.1 设备情况介绍

某厂选矿车间共2台成都利君辊压机，辊压机型号均为CLM200-160，其对辊轴承润滑原使用进口品牌润滑剂，加油方式为电动加油泵定时加油。

5.2 现场调研存在以下使用问题

（1）润滑系统经常性故障，不能及时有效润滑。

（2）现场粉尘较大，易对润滑系统及润滑剂造成污染。

（3）轴承温度较高。

（4）油品用量较大。

（5）现场维护工作量大。

5.3 原因分析

（1）现场粉尘较大，润滑系统无防护，易被粉尘污染，造成系统故障；电动泵泵送压力相对较低；主轴承供油存在明显隐患。

现有系统工作原理如下：现场干油润滑系统为两级单线润滑系统，主要由润滑泵装置、一级分配器、二级分配器及联接管件组成。一级分配器在接到泵送来的润滑脂后，依靠活塞的顺序动作，将润滑脂送到二级分配器和相应润滑点，同样二级分配器在接到一级分配器送来的润滑后，依靠活塞的顺序动作，将所需润滑脂送到各润滑点。此类型润滑系统工作时，母子分配器任意一路异常都会影响整个系统正常供油。

（2）现场缺乏专业的润滑管理技术支持，加油标准存在误区，针对高温轴承盲目加大润滑用量，最终导致温度降低不理想，油品消耗量大。

（3）大型重载轴承应选择使用基础油粘度更高、烧结负荷更高的含有抗极压添加剂以及含有紧急润滑作用的固体润滑剂的润滑脂。

（4）辊压机主轴承润滑油品应选择：基础油粘度1000~1500mm2/s、足够的极压抗磨性能极压Pd值大于400kg的润滑产品才能满足主轴承润滑要求。

6 某选厂辊压机主轴承润滑优化介绍

6.1 改善措施

针对上述润滑设备及润滑管理问题，2021年3月，改为某品牌ET RP 1500专用辊压机轴承润滑脂，并使用某品牌VFD-400智能自动润滑系统对轴承进行加油。

6.2 改善后效果

（1）对辊轴承温度、工作压力都保持正常，未出现高温报警/跳停等异常现象。

（2）辊压机对辊轴承润滑剂用量明显降低，降低为原来的1/3用量。

（3）维护工作量显著减少，有效减轻维护人员工作强度。

（4）润滑系统工作正常，未出现泄漏现象，现场干净整洁。

通过定期记录，发现设备润滑优化前后轴承温度下降明显，下降温度高达8℃左右（注：改善后环境温度较改善前温度升高10℃左右，前后冷却水冷却情况良好，入料温度均衡，工作压力及电流稳定一致）。

表1 改善前后具体情况对比

经过近1年的跟踪记录数据表明，改善后效果明显，辊压机对辊轴承运行稳定，无异常情况出现，轴承温度一直保持在合理范围之内。

6.3 改善后的润滑设备情况

VFD-400系统采用PLC控制器，具备良好的人机界面，操作方便，可与主机系统连接实现联动控制。可对气路、油路进行实时监控，设有计时、计数等功能，可根据实际工况调节润滑周期，方便现场使用。

图4

该系统具备以下特点:

（1）充分考虑现场环境状况，最大限度的杜绝粉尘污染。

（2）充分考虑操作便利性，极大限度节省体力消耗，实现单人操作。

（3）对润滑剂适应性强，泵送能力强。

（4）可实现中控远程联锁，并具有现场声光报警功能。

（5）分配器采用电磁给油器形式配置，实现每个润滑点单独控制并提供故障信息，每个润滑点互不影响。

（6）各润滑点加油量可单独设置，根据所需润滑部位不同（轴承、滑轨、轴封）或不同工况进行设置；加油周期随时调整，避免油品浪费。

润滑材料搭配合理的润滑管理，能够有效提升设备可靠性，延长设备使用寿命，降低现场维护工作量，节约成本。

7 结语

合理化的润滑标准是设备可靠性的体现，润滑标准的建立包含润滑材料、润滑管理和服务支持三大板块，只有使用单位选择适合的润滑材料，在使用过程中注重应用和维护，并结合专业的服务支持作为企业设备润滑的基础，才能让设备稳定良好的运行，并达成设备润滑优化的初衷。