六辊冷连轧机轴承润滑系统的优化与创新

郭文涛 王凯军

典型的六辊冷连轧机组轴承润滑系统包括稀油润滑系统和油气润滑系统，其中稀油润滑系统用于支承辊轴承、工作辊止推轴承和中间辊止推轴承的润滑，油气润滑系统用于工作辊径向轴承和中间辊径向轴承的润滑。而稀油润滑系统存在严重的进水和漏油问题，因此导致油品乳化和大量的油品消耗。而油气润滑系统工作的可靠性直接决定了工作辊、中间辊径向轴承的工作状态。

1轧辊轴承稀油润滑系统进水漏油问题的解决

1.1  支承辊轴承及工作辊轴承漏油进水分析及改进

（1）     支承辊漏油进水的因素分析

五机架六辊轧机中工作辊、中间辊、支承辊在板带轧制时，其辊系之间的力作用在一个平面中。其中板带轧制力的反作用力最终传导作用在上、下支承辊轴承上。当轧制板带时，带钢的反作用力将引起上支承辊向上凹起，轧辊辊径下侧与轴承座密封分离，从而引起上支承辊漏油严重。而下支承辊中由于带钢反作用力导致支承辊辊径的上侧与轴承座密封分离，从而导致下支承辊轴承座进水问题严重。

（2）     从密封结构角度的支承辊轴承座漏油进水问题改进措施：

支承辊辊颈密封由一道机械迷宫式水封、一道唇形水封和一道唇形的油封组成。其中油封唇口向轴承座方向，而水封唇口向辊身方向。在轧辊转动中辊颈与唇形密封的唇部进行相对旋转运动，这样将导致水封和油封的唇口处出现磨损。从而导致漏油与进水的发生。

根据对唇形密封唇口磨损量连续6 个月的使用状态测量，当唇口磨损量超过2.5mm时，发现轴承座漏油和进水的量明显增大。这时轴承座密封的作用已经严重失效。需以4 个月为周期对水封油封进行更换。

轧辊在长期使用后会在辊颈与密封接触的地方出现磨损沟槽，因此需要对磨损的沟槽进行修复。可在支承辊辊径磨损量大后，找专业的轴承厂家制作一个很薄的套环，通过热装安装至在磨损的沟槽处，这样即可保证套环能够与轴承座密封紧密接触，并且恢复此辊径处的密封效果，从而达到减少漏油进水的目的。

（3）     支承辊轴承座双回油改造。

由于每个支承辊轴承座的进油量为30L/min，进油量很大，一旦出现轴承座内的回油不及时将导致轴承座内的润滑油液位过高，轴承座的漏油增加，同时轴承座的发热量过高导致轴承座油温高温报警的发生。在原设计中只有在轧辊的入口侧安装有一个进油管和一根回油管，经过双回油改造后在轴承座出口侧增加一个回油管，增大了单位时间内轧辊的回油量，增大了轧辊轧制时轴承座内的热量的散发。从而达到减少轴承座漏油，提高轧机轧制速度的目的。

1.2  为改善油液质量的角度增加独立的加油过滤和静置油箱装置

原设计中将支承辊润滑与轧机高低压加油系统混用一组加油泵，当使用时发现加油过程中不可避免的出现46#液压油，与320#润滑油混合的现象。由于不同油品的混合将导致油的粘度与闪点发生变化。为保证油品的质量因此对轧机润滑及高低压液压系统的加油泵进行改造，首先在增加一组加油泵，使得液压油及润滑油分别使用不同的泵进行加油。第二在加油泵后增加过滤器，保证新加的润滑油的洁净度。

主润滑油箱增加静置系统，由于轴承润滑系统中进乳化液较多，导致润滑油品乳化、在流过轴承时，也会将轴承磨损产生的铁粉等带入油箱油箱内，润滑效果下降，同时杂质颗粒对高速运行的轧辊轴承座损坏严重。为保证轴承润滑系统的正常使用，我们设计一种能够进行磁性过滤的静置油箱系统。

静置油箱系统包含抽油泵与磁性循环过滤泵，其中静置油箱底部为锥形设计，能够很好的利用密度不同的重力作用将润滑油中的水分离至静置油箱的底部。而润滑油中的铁粉杂质可通过静置油箱中的磁性过滤器循环过滤去除。

2、油气润滑系统缺陷分析与功能改进

2.1  油气润滑系统的工作原理及组成

整个油气润滑系统由供油泵站、油气分站及用户组成。供油泵站采用保压式间断地向分站主油管提供润滑油。在油气分站内，高压润滑油和压缩空气通过油气分配器均匀混合，润滑油滴被压缩空气打散成雾状形成油气混合物，由分站中分配器均分到用户中。

当快速接头联接后，系统管道内的油气雾状混合物进入轴承座。通过设定供油泵站供给油管的开闭控制阀的开合间隔时间，从而实现轧辊轴承座周期性的得到油气混合物来润滑，同时能有效节省润滑油过快喷进轴承座而造成浪费的现象。

2.2  油气润滑系统的改进

（1）     油气快速接头结构改进

工作辊径向轴承油气流量低报警，由于油氣快速接头随着工作辊锁紧一起锁进轴承座中，但是现场使用时发现由于轴承座快速接头母头的尺寸存在误差，同时每个轴承座的垫板磨损量不一致，导致更换轧辊后油气两个快速接头不能完全啮合，导致油气不能进入工作辊轴承座中。通过分析决定对现有的油气润滑公母快速接头的倒角加大，使其锁紧过程中快速接头更加容易，大大减少了油气润滑流量报警的次数。

（2）     操作侧油气润滑装置的改进

由于轧辊在轧机内的位置是不固定的，因此为轧辊提供介质润滑的模块必须固定在弯辊块的活动块上。在轧机中操作侧弯辊块上固定有中间辊油气润滑装置。经过分析发现，快速接头不能对正故障主要原因为汽缸底座松动所至，而导致汽缸底座松动的原因为液压缸动作时其驱动力作用在汽缸底座下部，驱动力作用点与同步杆的力作用点不在同条直线上，由于径向液压缸动作时瞬间冲击力较大，这些冲击力导致连接板与汽缸底座、同步杆的连接螺栓发生松动，导致气缸底座松动，严重时造成连接板变形、损坏，严重影响正常换辊操作。

为解决上述问题，设计一种改进的油气润滑底座结构，保证汽缸底座结构受力点与驱动液压缸的力的作用点位于同一直线上，从而保证整套油气润滑底座结构的稳定性，提高换辊效率，减少换辊时间。

（3）     驱动侧油气润滑装置的改进

在使用中发现经常出现公母快速接头不能对正，导致油气不能正常供给至轴承座中，从而导致工作辊轴承座的烧毁现象。急需设计一套新型的油气润滑快速连接接头装置，能够实现公头母头可靠连接，并且具有一定的位置误差容错度。以期达到可靠的润滑。

本结构中包括中包括1-底座，2-定距环，3-橡胶套，4-压盖，5-快速接头。该设计克服了原结构中因轴承座铜滑板磨损引起的公母快速接头不能结合的问题。同时由于另一端为胶套结构，在换辊中快速接头插入过程中对其汽缸底座的冲击力也很小，避免了汽缸底座松动的问题。

3、结语

该项目实施后，在改善油质、降低油耗、减少事故、保护设备等方面取得了显著的成效。首先从油质改善方面，润滑油的含水量可控制在1%以下，改善了轴承的润滑条件，减少了轴承烧损等恶性事故的发生，保护了设备，并且延长了轴承的实用寿命20%以上，节省了大量的轴承采购资金。