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陳可夫　黎建

摘　要：優(yōu)特綱高線軋機(jī)運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，保障套軸承的潤(rùn)滑效果對(duì)于提高設(shè)備安全性能和工作效率具有重要意義，為此筆者對(duì)高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑進(jìn)行了分析與應(yīng)用研究。主要對(duì)高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑原理進(jìn)行了分析，研究了高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑機(jī)械的組成及控制分析，特別是高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑機(jī)械的組成分析，高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體供應(yīng)控制，高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體自動(dòng)配置控制等。結(jié)合存在的問(wèn)題，筆者對(duì)高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析，完成了空氣供應(yīng)方式的改進(jìn)研究、潤(rùn)滑液體供應(yīng)優(yōu)化分析、軋機(jī)密封設(shè)備改進(jìn)研究。臨末對(duì)高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用分析，并給出了高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)使用維護(hù)與故障分析的方法。該研究成果對(duì)于相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，提高優(yōu)特鋼高線軋機(jī)設(shè)備的使用壽命和安全性能具有較好的參考意義。

近年來(lái)，隨著冶金技術(shù)水平和機(jī)械制造行業(yè)的不斷進(jìn)步，優(yōu)特鋼的線材的軋機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中速度逐漸加快，完善了高線軋機(jī)系統(tǒng)，提高了冶金設(shè)備的自動(dòng)化程度。越來(lái)越高的線材速度對(duì)軋機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)軸承的受力和抗壓能力都提出了較高的要求，特別是做好高線軋機(jī)的軸承潤(rùn)滑工作，進(jìn)而提高設(shè)備使用壽命至關(guān)重要，軸承設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系到優(yōu)特鋼高線軋機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行安全與運(yùn)行效率，因此有必要對(duì)優(yōu)特鋼高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑進(jìn)行相關(guān)分析與應(yīng)用研究。

冶金行業(yè)常用的線材軋機(jī)軸承潤(rùn)滑技術(shù)可以應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速的工作情況，已經(jīng)取得了一定效果，但是常規(guī)潤(rùn)滑系統(tǒng)一般受到相關(guān)施工參數(shù)的限制。新型軸承潤(rùn)滑技術(shù)可以大大提高優(yōu)特鋼線材軋機(jī)的使用時(shí)間，減少設(shè)備維修費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，對(duì)于工況較為惡劣的冶金環(huán)境，新型軸承潤(rùn)滑技術(shù)可以應(yīng)用于活套設(shè)備、導(dǎo)衛(wèi)設(shè)備等高速運(yùn)行軸承上。 

一、高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑原理分析

筆者研究的高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)采用新型的油氣潤(rùn)滑設(shè)計(jì)，其工作原理是將潤(rùn)滑液體和氣體先進(jìn)行充分混合，二者形成湍流流動(dòng)的混合流體，在高壓力作用下將混合流體輸送到需要潤(rùn)滑的軸承處，形成油氣潤(rùn)滑。單獨(dú)的潤(rùn)滑液體和單獨(dú)的空氣表面上是二者進(jìn)行了混合，形成了新的整體，實(shí)際上二者是獨(dú)立存在的，能夠單獨(dú)發(fā)揮作用，整個(gè)過(guò)程是物理變化，潤(rùn)滑流體在氣體的帶動(dòng)下，經(jīng)過(guò)管壁流動(dòng)，在管壁上流動(dòng)過(guò)程中，混合液體是旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的，并且在管壁上形成了多層次組合式油膜。在油膜的形成過(guò)程中，由于初始的混合流體中的潤(rùn)滑液是非連續(xù)相，所以呈現(xiàn)大顆粒的滴狀吸附在管壁，隨著流動(dòng)的加劇，滴狀潤(rùn)滑液移動(dòng)、變薄，部分潤(rùn)滑液留在原位置，其它潤(rùn)滑液隨著混合流體繼續(xù)向前移動(dòng)，直到潤(rùn)滑設(shè)備所有壁面，初始呈點(diǎn)狀分布的潤(rùn)滑液連接成為一個(gè)整體，呈現(xiàn)連續(xù)相的狀態(tài)，在軸承內(nèi)壁面形成較薄的一層油膜，起到潤(rùn)滑軸承，降低工具面之間摩擦力，減少設(shè)備磨損的作用。在整個(gè)新型潤(rùn)滑系統(tǒng)中，潤(rùn)滑混合液是以兩相流的形式存在，在實(shí)際流動(dòng)過(guò)程中，不同相流的混合程度、界面等都是不斷變化的，達(dá)到了平衡狀態(tài)。 

