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本钢冷轧厂轧机工作辊轴承润滑现状及研究

本钢冷轧厂轧机工作辊轴承润滑现状及研究

荣光
(冷轧薄板厂)
摘 要:对本钢冷轧厂轧机工作辊轴承润滑前存在的间题进行了分析并针对这些问题采取解措施进行了改造研究,最终采用工作辊轴承的油气润滑方式具有低能耗、易控制、润滑集中、润滑效果好、系统维护方便和安全性能高等特点。
关键词:工作辊轴承;油脂润滑;油气润滑;乳化液
1 本钢冷轧厂轧机工作辊轴承滑简介
本钢冷轧厂四机架冷连轧机组在未进行轴承润滑技术改造之前,其工作辊滚动轴承四列圆锥滚子轴承采用油脂润滑。自1996年投产以来,在实际生产中发现该润滑方式存在以下一些问题:
(1)在轧机工作辊高速运转时,易使轴承箱内部的矮双口密封损坏,造成润滑脂外泄到乳化液系统,污染乳化液,影响轧制带钢的表面质量。
(2)由于乳化液带压喷射,乳化液渗入到工作辊轴承箱内,造成油脂乳化润滑功能失效,易引起轴承烧损,轴承消耗过大。1999年平均万吨钢轴承消耗为2.92套,其中烧箱轴承占2.18套。
(3)较多的轴承烧箱次数必然增加轧机非正常换辊次数,影响轧机产量的提高和产能的发挥。
(4)滚动轴承烧箱轻者造成轴承烧损,箱体变形重者会造成与之配合的轧辊辊颈的粘连和损坏。因此修复轴承箱和轧辊的费用较大,处理每次烧箱的费用达5000余元。
(5)由于润滑脂的外泄,使得润滑脂的消耗增大,据统计,每月消耗的润滑脂为2t;同时外泄的润滑脂污染机架牌坊和机架内附属设备,不利于清洁生产。
2 改造方案的技术评估及选择
针对轧机工作辊轴承润滑存在的问题以及现代化机械设备高速、重载、高效、长寿命的特点。本钢冷轧厂决定在原有设备的基础上,对四机架冷轧机工作辊滚动轴承的润滑方式进行改进。经过充分的可行性研究认为油气润滑技术作为一种新发展起来的润滑技术,虽然在本钢没有应用过,但由于其具有低能耗、易控制、润滑集中、润滑效果好、系统维护方便和安全性能高等特点,目前在国内外已被广泛使用,如上海宝钢2030和1420机组轧机工作辊均采用油气润滑技术,并应用效果良好。所以对冷轧厂轧机工作辊轴承采用油气润滑技术取代油脂润滑方式是完全可行的。
2.1 改造方案的确定
油气润滑系统通常的设计方案是在轴承座上开三条彼此独立的通道后将润滑剂分别供送到三个位置,或者开一个串联通孔。这两种方法都有很大的缺陷,前者能保证润滑剂定量供给,但须在轴承座上开钻很多孔包括工艺孔,而且须接三根管道来输送润滑剂,在要求快速换辊的时候如冷连轧板带轧机工作辊,每次换辊和装辊都要拆装为数不少的管道。如果只有一根管道,可以在轧机的传动侧或操作侧各设置一个对中接头,在将辊系推入轧机牌坊时将轴承座上的润滑剂接口和外接的润滑管道对接。而采用三根润滑管道无疑很难实现润滑管道的自动对中,只能采用手动连接,带来的问题是换辊时间太长,使机组作业率大打折扣而且操作繁杂如果在轧机的传动侧或操作侧设置一个接头,即在轴承中只开一个串联通孔,通过一根润滑连接管道同时向三个部位供送润滑。实践证明,这种方法带来的情况更糟,因为三个位置所需要的润滑量并不一样,也就是说,应该按比例地将润滑剂分配到这三处位置,而仅仅开一个串连通孔是无法实现按比例分配的。
为了解决上述的问题,冷轧厂采用的油气润滑系统的一个显著特点就是在轴承座内部装配了圆柱模式的TURBOLUB油气分配器,这种分配器是专门针对采用串列轴承的轴承座结构而开发的,是REBS的专利技术,它可以将进入轴承座内部的油气混合物按特定比例分配成三个支流(如果还有止推轴承,可分成4个或5个支流),其中大的两个支流供送到每两列轴承之间,另一个小的支流则送到轴承座与轧辊辊径的密封部位,这样的分配体现了REBS精细润滑的理念润滑剂被100%利用,正是由于对油气的这种二次分配,供送到轴承座的润滑剂能够快速渗透到各个摩擦副,从而达到理想的润滑效果。
