油气润滑应用于滚动轴承的发展现状

何宇征

（哈尔滨宝亮凯瑞科技发展有限公司，黑龙江 哈尔滨 150008）

1 前言

油气润滑系统是在油雾润滑系统基础上发展起来的。德国REBS集中润滑技术有限公司的工程师将润滑油计量分配后，输送到专门设计的油气混合块，再通过管道输送出去，形成了油气润滑系统。与油雾润滑不同的是，油气润滑系统没有雾化装置，润滑油的分配靠递进式分配器完成，润滑油和空气的掺混在油气混合块内进行，在整个润滑油的分配、掺混过程中，不存在润滑油的雾化，油气两相流体经过φ4-10mm的输送管输送到润滑点，在输送管内，油气两相流体形成稳定的环状流动，这种环状流流型的特点是：气相速度较高，液相速度较低，一般形成在管内充分发展段，润滑油在管内连续、均匀的摊开，以油膜的形式分布在管壁上，同时管中心高速流到的空气中含有少量的油滴，这种油气环状流动可以保证每时每刻都有润滑油输送到润滑区，气相速度相对较高，可以保证一个相对较高的气体出口流速，有利于换热。典型的油气润滑系统如图1所示，由压气机、滑油泵、空气体积流量计、输送管路、油气混合块等几部分组成。空气由压力机经调压阀、体积流量计进入油气混合块，润滑油由电磁计量泵经单向阀供入油气混合块，通过调节供油时间间隔来精确调整供油量，滑油和空气由油气输送管至润滑点。

图1 油气润滑系统组成图

2 油气润滑在国外应用研究现状

油气润滑已成功应用于滚动轴承中，并且国外学者进行了一系列关于油气润滑应用于滚动轴承的基础研究，结果表明，与传统油润滑相比，油气润滑具有降温明显，耗油量低的特点。Cheng-Hsien Wu等运用正交试验法，以单位时间供油量、供油时间间隔、供气压力、管道长度、滑油粘度为影响因素，运用正交试验法分析了使得滚动轴承温升的最佳参数配比，并指出单位时间供油量、供油时间间隔、供气压力是影响油气润滑轴承温升的主要因素。K.Ramesh等的研究表明，油气润滑应用于滚动轴承时，滚子与壁面之间存在油膜，并运用电容法测量的油膜厚度，认为油气润滑对滚动轴承的冷却换热主要以对流换热为主。

3 油气润滑国内研究现状

在国内，油气润滑已经成功应用于工业滚动轴承的润滑冷却，并逐渐取代了油润滑方式，各个研究机构亦开展了油气润滑的系统优化，影响因素及辅助系统相关基础研究。许多学者的研究表明在油气润滑应用于滚动轴承时，存在一个最佳供油量，使得轴承的温升最低，并且滚动轴承温升随着滑油粘度，轴承转速，供气压力，供油气位置、供油频率的变化而变化。随着供油量增大，轴承温度呈现由大变小，再由小变大的渐进变化；随着粘度指数的增大，

轴承温升同样呈现由大到小，再由小到大的变化过程。采用油气润滑方式对滚动轴承的润滑效果明显优于传统的纯油润滑，在某实验工况下，与传统的连续供油润滑方式相比,油气润滑可以使滚动轴承的温升降低5℃;油气润滑滚动轴承的润滑效果与供油量有直接的关系,在不同的速度、载荷条件下，具有不同的最佳供油量，在最佳供油量下工作可以使得各温度测量点的温升最低,润滑效果最好。除了在降温方面油气润滑具有明显优势外，在轴承寿命及轴承密封上，油气润滑亦好于传统油润滑，包钢炼钢厂5#连铸机二冷室连铸设备原来采用油润滑，扇形段轴承的平均使用使用寿命为0.5个月，采用油气润滑后扇形段的使用寿命提高到了6个月。马鞍山钢铁股份有限公司一炼钢厂1400m坯连铸机为西重所设计制造，原连铸机所有设备轴承的润滑都采用集中式干油润滑，扇形段辊组轴承寿命只有1～2个月，最多4个月，因此不得不经常停机检修更换扇形段，离线将损坏的辊子换下拿去修复，每年为此支出的费用都在1 000万元以上，采用油气润滑后轴承一年内无损坏。

4 结束语

综上所述，油气润滑应用于滚动轴承与传统油润滑相比具有如下优势：

（1）滑油消耗低，节约润滑剂用量；

（2）轴承温升低于传统油润滑，轴承寿命得到提高；

（3）集中润滑系统有利于管理维护，利用PLC精确控制供油量、供气量，自动化程度高。

虽然油气润滑已经在滚动轴承中成功应用，但是仍然有很多问题需要探索和解决，主要体现在：

（1）油气润滑冷却机理尚不明确，对轴承内部流体膜承载机理尚不清晰；

（2）对于不同轴承的供油量、供气量选择配比关系尚没有统一标准；

（3）由于油气润滑系统应用于滚动轴承时必须配备气压源，这在某种程度上限值了油气润滑系统应用于燃机、航空等领域；

（4）油气润滑在陶瓷轴承等其他材料滚动轴承的应用上处于空白阶段。

油气润滑用于滚动轴承比传统润滑具有很多优势，但油气润滑多方面、大范围使用还需要进一步的研究和不断的探索。