摘 要:分析热轧精轧机油膜轴承润滑系统在使用过程中出现的供油压力波动大系统油箱进水等常见问题,并提出相应的解决办法,如通过提高压力调节阀的响应速度,保持了供油压力的稳定;通过增设水分检测仪和定期排水减少了润滑油含水量。
关键词:油膜轴承;压力波动;热轧精轧机
轧机油膜轴承因具有承载能力大结构尺寸小速度范围宽摩擦因数低抗冲击能力强抗污染能力强等优点,在热轧厂、冷轧厂、中厚板厂、线材厂等的各种轧机上得到了广泛应用。轧机油膜轴承可以分为静压油膜轴承、动压油膜轴承和静、-动压油膜轴承3种,而热轧精轧机使用的一般都是动压油膜轴承。动压油膜轴承的工作原理是基于黏滞流体动压效应理论,轴承与轴产生相对运动时,润滑油被不断带入到轴承与轴之间的楔形间隙中而受到挤压,由于液体的不可压缩性,楔形间隙中的润滑油形成了具有抗力的动压油膜从而能承受负载故选择和不断优化油膜轴承润滑系统的压力、流量、温度、润滑油清洁度和黏度等技术参数,对保证油膜轴承的正常使用和Z大限度发挥油膜轴承的技术优点都非常重要。
1 系统组成及特点
热轧精轧机油膜轴承润滑系统由油箱、泵、过滤器、冷却器、油温和油压检测装置、压力缓冲罐、二次过滤调压装置等组成,如图1所示。

系统中设置了2个油箱,两者之间通过油管相联并用截止阀隔开,分别具有循环吸油回油独立使用的功能,目的是使2个油箱能够实现定期交替使用,从而使油箱中的润滑油里的杂质、水分在时间充足的条件下得到充分沉淀和分离,同时利于润滑油散热,降低系统油温泵和过滤器都是一用一备,确保在意外情况下系统能够正常运行,以提高系统的运行率压力缓冲罐的作用:一是缓解压力波动保证系统压力稳定,二是在系统突发故障停机时,能够短时间向油膜轴承持续供油,避免发生油膜轴承“烧箱”事故。二次过滤调压装置的作用是持续不断地向油膜轴承提供压力稳定的清洁润滑油,保证油膜轴承工作正常。
2 系统运行中存在的主要问题
2.1压力波动大
精轧机在轧制不同厚度规格的带钢时,轧机的速度依据轧制规程不断变化,导致油膜轴承的转速也在不断变化。由经验公式可知:油膜轴承的速度变化决定了其耗油量,速度高时,油膜轴承耗油量大,反之,耗油量减小。
当精轧机在轧制极薄规格带钢时,油膜轴承的线速度非常高,耗油量达到Z大,随着油量的增大,油膜轴承的供油压力随即下降;当精轧机在轧制厚规格带钢或停机时,油膜轴承耗油量减小,供油压力不断上升,2种情况下的供油压力在0.06~0.25MPa范围内波动,而油膜轴承实际需求的供油压力一般为0.08~0.12MPa,供油压力过低,将会导致轧机在轧钢过程中突然停机和油膜轴承“烧箱”;供油压力过高,将会破坏油膜轴承的油封而出现润滑油泄漏和系统进水。
2.2系统油箱进水
油膜轴承润滑系统在正常投入使用后,对其润滑油进行化验时,发现水分含量都严重超标,有时甚至可以直接从油箱底部的排污阀排出大量污水。润滑油含水量超标,润滑油的黏度将降低,部分添加剂产生沉淀或失效,并会加速润滑油的氧化变质甚至报废。含水量超标的润滑油也会腐蚀系统元器件,加剧油膜轴承的磨损从而缩短其使用寿命。
3 解决办法
3.1压力波动的解决办法
3.1.1提高压力调节阀的响应速度
压力调节阀的响应快慢决定着供油压力波动的大小原系统供油压力波动是因为压力调节阀响应慢导致的,当油膜轴承需要大量补油时,阀芯开口度没有及时增大,而是在油膜轴承耗油量减小时,阀芯开口度才处于增大的过程中,这将使油膜轴承的供油压力急剧上升;当油膜轴承耗油量从减小变为增大时,压力调节阀响应慢,阀芯开口度还处在减小的过程中,引起供油压力急剧下降Z终导致油膜轴承供油压力剧烈波动,如图2(a)所示为减少供油压力的波动,提高原系统压力调节阀的响应速度改进后的润滑系统,当油膜轴承耗油量增大时,二次过滤调压装置的压力调节阀芯开口度快速增大,在Z短时间内补充油膜轴承所需要的流量,反之,耗油量减小时,压力调节阀阀芯开口度又快速减小,可始终保证油膜轴承的供油压力趋于平稳,如图2(b)所示。

因此,在二次过滤调压装置中,压力调节阀的响应速度对保持油膜轴承供油压力持续稳定至关重要。
3.1.2压力调节阀和截止阀配合使用
在现有压力调节阀响应慢的油膜轴承润滑系统中,可以采取压力调节阀和截止阀配合使用的方法以保持油膜轴承供油压力稳定(正常情况下截止阀处于常闭状态)在油膜轴承静止时,适量打开截止阀,调节压力调节阀使其阀芯处于关闭状态,再调整截止阀使油膜轴承的供油压力处于(0.1±0.02)MPa,目的是当油膜轴承转动,耗油量发生变化时,以减小压力调节阀的调节范围,Z终达到加快压力调节阀响应的目的。
3.2系统油箱进水的解决办法
3.2.1增设水分检测仪
在精轧机组每个机架的油膜轴承润滑系统回油管上安装水分检测仪,并增加报警信号,随时监控各机架油膜轴承的进水情况,发现有油膜轴承进水的机架及时更换该机架支承辊。
3.2.2定期排水
制定合理周期对油箱的润滑油进行化验分析,掌握系统进水的规律,如水分含量超标不严重,则采用油水分离器对油箱中润滑油进行净化分离;若润滑油中水分含量超标严重,则可定期切换油箱使用,使备用油箱里润滑油的水充分分离后从油箱底部的排污阀排出。
3.2.3油膜轴承上机前试漏
油膜轴承在使用过程中,往往同时出现漏油和进水现象,这是因为如果油膜轴承的密封损坏,在供油压力高和供油量大的情况下,油膜轴承就会出现漏油现象;但若油膜轴承耗油量增大供油压力不足时,油膜轴承在快速旋转时,密封腔会瞬间产生“负压”,将轧辊冷却水吸进油膜轴承的密封腔,随着回油管流到系统油箱因此,在油膜轴承上机前,对其进行泄漏测试至关重要,测试压力一般为油膜轴承供油压力的1.2~1.5倍,以确保油膜轴承在使用过程中出现供油压力波动时不至于损坏其密封。
4 结束语
热轧精轧机油膜轴承润滑系统运行是否正常,油压、油温、清洁度、含水量等技术指标是否达到要求,直接影响了油膜轴承的正常使用和使用寿命。本文针对油膜轴承润滑系统在实际使用过程出现的常见问题,进行了分析并提出了解决办法,对设备的维护和管理具有一定的指导意义。