此外在油气润滑系统上还可采用油气流量监控装置对油气流量进行监控,这是非常必要的。由于轧机换辊的需要尤其是工作辊,操作人员须经常在换辊前将连接在轧辊轴承座上的油气润滑管道拔下,换完辊后再接上,但实际情况是,操作工经常忘了接油气管道,这样就导致轴承无润滑而烧毁。因此在油气混合块的出口装设油气流量监控装置,并在轴承座的油气连接管道上配置带双单向阀的快速接头,当快速接头未被接通以及轴承座内油气分配器堵塞时,油气无法流动,油气流量装置就会发出报警信号,将此信号和轧机控制系统连锁,就可以杜绝轴承损毁事故。
轧机油气润滑系统的电控装置已采用PLC。整个系统的机电一体化程度相当高,对系统的监控能力也大大提高。在故障诊断与显示方面,还可采用带液晶显示器的操作面板对系统的参数如哪一台泵投入工作、泵工作的间隔时间等进行设定,并对统的运行状况进行显示、监控,系统出现故障时立即报警并停止运行直到故障排除,还可以提示故障类型和故障排除方法,从而使系统的自诊断功能更加完善,安全性及稳定性都大大提高。
2.2 机架工作辊轴承箱油气润滑入口连接接点甚本方案的选择
每架轧机的上、下辊各有2个轴承箱,改造后每个机架工作辊轴承箱油气润滑入口接点共有三个可选方案。
(1)中间连杆方式(见图1)
图1是一个分配器,它的作用是将进入到轴承座内部操作侧轴承座的油气混合物均匀地一分为二,除供送给本地轴承座外,还通过连杆供送到传动侧轴承座,这样做的明显好处是一根轧辊两个轴承座内所有轴承的润滑仅需通过外界一根油气管道来进行,两个轴承座不需要单独连接润滑管道另外换辊时只需由操作人员拔掉操作侧的油气快速接头即可进行换辊。
轧机油气润滑接点在轧机操作侧工作辊轴承座的外侧,送至传动侧轴承座的油气流是通过两侧轴承座之间的带有弹性接头的连杆供送的。该方案的优点是每个机架只在操作侧有两个快速接头,换辊时只在操作侧将这两个接头拆开,操作极为方便。但该方案的缺点是当机架内断带时易将中间的连杆撞坏,造成漏油,使传动侧的润滑点的润滑得不到保证,甚至断油,造成轴承因供油不足而烧损另外,在轧辊磨削后的轴承装配时,每次都要将连杆拆下、装上,操作繁杂,且对密封要求较高,不易操作;因此,此种方案不宜采用。
(2)中间采用软管连接方案(见图2)
这种方式的优缺点与A一样,同样冷轧厂不宜采用此方案。
(3)分别接入法(见图3)
即操作侧轴承座和传动侧轴承座的油气润滑入口接点都分别接入,分别安装快速接头并用软管连接。轧机换辊时分别在操作侧和传动侧拆、装快速接头,这种接入法虽然在操作上略显麻烦,但在使用中安全可靠,监控准确。因此,冷轧厂最后决定选用此方案。
2.3 工作辊轴承座的配套改造
工作辊采用油气润滑后,轴承座上面原有的二个油脂进油口,排气口应全部废掉,堵死。在轴承座口需重新设计,定位一个油气润滑的进油口。
操作侧轴承箱上的进油口的定位设计上,既要避开轴承外端盖上的把合螺栓,又要考虑在吊装工作辊时,吊装用钢绳不碰进油口接管。传动侧轴承箱体上的进油口的定位设计上,除要考虑以上因素之外,还要考虑工作辊传动接轴的支撑,摆臂工作时不与进油接管发生干涉。
最后的设计上还要考虑轧机操作工作在插、拔油管快速接头时操作方便。
轴承座的油气润滑入口定位尺寸见表1:
3 结语
轧机工作辊轴承应用油气润滑后,国产轴承的寿命得到极大提高,烧箱事故明显降低,表2是轧机工作辊轴承改造前后烧箱数据统计,从统计来看,冷轧厂的轴承箱烧箱事故在改造后呈逐渐降低的趋势,说明轧机的工作辊轴承油气润滑改造已取得成功。
Release time:2014-08-15 11:20:41