欧博在线注册:轴承使用寿命如何延长?轴承耗油量计算公式

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在冶金企业由于连铸、轧机的轴承润滑不良使轴承使用寿命缩短,从而使轴承的备件费用增大,因此带来的其它损失更大:如主体设备的维护费用增加、设备检修周期缩短影响生产等,有时轴承的在线损坏甚至可能造成重大设备事故和人身伤害。


在轧钢厂,轴承的在线损坏导致生产中断,严重时可能损坏轧辊,甚至因为轧制线意外停机导致严重的设备事故和造成人员伤害;在炼钢厂连铸机上,由于轴承损坏,导致粘辊、拉坯阻力增大,严重时甚至影响铸坯质量。


鉴于此,通过提高轴承在线使用寿命,来降低轴承消耗,达到节约轴承备件费用、提高设备运转率、降低设备总体维护成本,进而节约工厂的人力、物力,提高企业劳动生产力,已成为企业设备维护管理重点。为此,从2002年开始,马钢设备部会同H型钢厂和一炼钢厂进行了轴承使用寿命长效化的项目研究,并分别进行了试验性应用,都取得了很好的效果。


轴承使用寿命长效化的项目技术准备


轴承作为一个摩擦副,要提高它的寿命,从理论上来说,应该通过降低其内部各摩擦副间的摩擦与磨损来实现。摩擦副的摩擦与磨损是相依相存的,减少了摩擦,磨损相应降低,而磨损降低,摩擦也随之减少;反之,则完全相反,摩擦加大使磨损加剧,而摩擦副表面的剧烈磨损又加大了其相互间的摩擦。对于一个标准轴承来说,降低轴承摩擦与磨损的最有效途径是给予其充分良好的润滑。


而目前,国内对润滑的研究与应用与国外相比还处于一个比较落后的阶段,轴承润滑基本上都采用传统的干油润滑。大多数企业也不大注重润滑,认为润滑就是向需要润滑的部位加油而已,只要油给足了就不会有问题,其实这步入了一个误区。于是我们在现场就经常看到地上、设备上从轴承座里溢出的一摊摊油脂,但轴承的寿命并没有得到实质性的提高。于是又有人认为应该去改良润滑剂,使用性能更好的润滑油脂,于是各种指标更好、价格也更昂贵的润滑油脂在现场得到了应用。如炼钢厂的连铸机上就经历了锂基脂到铝基脂再到派基脂的过程,但随之而来的是油脂费用的急剧上升,润滑不良没有得到根本的解决。


那么,有没有一种既经济又有效的润滑方式呢?通过国际著名轴承制造商提供的一个曲线图(见图1)

我们可以发现轴承摩擦系数和给油量并不呈线性比例关系。从图1上我们得知有一个给油量很小,但轴承摩擦系数和轴承温升都很低的一个区间。就是说,在这个给油量区间里,只要供给的润滑剂能够连续稳定,能充满轴承所有摩擦副表面,并能形成强度足够的、稳定的油膜,轴承就能处于一个极好的工作状态,轴承的寿命也就会得到最大的延长。很显然,传统的干油润滑是满足不了这一要求的,因为干油的流动性太差。还提供了另外一个关于几种润滑方式耗油量比较的示意图(图2),从中我们得知有一种叫“油气润滑”的润滑方式油耗最低,它的耗油量也就是图1中所显示的最佳给油润滑区间,因此油气润滑是一种集中润滑方式,其原理是运用连续流动的压缩空气对间歇供给的稀油产生作用从而形涡流状的油膜并沿管壁输送至润滑点(见图2)。

这种流体在学术上被称为“气液两相流体”。在油气管中油的流动速度和压缩空气的流动速度大相径庭,油的流速远远小于压缩空气流速,同时油气管中出来的油和压缩空气也是分离的,因此压缩空气并没有被雾化,这是油气润滑与油雾润滑的重大区别。润滑油经一级分配器被进行按需分配后与经处理的压缩空气混合,形成油气两相流体,经中间管道输送到现场,再经油气分配器进行两级等量分配后供给润滑点,对轴承起润滑作用。油气润滑有其显著的特点:


1、轴承的使用寿命大大延长,是采用干油润滑方式的3-6倍。


2、油气润滑作为一种微量润滑方式其对润滑剂的利用率高,采用油气润滑时润滑剂100%被利用,而干油润滑大部分润滑剂仅仅起填充及密封作用,并不真正起润滑作用,浪费严重。因此采用油气润滑时的耗油量极低,只是干油润滑的1/20〜1/100。


3、采用油气润滑时轴承座内压缩空气压力高于外界环境压力,可防止外界脏物、水侵入轴承座危害轴承。


4、轴承座内逸出的压缩空气连续带走大量摩擦热,起到了冷却降温作用。特别适用于高温区域。


5、和干油相比,采用油气润滑时油气流是以一种连续的源源不断的方式进入轴承座,它不会造成缺油。


6、对环境友好,油不被雾化,也不和空气真正融合,对人体健康无害。


轴承使用寿命长效化的项目实施


马钢H型钢厂万能轧机轧辊轴承和第一炼钢厂1400板坯连铸机原采用干油润滑,在实际应用中存在轴承损坏率高、辊子抱死、耗脂量大、运行成本高、维护工作量大、污染冷却水及环境的问题,严重制约了生产能力。为此,设备部及两个厂的领导和技术人员在进行了充分的技术调研和可行性分析后,与上海莱伯斯润滑技术有限公司进行接洽,经过双方多次在现场考证安装位置、对轴承座的结构及密封采用如何方式等技术问题进行了论证,最终开始了轴承油气润滑技术改造。