二、高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑機(jī)械的組成及控制分析

（一）高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑機(jī)械的組成分析

高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，當(dāng)前常用的機(jī)械系統(tǒng)主要有以風(fēng)能為動(dòng)力的單線遞進(jìn)潤(rùn)滑系統(tǒng)，以電能為動(dòng)力的單線遞進(jìn)潤(rùn)滑系統(tǒng)，以電能為動(dòng)力的壓力保持式潤(rùn)滑系統(tǒng)，多線程潤(rùn)滑系統(tǒng)，單線程潤(rùn)滑系統(tǒng)等。高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成設(shè)備有潤(rùn)滑中心站，相關(guān)組件主要有風(fēng)能動(dòng)力和電能動(dòng)力設(shè)備，潤(rùn)滑液分配設(shè)備，主要采取遞進(jìn)式分布；潤(rùn)滑液混合設(shè)備；電能及設(shè)備運(yùn)行電氣自動(dòng)控制設(shè)備；配套潤(rùn)滑流體流動(dòng)管線；潤(rùn)滑液存儲(chǔ)設(shè)備；潤(rùn)滑液過(guò)濾設(shè)備等。 

（二）高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體供應(yīng)控制

高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體供應(yīng)控制的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到設(shè)備的潤(rùn)滑效果和使用壽命，為此筆者設(shè)計(jì)了多臺(tái)潤(rùn)滑液供應(yīng)泵進(jìn)行潤(rùn)滑液的供給，其中一臺(tái)設(shè)備備用。采用齒輪泵進(jìn)行流體控制，并做好流體溢流閥門的壓力設(shè)置。筆者在齒輪泵的吸入口位置設(shè)計(jì)了過(guò)濾裝置，確保潤(rùn)滑液體的純度，不同齒輪泵供應(yīng)選擇可以通過(guò)自動(dòng)控制屏幕進(jìn)行選擇，齒輪泵的開(kāi)啟和關(guān)閉采用非連續(xù)的工作模式，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)泵啟動(dòng)，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí)泵關(guān)閉，所有功能均可通過(guò)潤(rùn)滑中心站控制。同時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了能量存儲(chǔ)裝置，確保潤(rùn)滑液的穩(wěn)定供應(yīng)。

（三）高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體自動(dòng)配置控制

高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體在應(yīng)用過(guò)程中的合理分配與自動(dòng)控制對(duì)于整個(gè)優(yōu)特鋼高線軋機(jī)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行至關(guān)重要，當(dāng)前常用的潤(rùn)滑液主要通過(guò)特定的分配裝置進(jìn)行，一般潤(rùn)滑液在總系統(tǒng)中分配給后續(xù)的模塊，并通過(guò)相應(yīng)的分配裝置進(jìn)行分配，每個(gè)分配裝置組成由初始分片、終止分片和組合連接片等組成，每個(gè)分片之間都安裝有液力活塞，液力活塞在相應(yīng)流體的作用下發(fā)生移動(dòng)，活塞的尺寸與流體量是成正比關(guān)系的。該潤(rùn)滑液自動(dòng)配置裝置是完整系統(tǒng)，需要各個(gè)活塞之間配合運(yùn)作，如果其中某個(gè)活塞發(fā)生故障就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，因此，筆者設(shè)計(jì)了配套的監(jiān)視系統(tǒng)，確保高線軋機(jī)軸承系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程的穩(wěn)定。另外，筆者設(shè)計(jì)的軸承潤(rùn)滑體系采用非連續(xù)性的工作模式，在潤(rùn)滑液分配器上安裝配套電磁閥門，通過(guò)電磁閥門的開(kāi)閉控制流體的進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)分配器的適時(shí)供液。筆者設(shè)計(jì)的優(yōu)特鋼高線軋機(jī)潤(rùn)滑液系統(tǒng)采用運(yùn)動(dòng)式分配液體，避免了油液潤(rùn)滑過(guò)程中重力和液體粘附效應(yīng)的影響，促進(jìn)油液安全均勻到達(dá)潤(rùn)滑位置，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

三、高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析

優(yōu)特鋼高線軋機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作環(huán)境很差，生產(chǎn)過(guò)程中處于高溫度、高載荷、液體腐蝕等工況下，在高線軋機(jī)運(yùn)行期間在軸承損壞的情況，使整個(gè)系統(tǒng)不受控制，對(duì)優(yōu)特鋼的正常生產(chǎn)造成了較大影響，為此筆者從空氣供應(yīng)方式、潤(rùn)滑液供應(yīng)方式、軋機(jī)密封設(shè)備的優(yōu)化等方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了設(shè)備的使用效果。 

（一）空氣供應(yīng)方式的改進(jìn)研究

高線軋機(jī)的潤(rùn)滑液動(dòng)力供應(yīng)主要為壓縮空氣，筆者設(shè)計(jì)的空氣供應(yīng)系統(tǒng)為企業(yè)的空氣壓縮管網(wǎng)中心，空氣的是否供應(yīng)有電磁設(shè)備統(tǒng)一控制，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)空氣壓力低于目標(biāo)值就進(jìn)行預(yù)警，相關(guān)技術(shù)人員即開(kāi)始進(jìn)行問(wèn)題分析與維修解決。針對(duì)壓縮空氣自身存在的含有雜質(zhì)、流量供應(yīng)不及等問(wèn)題，筆者主要從以下方面進(jìn)行了優(yōu)化，首先是完善優(yōu)化供應(yīng)管道結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同的高線軋機(jī)配備不同的供應(yīng)總站系統(tǒng)，壓縮空氣由總站統(tǒng)一控制，改變了前期的均勻分流的狀態(tài)，不同的潤(rùn)滑點(diǎn)和位置分別與不同的空氣供應(yīng)系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，這樣即使空氣供應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行，確保了潤(rùn)滑液的供應(yīng)充足。另外，筆者對(duì)空氣供應(yīng)系統(tǒng)的雜質(zhì)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的過(guò)濾面積，降低了油液系統(tǒng)的堵塞風(fēng)險(xiǎn)。 

