CSP轧机集中干油润滑系统故障分析及改进

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某钢厂卞坯连铸连轧(Compact Strip Product简称 CSP)生产线投产数十年以来产量逐年提高，目前产能已经超过设计能力的 50%，处于国际领先水平。

CSP生产线的工艺工序衔接紧密、性能要求高，如果-个环节发生故障将影响全线生产。随着时间的推移，设备已运行十余年，设备故障也逐年增多，其中轧机润滑系统故障率尤为突出，如该润滑区域设备立辊、活套辊、挡水辊等由于润滑不良，导致设备故障事故率不断攀升，致使轧机效率严重下降。本文针对轧机区域集中干油润滑系统存在的缺陷进行技术改进，有效地改善设备的润滑效果，提高了设备生产率，达到预期的改进目的，保证了设备的良好运行。

1 CSP轧机集中干油润滑系统简介本轧机干油系统为双线集中干油润滑系统，轧机干油系统主要负责给 F1-F7轧机以及除磷区域设备润滑。轧机干油系统供泵位于第二组层冷喷水梁背后，距离除鳞区域的末端压差开关垂直距离大约60 m。

轧机干油系统工作-个循环共需要 35 min，A腔工作-个循环需要 15 rain，泵口出油压力为 18.5 MPa，末端换向压力为7.5 MPa；B腔工作-个循环需要20 min，泵口出油压力为 21.5 MPa，末端换向压力为9.5 MPa，在整条管线无泄漏的情况下，干油系统能够正常工作，工作原理如图 1所示，其工作原理如下：A为补油系统，主要包括气源装置 1、干油桶 2、气动三联元件 3、压力表4、林肯补油泵5、补油泵限位开关 6组成；B为供油系统，主要包括：主油箱 8、电气控制柜9、供油泵 10、电压力开关 11、过滤器 12、溢流阀13以及电动换向阀l6组成。补油系统 A将干油通过林肯气动泵把油脂注入 B供油系统的主油箱 8，然后由供油泵 l0将油脂送入供油管线，最后由干油分配器15将油脂送人用户点。当A腔油路输油完毕后，并且A腔油路管线压力达到设定值时，主管线末端的压差开关起作用，把信号传给电气控制柜9，电气控制柜根据预先设定的程序命令电动换向阀 16换向，转而向 B腔供油，或定时间歇运转，或令系统停止运转。

收稿 日期：2012-07-30作者简介：李丽(1981-)，女，辽宁庄河人 ，讲师，研究生，研究方向：机械制造。

J 17 J MSC S0FrWARE C0RPORAT10N.Dytran Reference Man。

1 8 1 MSC SOFrWARE CORPORATION.Dytran User S Guidel M/0L 1. United states：MSC S0nWARE CORPORA-TION，2012：12-231[2012-O1-01].htp：//。

l9] MSC SOFTWARE CORPORATION.Dytran Theory Mannal[M/OL].United states：MSC SOFTWARE CORPORA-TION，2012：10-162[2012-01-01].htp：//。

100 液压与气动 2013年第 l期A---补油系统 B--供油系统1.气源装置 2干油桶 3.气动三联元件 4.气压表5.气动补油泵 6.补油泵限位开关 7.供油泵限位开关8.油箱 9.电气控制柜 10.供油泵 11.电压力开关12.过滤器 13.溢流阀 14.末端压差开关15.干油分配器 16.电动换向阀图 1 轧机集中干油润滑系统原理图2 原供油系统缺陷分析2.1 工作环境方面为降低成本，提高轧机作业率，要求连浇时间越来越长，因此设备工作时间长、强度大，并且设备处于温度高、水分及水蒸汽大、振动大的工作环境中，这些因素造成干油系统事故频发。

2.2 供油压力高、供油点数多管线接头泄漏概率高供油范围大、点数多是双线干油系统的最大特点。

例如该干油系统供油的F7轧机，干油分配器共 28块，其中8个头的干油分配器 5块；6个头的干油分配器16块；4个头的干油分配器 7块，供油点数共 151个(F7轧机没有活套，相比其他几架轧机来说供油点数最少)，现就以F7的供油点数为基准，F1-F7轧机-共有 1057个供油点，再加上除鳞区域现有的32个供油点，那么轧机双线集中干油润滑系统的供油点数至少为1089个，依照接头数与润滑点数 1：2计算，至少有接头2178个。

由于系统压力高，管线接头多，并且轧机工作过程中振动较大，所以管线接头处很容易产生泄漏，使系统不能正常工作。作为轧机区域设备维护人员，在实际工作中，轧机干油系统整条管线生经常会出现泄漏点，虽然支管的泄漏不会导致跳泵，但是会对干油造成浪费，而对于泄漏严重的点会导致系统跳泵，使系统不能正常工作。

