熱連軋機油膜軸承潤滑系統的改造
2013-01-08
作者：葛明毅
（鞍鋼股份有限公司第三煉鋼連軋廠）
摘 要：油膜軸承是現代軋機的關鍵設備，合理的潤滑系統是油膜軸承穩定運行的基礎。通過分析鞍鋼2150mm熱連軋機精軋機組油膜軸承潤滑系統存在的問題，諸如加熱方式、壓力罐控制、流量報警等，針對每個問題提出改造方案，方案實施后，取得了較好的經濟效果，油膜軸承潤滑系統運行穩定。（鞍鋼股份有限公司第三煉鋼連軋廠）
關鍵詞：熱連軋機；油膜軸承；潤滑系統
1 概述
1）鞍鋼2150mm熱連軋機精軋機支承輥輥頸采用摩根油膜軸承公司的動壓油膜軸承，它是一種完全封閉的，靠動壓產生油膜運行的高精密軸承。其錐套是鍛造合金鋼件，經熱處理并加工磨削到特定的加工精度和光潔度，錐套內有一錐形內孔安裝于軋輥輥頸錐面，通過鍵與軋輥聯接，從而形成軸頸面。錐套的外部所包圍的是用于承受徑向載荷的襯套。精密的錐套在襯套內隨軋輥轉動而旋轉，錐襯套間是連續而不破裂的油膜。此油膜使軸承內摩擦力非常小，從而油膜軸承具備了高承載能力，抗磨損和耐疲勞的能力。
2）精軋機油膜軸承潤滑系統分為兩部分，分別供給F1-F4油膜軸承和F5-F6油膜軸承潤滑。其主要特點為：
(1）采用大流量的三螺桿泵，供油壓力穩定，噪音低，壽命長；
(2）泵站和各機架入口均設置雙筒過濾器，一臺工作，另一臺備用；
(3）配置兩個油箱，當一個工作時，另一個用于油品的沉淀和凈化；
(4）設置加熱泵，使油品在流動狀態下進行加熱，避免油箱設置加熱器導致油品過熱劣化；
(5）設置壓力罐，防止系統突發漏油故障燒損油膜軸承；
(6）油膜軸承設置壓力報警和溫度報警，系統出現異常時及時停車，從而保護油膜軸承；
(7）設置凈油機，清除系統中混入的雜質和水。
2 潤滑系統存在的問題
2.1 加熱方式
油膜軸承潤滑系統泵站原理圖如圖1，加熱泵與主泵共用一個吸油管，因此只能對工作油箱的潤滑油進行加熱。油箱油溫高于25℃，是主泵起動的連鎖條件，在冬季，備用油箱油溫過低，不能立即投入使用。另外油溫低造成高粘度的油膜軸承油流動性差，油膜軸承入口流量低于設定值，軋機不能起動。
壓力罐入口設置氣動柱塞閥，氣動柱塞閥受電磁閥控制，若電磁閥出現故障，壓力罐內的壓力油不能及時排出，短時間不能保護油膜軸承；另電磁閥只由壓力罐處的液位計位置開關控制，壓力繼電器采集的信號只做報警用。
2.3 回油磁性過濾裝置
軋機油膜軸承的工作環境十分惡劣，受軋機冷卻水和氧化鐵皮等污物的影響，2150mm軋機油膜軸承潤滑系統的油箱為圓罐形，油箱的回油處無法如方形油箱那樣設置磁性過濾裝置，雜質經油箱再流入系統將加速潤滑系統元件和油膜軸承的磨損。
2.4 流量報警裝置
根據摩根油膜軸承公司的設計理念，在油膜軸承入口處安裝其公司提供的節流孔板，在泵正常工作時，進入油膜軸承的流量可滿足現場需要，不必設置流量報警裝置，只需設置壓力報警。但在冬季，檢修后油管溫度低，多次出現壓力正常，但流量偏低的情況，如不及時確認，會發生油膜軸承缺油而燒損軸承的事故。
3 潤滑系統的改造方案
根據現場實際情況并參照其它熱軋線油膜軸承潤滑系統的應用情況，針對上述問題制定了如下改造方案。
3.1 加熱方式
采用旁路循環加熱的方式，在兩油箱之間設置雙筒加熱器，可一臺工作，另一臺備用。旁路循環加熱裝置原理圖如圖2，在每個油箱廢油泵出口設置三通，利用廢油泵進行潤滑油的循環加熱，無需額外設置循環加熱泵。為防止加熱元件故障，設置溫度繼電器在油溫過高時加熱器自動斷電，防止油品過熱劣化變質。
3.2 壓力罐控制
在壓力罐入口處設置單向閥，當油膜軸承潤滑系統異常泄漏時，即使氣動柱塞閥關閉，壓力罐中的潤滑油也能通過單向閥由壓力罐流入系統管路，瞬時保護油膜軸承。另壓力繼電器采集的信號不僅作報警用，也用于控制氣動柱塞閥的開關。對于氣動柱塞閥的控制，壓力罐的液位開關優先于壓力信號。
3.3 回油磁性過濾裝置
由于圓罐形油箱內部無法設置磁性過濾裝置，在回油管路上設置過濾器，過濾器內部放置磁鐵，檢修時關閉回油閥門即可清除磁鐵吸附的雜質。另外在泵站出口和各機架入口過濾器外部配置磁鐵，清洗過濾器時，可清除過濾器內壁吸附的雜質。
在每個油膜軸承入口設置電接點流量計，流量報警值按額定流量值的50%設定。流量報警只用于軋機的起動連鎖，軋機正常運轉后，流量報警不起作用，壓力和回油溫度報警做為軋機的停機連鎖。
3.5 其它方案
3.5.1 油箱靜置排水
油膜軸承潤滑系統大量進水后，靠凈油機分水的效果并不好，Z好將油箱靜置，提高油箱潤滑油的溫度，打開油箱下部的排污閥排放水及乳化物。軋機檢修或油箱備用時，提高加熱器的設定溫度，軋機工作或備用油箱排水結束后，溫度恢復工作狀態的設定值，以避免回油溫度過高，軋機報警停車。
3.5.2 油膜軸承密封狀態跟蹤
油膜軸承潤滑系統進水的主要途徑為：油膜軸承密封處、冷卻器、油箱內蒸汽管線(2150mm熱軋線采用電加熱方式，不存在蒸汽管線進水的可能）。冷卻器定期更換后，泄漏的可能性不大。通過建立油膜軸承密封狀態記錄，如表1，將軸承箱、密封更換時間及下機后狀態、支承輥更換時間與潤滑系統信息對照，跟蹤密封的變化趨勢。
上述改造方案實施后，各項保護功能保證了油膜軸承潤滑系統運行穩定。在系統進入雜質和軋機冷卻水后，通過各項措施Z大程度地清除雜質和軋機冷卻水，下機的油膜軸承狀態良好。改造后至今，未發生油膜軸承缺油燒損和異常磨損的故障。
5 結束語
鞍鋼2150mm熱軋線油膜軸承潤滑系統是由中國一重設計院設計的，設計中難免有一些缺陷。通過對熱連軋機油膜軸承潤滑系統的改造，取得了良好的經濟效益。同時，在改造過程中加深了對設備的理解，確保了設備更高效地運轉。
來源:《冶金設備》2010年S1期