（二）潤(rùn)滑液體供應(yīng)優(yōu)化分析

在潤(rùn)滑液體供應(yīng)的改進(jìn)分析和優(yōu)化中，筆者主要對(duì)優(yōu)特鋼高線軋機(jī)的潤(rùn)滑液體供應(yīng)時(shí)間、潤(rùn)滑液供應(yīng)量等進(jìn)行了分析。優(yōu)特鋼高線軋機(jī)潤(rùn)滑液供應(yīng)優(yōu)化至關(guān)重要，如果潤(rùn)滑液體供應(yīng)適當(dāng)，可以在軸承與基礎(chǔ)之間形成良好的潤(rùn)滑油膜，使設(shè)備處于動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑的狀態(tài)，降低甚至避免了設(shè)備的摩擦損耗或發(fā)熱等。筆者通過(guò)對(duì)相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，不僅保持了發(fā)熱的穩(wěn)定，同時(shí)又在摩擦副之間形成了穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜結(jié)構(gòu)，并通過(guò)了室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證，確保了油路供應(yīng)情況、軸承設(shè)備選型、潤(rùn)滑液體的配伍性。 

（三）優(yōu)特鋼高線軋機(jī)密封設(shè)備改進(jìn)研究

優(yōu)特鋼高線軋機(jī)的密封至關(guān)重要，密封設(shè)備的安全性直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全工作性能。常用的密封設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)密封設(shè)備失靈，潤(rùn)滑液外流的情況，導(dǎo)致摩擦失效，造成技術(shù)和安全事故。所以筆者對(duì)優(yōu)特鋼高線軋機(jī)密封設(shè)備進(jìn)行了研究分析，選用的密封設(shè)備內(nèi)部帶有金屬龍骨，充分確保其強(qiáng)度和剛度，柔性密封材料采用過(guò)盈配合，單邊過(guò)盈量控制在兩個(gè)毫米以內(nèi)，充分確保密封性能，龍骨金屬絲的直徑設(shè)計(jì)為一個(gè)毫米，充分滿足密封設(shè)備的預(yù)緊力要求。

四、高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)用、維護(hù)與故障分析

高線軋機(jī)軸承新型潤(rùn)滑系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用中取得了較好的效果，該新型潤(rùn)滑系統(tǒng)具有重復(fù)使用功能，可以進(jìn)行多次利用；通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制可以實(shí)現(xiàn)不同潤(rùn)滑區(qū)域的油量精準(zhǔn)控制，使高線軋機(jī)軸承處于較好的運(yùn)行狀態(tài)下，系統(tǒng)中使用的壓縮空氣能夠有效帶走系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱量，提高系統(tǒng)的密封效果。該新型的高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明該系統(tǒng)不僅能夠保證系統(tǒng)的潤(rùn)滑性能，又大大降低了系統(tǒng)的能量消耗。

在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，對(duì)于出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)維修。維護(hù)過(guò)程中要求按照規(guī)范進(jìn)行，確定操作符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于潤(rùn)滑液要確保干凈無(wú)污染；定期對(duì)氣體動(dòng)力泵進(jìn)行維護(hù)、檢查，對(duì)不合格產(chǎn)品及時(shí)更換；定期檢查液體、氣體過(guò)濾材料的性能，確保過(guò)流能力。檢查相關(guān)油路管線和接頭，確保無(wú)泄漏。對(duì)于出現(xiàn)的故障及時(shí)分析處理，如果泵壓力過(guò)高或過(guò)低，則采用更換設(shè)備的方式將漏點(diǎn)堵住，或者清理堵塞通道。對(duì)于潤(rùn)滑區(qū)域缺少油液的情況，要求及時(shí)對(duì)儲(chǔ)油設(shè)備進(jìn)行維修。 

五、結(jié)論

筆者對(duì)高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑進(jìn)行了分析與應(yīng)用研究。研究了高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑機(jī)械的組成及控制分析，特別是高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑機(jī)械的組成分析，高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體供應(yīng)控制，高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑液體自動(dòng)配置控制等。并對(duì)高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析，給出了高線軋機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)使用維護(hù)與故障分析的方法。本文的研究對(duì)于提升企業(yè)生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效率具有重要的指導(dǎo)意義。

來(lái)源：冶金管理

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