轧线液压及润滑系统漏油故障分析与处理

尚根凤

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

经验交流

轧线液压及润滑系统漏油故障分析与处理

尚根凤

（山钢股份莱芜分公司炼铁厂，山东莱芜 271104）

针对轧线液压及润滑系统出现的漏油、油耗大等问题，通过实施液压油缸改造、管路优化，润滑站密封件与密封方式优化改造、润滑油回收利用等措施，解决了系统漏油故障，节油效果显著，实现了设备的稳定节能运行。

轧线；液压及润滑；油缸；密封件

1 前言

莱钢棒材厂中小型轧线液压及润滑系统主要包括粗轧润滑站、轧区液压站、中精轧稀油润滑站和油气润滑站四大部分，液压及润滑系统的稳定顺行是轧线正常生产的重要保障。由于长年的生产运行，部分轧线设备已达不到原设计精度，出现不同程度的泄漏及油脂消耗高等问题。同时由于生产战线长、润滑管路布置复杂、轧线设备结构紧凑等现状，给设备的点检维护带来诸多不便。针对上述问题，通过对设备现状及其原因分析，采取油膜轴承密封改造，液压油缸及液压、润滑管路优化改造等措施，解决了轧线液压及润滑系统漏油及油耗高等一系列问题，节能效果显著。

2 系统漏油故障分析

粗轧润滑站油箱容积16 000 L，主要为粗轧悬臂机列及1#飞剪提供润滑油，该润滑站共分两路：一路用于悬臂轧机、曲柄式飞剪的轴承及齿轮润滑，工作油压0.25 MPa；一路用于油膜轴承的润滑及支撑，工作油压0.6 MPa。轧区液压站油箱容积1 500 L，主要为加热炉出口侧到16#轧机的所有装置提供液压动力源，系统设备均为电脑面板操作，配有多种位置及速度传感信号。中精轧稀油站容积20 000 L，用于中精轧轧机所有轴承齿轮及2#～4#飞剪的润滑，工作油压0.3～0.6 MPa。油气润滑站包括导卫润滑站（容积100 L）和水淬线辊道润滑站（容积200 L），分别为导卫轴承和辊道轴承提供油气润滑。

2.1 粗轧润滑系统

由于调整辊缝的需要，偏心套与箱体之间为间隙配合，此间隙通过密封将其与压缩空气隔开，设备运转中油膜轴承油充满偏心套与箱体间隙，在生产过程中，轧机产生的振动导致密封槽（箱体与偏心套之间）发生变化，加之恶劣的作业环境等原因，大大缩短了密封件的使用寿命，导致压力油外泄。一旦发生泄漏，压力油就会传入气道并毫无阻碍地排出箱体，并加速密封件的劣化甚至损坏。因密封材料采用丁腈橡胶密封，这种密封材质不耐受高温，一旦发生粗轧堆钢，辊环的热量很容易传导到密封件，缩短了密封件的使用寿命。

2.2 轧区液压系统

轧线液压管路大部分铺设在油库内，管道均为碳钢材质，日常生产过程中容易受到轧线冷却水的泄漏侵蚀，造成液压管道锈蚀泄漏。轧机卡盘机架连接销轴形式为液压自动插拔，液压缸杆即为连接销，随着长期的振动磨损，液压缸杆表面出现损坏，进而导致油缸密封件损坏出现泄漏，影响液压系统的稳定运行。

2.3 中精轧稀油润滑系统

部分管路接近设计寿命，管道锈蚀严重，频繁发生泄漏故障。个别轧机因齿轮箱换型更换等原因，造成进、回油管路与原设计参数不匹配，回油困难，致使轴封长期泄漏，短期内无法处理。

2.4 油气润滑系统

导卫润滑站工作模式分为就地模式、远程模式和测试模式。因润滑站开停信号与轧机连锁，系统在轧钢时只能使用远程模式或测试模式，若采用远程模式运行，在长时间停轧再启动时易发生导卫轴承烧损故障。为避免此类现象发生，只好采用测试模式运行，但此模式下运行会造成润滑站的耗油量大幅上升。

3 改造方案

通过上述现状及原因分析，确认造成轧线液压及润滑系统漏油故障的主要因素有：液压设备老化磨损，密封材质不耐高温，油膜轴承润滑油密封效果差，润滑系统主回油管路背压高，泵站滤芯更换时需排油。结合故障分析，确定实施液压及润滑系统的设备、密封方式改造及管路优化等措施，以解决系统漏油及油耗高问题。

3.1 粗轧机列润滑系统改造

针对粗轧机列润滑系统运行现状，通过修改油膜轴承的压缩空气通道、偏心法兰改造、齿轮箱呼吸器改造、泄漏润滑油回收利用等措施，可有效解决系统漏油、油耗高问题。粗轧机列油膜轴承润滑示意图见图1。

