高线轧机轴承润滑分析与应用研究

陈可夫　黎建

摘　要：优特纲高线轧机运行环境较为恶劣，保障套轴承的润滑效果对于提高设备安全性能和工作效率具有重要意义，为此笔者对高线轧机轴承润滑进行了分析与应用研究。主要对高线轧机轴承润滑原理进行了分析，研究了高线轧机轴承润滑机械的组成及控制分析，特别是高线轧机轴承润滑机械的组成分析，高线轧机轴承润滑液体供应控制，高线轧机轴承润滑液体自动配置控制等。结合存在的问题，笔者对高线轧机轴承润滑系统进行了改进设计与分析，完成了空气供应方式的改进研究、润滑液体供应优化分析、轧机密封设备改进研究。临末对高线轧机轴承润滑系统进行了应用分析，并给出了高线轧机轴承润滑系统使用维护与故障分析的方法。该研究成果对于相关技术人员学习专业知识，提高优特钢高线轧机设备的使用寿命和安全性能具有较好的参考意义。

近年来，随着冶金技术水平和机械制造行业的不断进步，优特钢的线材的轧机在运行过程中速度逐渐加快，完善了高线轧机系统，提高了冶金设备的自动化程度。越来越高的线材速度对轧机运转轴承的受力和抗压能力都提出了较高的要求，特别是做好高线轧机的轴承润滑工作，进而提高设备使用寿命至关重要，轴承设备的正常运转直接关系到优特钢高线轧机系统的运行安全与运行效率，因此有必要对优特钢高线轧机轴承润滑进行相关分析与应用研究。

冶金行业常用的线材轧机轴承润滑技术可以应用于低转速的工作情况，已经取得了一定效果，但是常规润滑系统一般受到相关施工参数的限制。新型轴承润滑技术可以大大提高优特钢线材轧机的使用时间，减少设备维修费用和维护费用，对于工况较为恶劣的冶金环境，新型轴承润滑技术可以应用于活套设备、导卫设备等高速运行轴承上。 

一、高线轧机轴承润滑原理分析

笔者研究的高线轧机轴承润滑系统采用新型的油气润滑设计，其工作原理是将润滑液体和气体先进行充分混合，二者形成湍流流动的混合流体，在高压力作用下将混合流体输送到需要润滑的轴承处，形成油气润滑。单独的润滑液体和单独的空气表面上是二者进行了混合，形成了新的整体，实际上二者是独立存在的，能够单独发挥作用，整个过程是物理变化，润滑流体在气体的带动下，经过管壁流动，在管壁上流动过程中，混合液体是旋转前进的，并且在管壁上形成了多层次组合式油膜。在油膜的形成过程中，由于初始的混合流体中的润滑液是非连续相，所以呈现大颗粒的滴状吸附在管壁，随着流动的加剧，滴状润滑液移动、变薄，部分润滑液留在原位置，其它润滑液随着混合流体继续向前移动，直到润滑设备所有壁面，初始呈点状分布的润滑液连接成为一个整体，呈现连续相的状态，在轴承内壁面形成较薄的一层油膜，起到润滑轴承，降低工具面之间摩擦力，减少设备磨损的作用。在整个新型润滑系统中，润滑混合液是以两相流的形式存在，在实际流动过程中，不同相流的混合程度、界面等都是不断变化的，达到了平衡状态。 

二、高线轧机轴承润滑机械的组成及控制分析

（一）高线轧机轴承润滑机械的组成分析

高线轧机轴承润滑系统的组成较为复杂，当前常用的机械系统主要有以风能为动力的单线递进润滑系统，以电能为动力的单线递进润滑系统，以电能为动力的压力保持式润滑系统，多线程润滑系统，单线程润滑系统等。高线轧机轴承润滑系统的组成设备有润滑中心站，相关组件主要有风能动力和电能动力设备，润滑液分配设备，主要采取递进式分布；润滑液混合设备；电能及设备运行电气自动控制设备；配套润滑流体流动管线；润滑液存储设备；润滑液过滤设备等。 

（二）高线轧机轴承润滑液体供应控制

高线轧机轴承润滑液体供应控制的精准度直接关系到设备的润滑效果和使用寿命，为此笔者设计了多台润滑液供应泵进行润滑液的供给，其中一台设备备用。采用齿轮泵进行流体控制，并做好流体溢流阀门的压力设置。笔者在齿轮泵的吸入口位置设计了过滤装置，确保润滑液体的纯度，不同齿轮泵供应选择可以通过自动控制屏幕进行选择，齿轮泵的开启和关闭采用非连续的工作模式，当压力低于设定值时泵启动，当压力高于设定值时泵关闭，所有功能均可通过润滑中心站控制。同时，笔者设计了能量存储装置，确保润滑液的稳定供应。

