轧线润滑系统改造，提高减速机运行稳定性

吴琦　于小波　毕临旭　闫宝明

摘 要：针对莱钢某轧线稀油站润滑系统存在的部分问题提出有效的解决方案。

关键词：润滑系统;减速机;螺杆泵

0 前言

棒材厂一轧车间以生产Ф12、14小规格螺纹钢为主，产品附加值较高，轧线布置为17连轧，多切分轧制工艺，设计产能85万吨。2019年，轧线全面提速，成品线速度由12.5米提升到14.5米，钢坯由150方提高到160方，产能大幅提升，全年产量达到100万吨，为公司提产增效做出较大贡献。随着工艺的不断改进，车间目前以14规格三切分、12规格四切分生产为主，下一步将开发14规格四切分、12规格五切分工艺，随着生产效率的提升，轧线设备负荷有所增加，轧线减速机振动值已达到极限，由于中、精轧稀油站油泵为齿轮泵，齿轮泵是定量泵，径向力不平衡、润滑不充分，经常造成中、精轧减速机轴承因润滑不良而损坏，产生设备故障，已严重影响了生产的高效顺行。随着轧线的不断提速，整个轧线润滑系统设计标准已接近极限，迫切对轧线润滑系统进行全面升级。

1 工作原理

中、精轧稀油站油泵为XB-630齿轮泵，作为一种常用的定量泵，工作时，在斜齿轮泵中由于螺旋角口的存在，轮齿一端先进入啮合，然后逐渐进行过渡，啮合线由短变长，此为不完全齿宽啮合;随着齿轮旋转啮合线逐渐变长，达到最长时进入完全齿宽啮合;齿轮继续旋转，其啮合线再由长逐渐变短，直到脱离啮合，又进入不完全齿宽啮合。为了保证斜齿轮传动的平稳性和连续性，当前一对轮齿A还未退出完全齿宽啮合时，下一对轮齿B必须进入完全齿宽啮合。当斜齿轮两对轮齿的啮合线都位于完全齿宽啮合的区间时，轮齿间便构成了一个与吸、排油腔均不沟通的封闭容腔。随着齿轮的旋转，此封闭容腔的体积会发生周期性变化，从而导致压力冲击和空蚀，这种现象称为困油现象。

随着齿轮的转动，困油容积减小，压力急剧上升，使齿轮、轴和轴承受到很大的径向力，此时油液将从零件密封面的缝隙中强行挤出，使轴承上受很大的冲击载荷，导致泵剧烈振动、油液发热而加快油液变质、无功损耗增大。随着齿轮的继续转动，困油容积增大并形成局部真空，产生气穴，使泵强烈振动并产生噪声。油泵密封极易损坏，齿轮泵使用寿命降低。

2 问题的提出

在轧线液压系统运行过程中主要有以下故障：

1、由于困油现象的存在，该齿轮泵系统最大供油压力仅为3.5mpa， 随着减速机负荷的逐渐增加，油压已经无法满足减速机齿轮及轴承的润滑效果，减速机齿轮已经发生严重的剥落现象，2019年全年，中、精轧减速机均出现过轴承烧损现象，其中三台减速机齿轮磨损情况严重。

2、轧线稀油站均采用220#齿轮油，该齿轮油受环境影响较大，当温度降低时，齿轮油黏度会增大（变稠），黏度过大会给循环润滑带来困难，增加齿轮的运动阻力，以致发热而造成动力损失，达不到润滑效果。对比夏季和冬季的震动波形图，可以明显发现冬季减速机的振动较大。

3、减速机内润滑管路原设计标准为Ф6mm，随着轧制速度的提升，原设计要求已经无法满足减速机的润滑效果。

4、由于油站箱体油位报警器限位太低，当油管等部位发生故障出现漏油时，漏油量很大时才会报警，液位即将达到出油口时才会停泵。造成油液的大量浪费，存在极大的安全隐患，对环境造成严重污染。

5、轧线稀油站油液污染严重，严重影响减速机使用寿命，且每年会多次更换或补充齿轮油，造成油液浪费的同时污染现场环境

3 解决方案

1、将中、精轧XB-630齿轮泵改为流量为38 m3/h的NSNH660-46的螺杆泵。相较于齿轮泵，螺杆与泵套接触的螺旋封线将收入腔与排出腔完全分开，使泵具有阀门的隔断作用;泵内流体流动时容积不发生变化，没有串流搅动和脉动;弹性定子形成的容积腔能有效地降低输送含固体颗粒介质时的磨耗;输入介质粘度可达50000Mpa ？ s 含固量可达 50% ;流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性，供油压力可提升至4.5Mpa，可以对轧线减速机带来更好的润滑效果。

2、在轧线稀油站油箱安装暖气。适宜的黏度是齿轮油的主要质量指标，不能随意更改齿轮油牌号。在此基础上，冬季要对齿轮油进行加热，可由于车间电耗较大，如果使用加热带，将造成极大电耗，增加车间成本。综合各因素，每个稀油站油箱安装暖气。

3、将减速机内部原设计Ф6mm管路改为Ф10mm管路

4、为了防止油液大量浪费，制作一个高20cm圆桶，将液位计放入其中，将报警和停泵限位提升了20cm。

5、使用新型离心式滤油机对轧线稀油站油液进行过滤

4 效果評价

1、螺杆泵改造以后，因减速机轴承造成的热停工时减少了30%，减少更换轴承6套。和齿轮泵相比，螺杆泵的使用寿命长，一般油泵能使用10年，甚至更长。泵的振动和噪声极小且安装保养容易。

2、相比使用加热带来说，暖气成本更低，且不易损坏，还可以通过阀门调节暖气热量，保证减速机得到充分润滑。

3、增大了减速机轴承的润滑量

4、该措施将报警和停泵限位提高了20cm，出现漏油情况时可以提早发现，避免了油液的大量浪费。

5、使用新型离心式滤油机对油液进行过滤后，油液质量得到明显改善，减少了齿轮油的补充使用量，大大改善了因油液造成的环境污染。