2.3 干油系统供 油不足本文以CSP除鳞区域的挡水辊供油量为例，对轧机干油润滑系统供油量进行验证，具体计算如下。

1)实际出油量计算根据现场实测，将除鳞区域操作侧下挡水辊供点拆开，并启动轧机干油系统，选成连续模式，1 作两个循环以后，出油量为两条直径为 4 llm，长度为7mm的油柱，出油量 为：订r2h 3. 14 ×0.2 ×7 0.879cm - 0.9mL由此可以求出下挡水辊供油点实际出油量 0.9 mL，轧机干油系统-般采用时间模式，则每4 h启动-次，工作-个循环，A腔、B腔各供油-次，由此可知，下挡水辊供油点每 4 h的出油量为0.9 mI2)下挡水辊理论供油量计算下挡水辊的轴承型号为：24130CC/W33，依据设计手册干油系统设计计算方法，如表 1所示，可以求出下挡水辊轴承的理论出油量，计算如下：D30 X5150 mil(轴承型号：24130CC/W33)N5(下挡水辊为双列调心轴承)根据挡水辊的工况，选 .：0.7，k ：0.5根据表 l公式，可求出挡水辊滚动轴承出油量 ，计算如下Q81：0.025，n'DN( l 2) 0.025 ×3.14 X 15 X 5 X 1.2 7.065 - 7 mLQ(4)：3.5 mL表1 轴承出油量计算公式表公式及数据 备注滑动轴承 Q0.025，rrDL(k 2) Q - 润滑脂消耗晕，滚动轴承 Q 0.025，rDN( l ：) mL/每班(每8 h为 -个班 )滑动平面 Q ：0.025BL1( k2) D- 轴孔直径，CII齿轮 Q 0.025bd - 轴承长度，CIIⅣ- 轴承系数 (单列转速 微 2.5；双列 5) 20 50 1oo 20o 300 400r/m1n 动 B- 滑动平面宽度 m、 - 滑动平面长度，cml 0.3 O.5 0.7 1.0 1.8 2.5， ～ 转动系数粉尘作业、室外 高温(≥80qC)： - 环境系数 环境作业 气体及水污染 6- 小齿轮宽度，tD- 小齿轮的节 直 k2 0.3～1.0 O.3～6 径，cm 根据以上计算可以得出，下挡水辊轴承实际供油量不足理论供油量的1/3，并且在实际生产当中，该 CSP生产线除鳞区域设备多年来-直采用手动润滑为主，集中润滑为辅的供油方式。由此可以总结出，该轧机f油2013年第 1期 液压与气动 lO1润滑系统在理论和实际上都不满足设备供油要求。

3 改进措施3.1 工作环境的改进工作环境的改进主要采取下面两方面措施：(1)高温区域工作的干油分配器、输脂管应加设隔热层 ，对有高温，氧化铁皮多，易受碰撞等恶劣环境，加装分配器保护罩，保证分配器正常工作；(2)尽量减少供油管线中三通的使用量；旧能避免使用软管，如必须使用软管应尽量缩短软管长度，安装软管时应避免扭劲，减少弯曲应力。

3.2 供油 系统改进依据双线集中干油润滑系统的设计原则，在工作环境不恶劣的室内环境中，双线集中干油润滑系统供油半径最好不超过 150 m，供油点数最多应不超过1000个点。而轧机集中干油系统，供油半径为 60多米(垂直距离)，供油点数至少为 1089个，而且供油压力最高能达到 21.5 MPa，且工作环境恶劣、设备振动大。

由此可知，轧机双线集中干油润滑系统理论上不符合双线集中干油润滑系统的设计原则，并且在实际工作当中，该干油润滑系统事故频发，整条管线经常会出现泄漏点。

综上所述，为减轻轧机干油系统的工作负荷，合理分配润滑用户点，必须为 Fl F2 F3轧机以及除鳞区域设备，F4 F5 F6 Fv7轧机设备分别安装-套双线集中干油润滑系统，这样既减轻了轧机集中干油润滑系统的工作强度，又提高了系统运行的可靠性，使润滑用户点合理分配，并且减轻了设备维护工作者的劳动强度。

3.3 系统供 油不足的改进如果只增加-套干油系统不改变干油分配器以及供油支管直径，这样改进仅可以保证干油分配器工作的可靠性，但是不会改变干油分配器的出油量，那么改进则不可能达到预期 目的，所以必须对出油量进行改进，才能从根本上解决设备供油不足的现象。

分析轧机以及除鳞区域设备特点，轧机供油点以滑道及销轴为主，只有活套辊润滑点是-对轴承。除鳞区域的主要润滑点为辊道的轴承润滑，根据轴承和滑道工作原理的不同，可知轴承的需油量相比滑道、销轴要大-些。在实际工作中主要出现缺油的润滑部位是轴承，如挡水辊、立辊以及活套辊等。所以只需解决个别容易出现故障的轴承供油量不足的问题，就达到了预期改进目的。

可以将容易出现缺油的润滑点由原来的-点润滑改为两点润滑。如果将干油系统选为时间模式工作-个循环，干油分配器的 A腔、B腔各出油-次，A腔的1、2、3点和 B腔的4、5、6点各向润滑点供油-次如图2所示，如果做如下改造如图3示，把 A腔的3点和B腔的6点用-个三通连在-起，向-个润滑点供油，则干油系统工作-个循环，能够向润滑点供油两次。

可将需油量的的用户点如挡水辊、立辊以及活套辊等，采用此方法进行供油则可解决其供油不足现象，以保证其正常运行。

A腔 B腔点点点点点用户点图3 改造后干油分配器两点供油3.4 系统维护措施(1)更换不同牌号的油脂时，应先作相溶性实验；(2)尽量避免污染物、尘屑、铁鳞等杂质进入系统内，保证系统的清洁度；(3)管路上较重的给油器必须有支承，尽量应避免管路存在附加载荷；(4)加强 日常点巡检，定期检查管路给油和润滑部位的润滑状况，保证润滑效果。

4 结论该干油集中润滑系统改造完毕后，经过-段时间的运行，证实了它的可靠性，设备事故率明显下降，达到了改进要求，为设备安全可靠运行提供了有力保障。