稀油润滑系统在棒材轧机上的应用

2023-03-05保骏

山东冶金 2023年4期

关键词：稀油油箱轧机

保骏

（中冶华天工程技术有限公司，江苏南京 210019）

在棒材生产线中，为保证轧机齿轮箱等设备的良好运转，稀油润滑系统被广泛应用。稀油润滑系统使各润滑点得到润滑，并将摩擦产生的热量带走，随着润滑油的流动和循环将摩擦表面的金属颗粒及杂质清除，达到降低机械设备磨损、延长其使用寿命的目的。

1 棒材轧机稀油润滑系统的设计

1.1 稀油润滑系统的组成及工作原理

此稀油润滑系统用于润滑1#～11#轧机齿轮箱及1#飞剪，系统包括油箱、润滑泵、电机、过滤器、冷却器、控制阀、各检测元件、中间管路等。润滑泵采用自吸性能好、压力稳定、噪音低、工作寿命长的三螺杆泵，配置安全防护罩及弹性联轴器与电机连接，通过减震器安装在一个共同底座上。润滑泵吸油管路上设有带限位开关的蝶阀和避震喉，润滑泵将油箱内润滑介质吸出，经单向阀、双筒过滤器、油冷却器、出口减压阀，通过供油主管及支管直接送往轧机齿轮箱润滑点。供油主管旁路设置安全阀，用以保护油泵过载，在齿轮箱润滑循环后的润滑油通过回油管经过回油过滤器流回油箱。油箱设有加热器、液位继电器、温度控制继电器、压力控制继电器等元件实现自动化控制。

1.2 稀油润滑系统基本参数的设计

1.2.1 润滑泵和电机

此稀油润滑系统使用的工作介质为ISO VG320极压重载工业齿轮油，润滑油所需总流量约1 200 L/min。据此参数，选用1.2倍的安全系数，选用了3台771 L/min螺杆泵作为主泵，2用1备，配套每台电机功率30 kW，转速1 450 r/min，润滑泵最大工作压力为1.0 MPa，旁路安全阀设置压力0.8 MPa，出口减压阀调定压力0.45 MPa。

1.2.2 油箱装置

系统最大流量约为1 500 L/min，根据《重型机械标准》［1］，油箱有效容积设定为38 m3。油箱设置液位开关、温度开关、压力开关，均为模拟量控制。供油主管通径Φ125 mm，回油主管通径Φ250 mm。

油箱内温度控制：将油箱电加热器分两组，第一组为80%，第二组为20%，两组均匀分布在整个油箱加热区中；每组加热器都有各自的磁性接触开关，这两组加热器由温度开关控制；油箱中设置“油箱温度”开关TS1～TS4。当TS1发讯时说明油箱油温过低＜15 ℃，则油泵不得启动，持续发讯10 s 报警，加热器可以工作，TS1停止发讯时，油泵可以启动；TS2发讯时说明油箱油温低≤32 ℃，加热器可以工作；TS2 停止发讯时温度＞38 ℃，关掉80%的那组电加热器；TS3 发讯时说明油箱油温高温度＞55 ℃，持续发讯10 s报警，关掉所有电加热器；TS4发讯时说明油箱油温过高温度＞60 ℃，持续发讯10 s报警；如果持续发讯超过15 min停泵。

油箱液位控制：设置油箱液位开关LS1～LS4。液位超高LS4发讯，报警，提示维护人员检查情况，延时停泵。液位高LS3发讯时，提示维护人员检查情况；液位低LS2发讯时，加热器不能工作；液位超低LS1发讯，报警，提示维护人员检查情况，延时停泵。

1.2.3 冷却装置

采用冷却效率较高的板式冷却器，冷却水量150 m3/h，水温＜35 ℃，水压0.2～0.5 MPa，水质为工业净环水。由设定供油温度（40±2）℃，确定换热面积120 m2，冷却水进出水管通径Φ125 mm。为保证供油温度符合要求，在油站供油管出口设置温度传感器以监控润滑系统的油温，并给计算机提供4～20 mA 模拟温度信号，4～20 mA 的电信号对应于20～80 ℃的温度范围。控制系统设有润滑油温度时间图表，横坐标是时间，纵坐标是温度。

1.2.4 过滤装置

润滑泵出口采用双筒过滤器，工作介质为ISO VG320 极压重载工业齿轮油，系统油液清洁度为NAS10 级，过滤精度50 μm，双筒过滤器可通过转换手柄交替使用。在过滤网内配有磁芯，用于吸附润滑油中微小的铁磁性杂质。在过滤器上装有差压讯号器，当过滤器进出口压差超过0.1 MPa时，差压讯号器发出报警信号，提示工作人员需切换过滤器，并更换污染了的滤芯。

