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热连轧机油膜轴承润滑系统的改造

2013-01-08

作者：葛明毅
（鞍钢股份有限公司第三炼钢连轧厂）
　　摘　要：油膜轴承是现代轧机的关键设备，合理的润滑系统是油膜轴承稳定运行的基础。通过分析鞍钢2150mm热连轧机精轧机组油膜轴承润滑系统存在的问题，诸如加热方式、压力罐控制、流量报警等，针对每个问题提出改造方案，方案实施后，取得了较好的经济效果，油膜轴承润滑系统运行稳定。
　　关键词：热连轧机；油膜轴承；润滑系统
　　1　概述
　　1）鞍钢2150mm热连轧机精轧机支承辊辊颈采用摩根油膜轴承公司的动压油膜轴承，它是一种完全封闭的，靠动压产生油膜运行的高精密轴承。其锥套是锻造合金钢件，经热处理并加工磨削到特定的加工精度和光洁度，锥套内有一锥形内孔安装于轧辊辊颈锥面，通过键与轧辊联接，从而形成轴颈面。锥套的外部所包围的是用于承受径向载荷的衬套。精密的锥套在衬套内随轧辊转动而旋转，锥衬套间是连续而不破裂的油膜。此油膜使轴承内摩擦力非常小，从而油膜轴承具备了高承载能力，抗磨损和耐疲劳的能力。
　　2）精轧机油膜轴承润滑系统分为两部分，分别供给F1-F4油膜轴承和F5-F6油膜轴承润滑。其主要特点为：
　　(1）采用大流量的三螺杆泵，供油压力稳定，噪音低，寿命长；
　　(2）泵站和各机架入口均设置双筒过滤器，一台工作，另一台备用；
　　(3）配置两个油箱，当一个工作时，另一个用于油品的沉淀和净化；
　　(4）设置加热泵，使油品在流动状态下进行加热，避免油箱设置加热器导致油品过热劣化；
　　(5）设置压力罐，防止系统突发漏油故障烧损油膜轴承；
　　(6）油膜轴承设置压力报警和温度报警，系统出现异常时及时停车，从而保护油膜轴承；
　　(7）设置净油机，清除系统中混入的杂质和水。
　　2　润滑系统存在的问题
　　2.1　加热方式
　　油膜轴承润滑系统泵站原理图如图1，加热泵与主泵共用一个吸油管，因此只能对工作油箱的润滑油进行加热。油箱油温高于25℃，是主泵起动的连锁条件，在冬季，备用油箱油温过低，不能立即投入使用。另外油温低造成高粘度的油膜轴承油流动性差，油膜轴承入口流量低于设定值，轧机不能起动。
　　2.2　压力罐控制
　　压力罐入口设置气动柱塞阀，气动柱塞阀受电磁阀控制，若电磁阀出现故障，压力罐内的压力油不能及时排出，短时间不能保护油膜轴承；另电磁阀只由压力罐处的液位计位置开关控制，压力继电器采集的信号只做报警用。
　　2.3　回油磁性过滤装置
　　轧机油膜轴承的工作环境十分恶劣，受轧机冷却水和氧化铁皮等污物的影响，2150mm轧机油膜轴承润滑系统的油箱为圆罐形，油箱的回油处无法如方形油箱那样设置磁性过滤装置，杂质经油箱再流入系统将加速润滑系统元件和油膜轴承的磨损。
　　2.4　流量报警装置
　　根据摩根油膜轴承公司的设计理念，在油膜轴承入口处安装其公司提供的节流孔板，在泵正常工作时，进入油膜轴承的流量可满足现场需要，不必设置流量报警装置，只需设置压力报警。但在冬季，检修后油管温度低，多次出现压力正常，但流量偏低的情况，如不及时确认，会发生油膜轴承缺油而烧损轴承的事故。
　　3　润滑系统的改造方案
　　根据现场实际情况并参照其它热轧线油膜轴承润滑系统的应用情况，针对上述问题制定了如下改造方案。
　　3.1　加热方式
　　采用旁路循环加热的方式，在两油箱之间设置双筒加热器，可一台工作，另一台备用。旁路循环加热装置原理图如图2，在每个油箱废油泵出口设置三通，利用废油泵进行润滑油的循环加热，无需额外设置循环加热泵。为防止加热元件故障，设置温度继电器在油温过高时加热器自动断电，防止油品过热劣化变质。
　　3.2　压力罐控制
　　在压力罐入口处设置单向阀，当油膜轴承润滑系统异常泄漏时，即使气动柱塞阀关闭，压力罐中的润滑油也能通过单向阀由压力罐流入系统管路，瞬时保护油膜轴承。另压力继电器采集的信号不仅作报警用，也用于控制气动柱塞阀的开关。对于气动柱塞阀的控制，压力罐的液位开关优先于压力信号。
　　3.3　回油磁性过滤装置
　　由于圆罐形油箱内部无法设置磁性过滤装置，在回油管路上设置过滤器，过滤器内部放置磁铁，检修时关闭回油阀门即可清除磁铁吸附的杂质。另外在泵站出口和各机架入口过滤器外部配置磁铁，清洗过滤器时，可清除过滤器内壁吸附的杂质。
　　3.4　流量报警装置
　　在每个油膜轴承入口设置电接点流量计，流量报警值按额定流量值的50%设定。流量报警只用于轧机的起动连锁，轧机正常运转后，流量报警不起作用，压力和回油温度报警做为轧机的停机连锁。
　　3.5　其它方案
　　3.5.1　油箱静置排水
　　油膜轴承润滑系统大量进水后，靠净油机分水的效果并不好，Z好将油箱静置，提高油箱润滑油的温度，打开油箱下部的排污阀排放水及乳化物。轧机检修或油箱备用时，提高加热器的设定温度，轧机工作或备用油箱排水结束后，温度恢复工作状态的设定值，以避免回油温度过高，轧机报警停车。
　　3.5.2　油膜轴承密封状态跟踪
　　油膜轴承润滑系统进水的主要途径为：油膜轴承密封处、冷却器、油箱内蒸汽管线(2150mm热轧线采用电加热方式，不存在蒸汽管线进水的可能）。冷却器定期更换后，泄漏的可能性不大。通过建立油膜轴承密封状态记录，如表1，将轴承箱、密封更换时间及下机后状态、支承辊更换时间与润滑系统信息对照，跟踪密封的变化趋势。
　　4　效果
　　上述改造方案实施后，各项保护功能保证了油膜轴承润滑系统运行稳定。在系统进入杂质和轧机冷却水后，通过各项措施Z大程度地清除杂质和轧机冷却水，下机的油膜轴承状态良好。改造后至今，未发生油膜轴承缺油烧损和异常磨损的故障。
　　5　结束语
　　鞍钢2150mm热轧线油膜轴承润滑系统是由中国一重设计院设计的，设计中难免有一些缺陷。通过对热连轧机油膜轴承润滑系统的改造，取得了良好的经济效益。同时，在改造过程中加深了对设备的理解，确保了设备更高效地运转。
来源:《冶金设备》2010年S1期

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