（三）高线轧机轴承润滑液体自动配置控制

高线轧机轴承润滑液体在应用过程中的合理分配与自动控制对于整个优特钢高线轧机的稳定与安全运行至关重要，当前常用的润滑液主要通过特定的分配装置进行，一般润滑液在总系统中分配给后续的模块，并通过相应的分配装置进行分配，每个分配装置组成由初始分片、终止分片和组合连接片等组成，每个分片之间都安装有液力活塞，液力活塞在相应流体的作用下发生移动，活塞的尺寸与流体量是成正比关系的。该润滑液自动配置装置是完整系统，需要各个活塞之间配合运作，如果其中某个活塞发生故障就会对整个系统产生影响，因此，笔者设计了配套的监视系统，确保高线轧机轴承系统在应用过程的稳定。另外，笔者设计的轴承润滑体系采用非连续性的工作模式，在润滑液分配器上安装配套电磁阀门，通过电磁阀门的开闭控制流体的进出，实现分配器的适时供液。笔者设计的优特钢高线轧机润滑液系统采用运动式分配液体，避免了油液润滑过程中重力和液体粘附效应的影响，促进油液安全均匀到达润滑位置，延长设备使用寿命。

三、高线轧机轴承润滑系统改进设计与分析

优特钢高线轧机润滑系统的工作环境很差，生产过程中处于高温度、高载荷、液体腐蚀等工况下，在高线轧机运行期间在轴承损坏的情况，使整个系统不受控制，对优特钢的正常生产造成了较大影响，为此笔者从空气供应方式、润滑液供应方式、轧机密封设备的优化等方面对系统进行了改进，提高了设备的使用效果。 

（一）空气供应方式的改进研究

高线轧机的润滑液动力供应主要为压缩空气，笔者设计的空气供应系统为企业的空气压缩管网中心，空气的是否供应有电磁设备统一控制，并进行实时监测，一旦发现空气压力低于目标值就进行预警，相关技术人员即开始进行问题分析与维修解决。针对压缩空气自身存在的含有杂质、流量供应不及等问题，笔者主要从以下方面进行了优化，首先是完善优化供应管道结构，针对不同的高线轧机配备不同的供应总站系统，压缩空气由总站统一控制，改变了前期的均匀分流的状态，不同的润滑点和位置分别与不同的空气供应系统连接，实现并联，这样即使空气供应系统发生故障，也不会影响系统的整体运行，确保了润滑液的供应充足。另外，笔者对空气供应系统的杂质过滤系统进行了优化设计，增加了系统的过滤面积，降低了油液系统的堵塞风险。 

（二）润滑液体供应优化分析

在润滑液体供应的改进分析和优化中，笔者主要对优特钢高线轧机的润滑液体供应时间、润滑液供应量等进行了分析。优特钢高线轧机润滑液供应优化至关重要，如果润滑液体供应适当，可以在轴承与基础之间形成良好的润滑油膜，使设备处于动态润滑的状态，降低甚至避免了设备的摩擦损耗或发热等。笔者通过对相关设备和系统优化设计，使系统在运转过程中，不仅保持了发热的稳定，同时又在摩擦副之间形成了稳定的润滑油膜结构，并通过了室内试验验证，确保了油路供应情况、轴承设备选型、润滑液体的配伍性。 

（三）优特钢高线轧机密封设备改进研究

优特钢高线轧机的密封至关重要，密封设备的安全性直接关系到系统的安全工作性能。常用的密封设备在使用过程中出现过密封设备失灵，润滑液外流的情况，导致摩擦失效，造成技术和安全事故。所以笔者对优特钢高线轧机密封设备进行了研究分析，选用的密封设备内部带有金属龙骨，充分确保其强度和刚度，柔性密封材料采用过盈配合，单边过盈量控制在两个毫米以内，充分确保密封性能，龙骨金属丝的直径设计为一个毫米，充分满足密封设备的预紧力要求。

四、高线轧机轴承润滑系统应用、维护与故障分析

高线轧机轴承新型润滑系统具有较好的应用优势，在现场的应用中取得了较好的效果，该新型润滑系统具有重复使用功能，可以进行多次利用；通过系统的自动化控制可以实现不同润滑区域的油量精准控制，使高线轧机轴承处于较好的运行状态下，系统中使用的压缩空气能够有效带走系统摩擦产生的热量，提高系统的密封效果。该新型的高线轧机轴承润滑系统在现场进行了应用，应用结果表明该系统不仅能够保证系统的润滑性能，又大大降低了系统的能量消耗。

在系统运行过程中，需要定期对系统进行维护，对于出现的故障进行及时维修。维护过程中要求按照规范进行，确定操作符合相关标准；对于润滑液要确保干净无污染；定期对气体动力泵进行维护、检查，对不合格产品及时更换；定期检查液体、气体过滤材料的性能，确保过流能力。检查相关油路管线和接头，确保无泄漏。对于出现的故障及时分析处理，如果泵压力过高或过低，则采用更换设备的方式将漏点堵住，或者清理堵塞通道。对于润滑区域缺少油液的情况，要求及时对储油设备进行维修。 

五、结论

笔者对高线轧机轴承润滑进行了分析与应用研究。研究了高线轧机轴承润滑机械的组成及控制分析，特别是高线轧机轴承润滑机械的组成分析，高线轧机轴承润滑液体供应控制，高线轧机轴承润滑液体自动配置控制等。并对高线轧机轴承润滑系统进行了改进设计与分析，给出了高线轧机轴承润滑系统使用维护与故障分析的方法。本文的研究对于提升企业生产安全与生产效率具有重要的指导意义。

来源：冶金管理

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