1.2.5 稀油润滑压力控制

为保证各用户点压力＞0.15 MPa，润滑站供油主管出口设置减压阀，设置压力0.38～0.45 MPa。此处设置压力继电器设置压力信号，“系统压力高”压力开关PS2，持续发讯20 s 时，报警，人工检查原因。“系统压力低”压力开关PS1，持续发讯20 s 时，报警，切换备用泵。另外在轧机及飞剪供油支管设置压力开关，若压力低于调定值，持续发讯30 s，压力开关会发出报警信号，提醒工作人员检查原因。

1.2.6 稀油站电气控制

所有控制装置，压力开关等具有故障防范功能，即正常状态时闭合，故障状态时打开。每台润滑泵有一个“启动/关闭”的选择开关及运行指示灯；每台泵吸油口蝶阀有“打开”指示灯；每台油泵都有“运行时间”计时器，设有“过滤器污染”显示，设有油箱“油箱液位超低、低、高、超高”显示及报警信号，设有“系统压力低”显示和“系统压力高”显示，油箱的“电加热器正在工作”显示及手动停止开关，设有本地及远程控制装置，报警系统按钮“恢复”“测试”及“停止”。另外在远程主控室中具有对应的操作设置、显示及润滑油泵的“急停”按钮。

1.2.7 机架齿轮座稀油润滑的连锁

当轧机的压力开关检测到润滑油压力过低时，就会在一段延时间（初定值为3 min）后，使有关部分的传动停止，除非在延时过程中，压力恢复正常。在检测到润滑油压力过低时，该部分的轧机就不能启动或爬行，在主控室按下润滑系统的紧急停车按钮后，轧机就会延时后停止。

2 棒材轧机稀油润滑系统的应用

2.1 稀油润滑系统的安装和检查

稀油润滑设备制造完成后，运输至现场需进行外观检查：元件型号、规格必须与设计图相符，整体构造应完整无缺，外露零件应无损坏，油箱的漆层必须完好，漆层或防锈剂涂层应无锈蚀情况，油箱的焊缝规整、无漏焊现象；闸阀、截止阀等阀门在启闭时应无卡阻现象［2］。在土建基础完成后，在照明、防火设施具备的条件下，可进行稀油润滑设备和中间管道的安装，安装应满足YBJ 207《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》的要求。根据图纸及现场实际施工情况，设备需安装正确，管道布置合理。

由于安装时会产生焊渣、砂土、锈片、金属粉末等杂质，因此在润滑设备安装完成后，要清洗油箱，现场中间管道安装后，要进行酸洗、钝化、冲洗等处理，管道清洁度需满足系统要求。

2.2 稀油润滑系统的调试及改进优化

2.2.1 调试方法

调试时所有设备及管路再次进行检查，包括泵和电动机安装同心度应符合标准要求，油品加注正确，电气线路接入正确。润滑站与外部管路需断开，系统旁通管路打开、短接。检查所有润滑站内阀门开闭及限位开关是否正确；通电后，检查所有电气元件及发讯情况，油箱中的油应加热至工作温度；润滑泵电机点动试车，检查电机正反转是否正确；压力调节由低至高，再至工作压力；检查管路、阀门及焊缝是否漏油，油箱的液位，系统的油温、压力以及润滑泵、冷却器、过滤器的运转及连锁要求应满足图纸要求。润滑系统在一定时间的空载运转中，工作必须正常，润滑站内部检查无误后，接通外部管路，检查外部管路，带载后工作，检查用户点管道压力值及电气发讯是否正常，进行电脑画面模拟信号测试，系统全面试运转，试运转期间需进行各参数记录及跟踪［3］。

调试过程中，制定合理的调试计划表和后期设备定期检查修理周期表。内容包括调试步骤调试工具材料等。合理安排调试时间顺序和衔接流程提高调试效率。调试结束后要进行验收。调试数据由专人做好记录并连同调试过程、备件更换等情况一起输入计算机，作为今后设备维护的参考资料。