图1 粗轧机油膜轴承润滑示意图

1）修改压缩空气通道，避免油气相串现象。原设计中，压缩空气与油膜轴承油腔只有一道密封隔离，一旦密封损坏、失去弹性，压力油就会与压缩空气相串，压缩空气通过偏心法兰的迷宫密封将油液带出，导致泄漏。针对引起泄漏的主要原因，将压缩空气通道从原通道引至外部，再通过软管引入偏心法兰迷宫密封，使压缩空气与油膜轴承油彻底分离，避免油气相串现象，彻底解决泄漏问题。

2）改造偏心法兰，回收泄漏润滑油。作业过程中随着坯料在轧机中的交替，轧辊（包括齿轮轴）会出现微量位移。在径向上出现向外侧扩张位移（油膜轴承间隙和偏心套与箱体的间隙），在轧制方向上出现相对转动（偏心套与箱体之间）。由于这些相对转动的存在，导致密封效果较差，即使新装的密封也会出现渗油现象。通过改造将偏心法兰偏心套侧的气孔封闭，并铣出2 mm深的沟槽将其引入回油槽，利用偏心套原有气道形成回油腔。当出现渗油或泄漏时，泄漏润滑油会在法兰的空腔内囤积，待油液充满法兰进入偏心套气道时，通过偏心法兰新加工的沟槽导入回油槽形成新的内循环，实现泄漏润滑油的循环利用。

3）更换密封材质，提高装配质量。将原丁腈橡胶密封改为氟胶密封，增强密封件的耐高温冲击性；同时强化密封尺寸，尽量减少尺寸偏差，提高装配质量，延长润滑油密封件的使用寿命。

4）改进偏心法兰密封方式，提高密封质量。针对偏心法兰菱形密封条密封线少的现状，将菱形密封更改为X型密封。通过采用X型密封，增加了密封线（X型密封在密封沟槽中可以产生6条密封线），不仅能起到密封作用，还可采用挤压的方法进行补偿，杜绝大量漏油现象发生，改造后效果明显。

5）主回油管路改造。将原回油管路通径扩大，适当加大回油管路斜度，使回油管路畅通；合理调整进油压力和润滑油流量；同时实施齿轮箱呼吸器改造。在封闭的齿轮箱里，每一对齿轮相啮合发出热量，随着运转使减速箱内温度逐渐升高，而齿轮箱箱体内容积不变，故箱体内压力增加。因此齿轮箱设有呼吸器，以实现均压。现场调查发现，实际齿轮箱采用的呼吸器较小，无法实现箱体内与大气压的均衡。通过扩大呼吸器体积，并将其位置升高，改为烟囱式长管呼吸器，可增加抽力，产生“烟囱”效应，解决主回油管路背压高的问题，效果明显。

6）改进滤芯更换方法。更换过滤器滤芯时，在过滤器油液液面上部通入压缩空气，并在滤筒上连接排油管，使滤筒内油液在压缩空气作用下由滤筒下部排油口排出，并流回油箱。通过改造，降低了维修人员的劳动强度，提高了检修效率；排油过程在密闭环境中自动完成，过滤器内残留油液经过滤芯过滤后直接流回油箱，避免了泵站油液的污染与外排，降低了油耗，提高了系统运行稳定性。

3.2 轧区液压系统改造

1）管道改造更换。为增强液压管道的耐腐蚀能力，管道采用不锈钢管取代碳钢管；在管路铺设中，创新采用氩弧焊打底焊接，减少焊渣形成；分段设计施工，管路中间采用法兰连接，既缩短了施工难度，又方便管路清理；在液压分支管路加装球阀，实现主系统不停机状态下的管道维修施工。

2）接口盘连接方式优化改造。将接口盘从机架内部改至外部，以人工连接取代液压自动连接，便于日常点检维修；将快速接头改为标准旋装接头，增强连接强度，方便对接；在每个管路前加装控制球阀，以利于接头更换。

3）轧机卡盘机架轧辊平衡油缸改造。将平衡油缸从机架本体改为外接式，同时将平衡柱塞改为柱塞油缸，油液不再从机架内部供向平衡柱塞，而从自身油缸缸筒内向柱塞油缸供油，使平衡油缸与机架本身分离，不仅增大了油缸的抗震性，还可在不拆卸机架的状态下单独更换平衡油缸。改造后的柱塞油缸见图2。

3.3 中精轧稀油站润滑系统改造

利用轧机长时间停机，将锈蚀的碳钢管更换为不锈钢管；针对部分轧机齿轮箱的回油不畅问题，优化管路设计，增大管路通径，增加通气孔以降低齿轮箱内部正压，并更换老化轴封。

TG333

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1004-4620（2015）01-0063-02

2014-06-24

尚根凤，女，1978年生，1997年毕业于山东科技大学机械设计及其自动化专业。现为山钢股份莱芜分公司炼铁厂工程师，从事机械工程及自动化技术工作。