3.1马钢H型钢厂轧机油气润滑系统


3.1.1、润滑对象及耗油量见表1:

轴承耗油量计算公式:

经过计算,所有轴承每小时耗油量为421ml/h。


3.1.2油气润滑系统组成和工作原理


马钢H型钢厂轧机油气润滑系统的改造采用上海莱伯斯润滑技术有限公司的AO4型TURBOLUB油气润滑系统,该油气润滑系统由1个主站、4个卫星站、轴承座内的圆柱状比例型TURBOLUB油气分配器,电气控制系统等组成(见图3)。


马钢H型钢厂轧机油气润滑系统技术参数


供油压力;50〜70har

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供气压力:4〜6har


泵的流量:1200 ml/min


润滑油:N460#极压工业齿轮油


压缩空气耗量:102.6 Nm3/h


主站仅负责向卫星站供送润滑油,主站设备包括油箱(500L)及其附件、二台电机齿轮泵组、高压过滤器、控制压力的数显式压力开关及蓄能器等。主站将润滑油供送至卫星站内,由卫星站内的递进式分配器将润滑油分配后,再与压缩空气在混合块内进行混合后形成紊流状的气液两相流体即油气流。油气流经管路送至轧机的轴承处,最后由轧机轴承内的圆柱状比例型TURBOLUB油气分配器把油气流按比例分配给轧机轴承的各个摩擦副。由主管供送的油气流经快速接头到达轴承座内圆柱状比例型TURBOLUB油气分配器,油气流经过TURBOLUB油气分配器的按比例精确分配,分别送至轧辊轴承、辊颈密封处进行润滑。


2002年11月份H型钢厂利用年修的时间完成万能轧机辊颈轴承现场设备安装和轴承座改造,12月份中修结束后系统即投入运行。由于该系统投入后运行一直很稳定,轴承寿命得到了预期的延长,油脂消耗也大幅度下降,由于没有了油脂外溢,现场环境变得清洁,现场操作人员反映极好。


3.2马钢一炼钢厂板坯连铸机扇形段8-13段油气润滑系统


3.2.1油气润滑对象和耗油量见下表2:


3.2.2油气润滑系统组成和工作原理


马钢一炼钢板坯连铸机扇形段8-13段辗组轴承油气润滑采用了REBS公司的A04型系统配置,它由一个供油主站、2个油气卫星站、1个带程序的PLC电控柜和若干两级分配的TURBOLUB油气分配器组成,系统流程图如图4:


系统主要技术参数:


供油压力:50〜70har


供气压力:4〜6har


泵的流量:1200ml/min


润滑油:N320#极压工业齿轮油


压缩空气耗量:324Nm3/h


主站负责向各卫星站供油,由适合频繁起动齿轮泵组和一个蓄能器组成保压供油回路,由一个数显压力开关控制泵的起停,保证系统的油压在50~70har;齿轮泵泵出的润滑油须经一个高压过滤器过滤。系统可对自身的各种故障信号进行监控、接收和处理,并可实现信号的远程传递,与连铸机主机控制系统相接,实现远程启停。


2003年10月份开始对一炼钢厂板坯连铸机扇形段8-13段进行油气润滑改造,2003年11月份一炼钢板坯连铸机扇形段8-13段油气润滑投入运行。截至2004年7月,该系统一直运行稳定,扇形段辐组轴承无一由于润滑不良造成的损坏,环境整洁,故障率低,大大减少了维修工作量。现场反映相当好。2004年6月我们已开始了对0-7段扇形段的改造。


轴承使用寿命长效化的项目投资回报


统计数据表明,H型钢厂的项目投资回收期未超过半年,年直接经济效益410万元;而一炼钢厂的项目回收期更短,三个月不到,便已收回了全改造投资,年直接经济效益近1000万元。而这还只是直接收益,还没算上因轴承寿命延长导致的人工维护费用和原来清理废油的费用的降低.


总结


两个改造,一个是轧机,一个是连铸,都取得了巨大的成功,达到了预期的目的,且项目投资回报期都未超过半年,这说明油气润滑技术是成熟可靠、值得推广的,产品的质量也是稳定可靠的。改造的成功,使轴承寿命得到了充分的延长,降低了轴承消耗,同时主机设备故障率降低,维修费用下降,设备运转率提高;另外,润滑剂消耗大幅度降低,既节约了成本,又清洁了环境,还降低了水处理的费用。


我们相信,随着油气润滑技术在马钢公司设备上的进一步推广应用,马钢设备的轴承消耗必将得到充分降低,而随之带来的效益也必将更大,为马钢的发展作出应有的贡献。


来源:设备管理与维修

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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