2.2.2 存在的问题

稀油润滑站加热器隔热段较短，加热段长度不够，加热器不能满足工作需要。后经过调换加长了加热器，加热均匀，加热时间块，满足系统需求。

调试初期滤芯备件不到位，滤芯质量参差不齐，导致冲洗不到位，冲洗时间过长，影响工期，后经过紧急协调满足了现场需求。

压力及温度等继电器直接安装在管道上，由于工作时管道震动导致元件损坏，整改后由软管连接，安装在便于不易碰撞及便于观察处。

现场配管时安装人员没有仔细核对阀门进出口方向，有多处阀门反装，现场及时调整纠正。

部分吸油口蝶阀限位开关设置错误，发讯反向，现场整改调整至正确位置。润滑站双筒过滤器，设备安装时没有考虑检修空间，导致现场无法更换滤芯，现场整改调整位置。

油箱液位计安装不到位，导致液位不发讯不灵敏，后续整改调整更换。稀油润滑站压力表量程不统一，用户需备件较多，后续现场统一更换。

润滑管路通径较大，个别管道固定没有严格按照设计要求采用卡箍或铝合金管夹，且管夹间距不合理，现场发现后增加了管夹数量，保证了管道稳定布置，减小了管道震动。

胡冬林（1955-2017），长春人，吉林省作家协会副主席。出版有《原始森林手记》《鹰屯乌拉田野札记》《狐狸的微笑》、长篇动物小说《野猪王》、儿童科幻长篇小说《巨虫公园》以及单篇散文《青羊消息》《拍溅》《金角鹿》等，是我国生态文学写作的领先作家。

2.2.3 改进和优化

此稀油润滑系统在泵站出口供油管处安装了减压阀，保证系统出口压力稳定易调，采用气动薄膜阀准确控制冷却水量，保证润滑油出口温度稳定。各油箱每个加热器设置空气开关，便于电气独立和统一控制。根据现场平台立柱合理布置油箱位置，保证各稀油润滑站加热器抽芯空间和设备检修空间。冷却器进出口设置双重蝶阀，现场安装时有利于管道冲洗，保证了冷却器没有因为管道冲洗堵塞。由于现场水质较差及投产初期水管冲洗时间不够，导致冷却水管道存在部分堵塞现象，影响冷却器冷却效果及使用寿命，增加可视观察孔、排水阀及流量计，能够及时发现冷却器水管水质及水量的相关情况。在轧机设备润滑油供油口处，增加了带4～20 mA 模拟量控制的流量传感器，并将此流量信号接入主控室，可以在主控画面实时监测稀油润滑瞬时系统流量。将稀油润滑系统流量值与压力值相关比较，建立双重保护的连锁控制，一旦出现故障报警，可及时进行故障分析和维护，确保系统运行更加稳定、安全、可靠。

2.3 稀油润滑系统的维护及管理

在日常维护工作中，预防和处理系统泄漏是工作的主要方面。管道连接处、焊缝处要注意日常检查预防泄漏；发现管道连接处泄漏需应及时拧紧或更换连件及合适的密封件，焊接处泄漏应及时补焊。管路支架及管夹、卡箍等附件应按规定安装，保证数量及质量，减少震动。

润滑系统需保持密封清洁，过滤器定期及时更换。加油需要用专用过滤加油装置，要防止杂质进入油箱。任何杂质混入润滑系统中都会影响系统的工作性能、加快元件的磨损，降低元件的使用寿命。

要选择质量较高的油品及密封件。要防止润滑油中产生胶质状物质；防止油箱内保护层被油浸蚀，从而使油液发生变质影响系统正常工作；定期取样化验油品，有条件的可进行在线油品检测。

润滑系统中要防止混入水分。冷却器漏水或润滑点终端漏水进入润滑系统是主要原因，另外加油过程中未做好清洁工作，湿度较大的空气混入也是原因之一。为了防止水分的进入，润滑油需储存在较干燥的地方，盛油工具要加盖并严格密封，保持清洁，发现漏水点及时处理。

通过计算机对此稀油润滑系统各类故障进行分类、汇总，按照元件名称检索在一段时间内的故障情况。将分析总结出来的故障排查经验和预防措施形成文字资料，进行记录、整理，编成故障诊断手册，配发到维护人员，作为排查故障的指南和培训教材。提前预判润滑设备的异常、预知润滑设备的故障，在故障发生前进行检修。采用先进的点检仪器，对于油温、油压、油箱液位、水温泄漏点等参数除常规人工点检外利用监测设备实时数据采集。

为确保润滑设备的稳定运行，必须了解设备的运行规律和主要元件的使用周期，建立设备使用寿命跟踪记录，制定定期检查修理周期表，到了使用周期必须提前检查，备件到了寿命进行更换。对备品备件采用计算机控制，通过对库存物资进行统一编码，对备件的收、发、存情况实时动态管理，在保证库存数据时效性的同时，通过局域网实现数据共享，各级管理人员均可随时查询备件库存和消耗信息。