油气系统在热轧轧机轴承中的应用

摘要：本文介绍了一种新型的热轧带钢生产线轧机轴承的方式，采用油和高压空气混合，配备先进的电气控制组成的系统对轴承进行即油气。其改善了轴承的效果，提升了轴承的使用寿命，增加了轧线的有效作业时间，同时改善了磨辊车间的作业环境。厂家使用后降低了轧线运行成本，增加了经济收益。

关键词：热轧带钢；轧机轴承；油气；降低成本；增加收益

一、应用背景

随着轧材质量要求不断提高，轧制技术的不断发展，轧钢设备正奔着高强度、高刚度、重载、和快速连续轧制的方向迅速发展，这就造成了对轧线主要消耗品滚动轴承的使用要求越来越高。轴承的使用寿命关乎整个生产线的作业率，直至影响整个生产线的经济效益。传统轧线轴承采用干油，存在着冷却效果和利用率低，离线间断式补充，消耗高，作业环境差等缺点。同时轴承座会受到冷却水，氧化铁皮或其它介质如乳化液的侵入从而使轴承的工作面产生锈蚀，造成轴承使用寿命降低。在这种条件下油雾技术及新发展起来的油气技术成为主要的方式，滦县特钢厂750mm轧机采用了我公司研发的油气技术对轧辊轴承进行。取得了明显的使用效果，大大延长了轴承的使用寿命，几乎杜绝了轴承烧毁的现象，同时还改善了员工的作业环境。

二、油气简介

油气利用干燥的压缩空气延管道内的流动，带动主站的油沿管道内壁不断地螺旋状流动，把油和气的混合体输送到点，压缩空气和油可以按照各个摩擦点的消耗量定量供给。首先油和气在进入点之前必须先进入油气混合器，在油气混合器里流动的压缩空气把油吹成油滴，然后附着在管壁上螺旋形成油膜，油膜随着气流的方向沿管壁流动，在流动过程中油膜层的厚度逐渐减薄，并不凝聚而间断地供油。油气混合体依据各个轴承的需要量均匀地分配供给。

沿管壁连续流动的油膜到达点后，在轴承表面形成油膜，隔绝相互摩擦的表面，使干摩擦状态转变为液体摩擦状态或准液体摩擦状态；流动的压缩空气可以冷却轴承，带走热量，阻止油高温碳化。同时压缩空气使轴承腔内形成正压，可避免外部环境中的杂质和腐蚀流体侵入轴承，保证轴承腔有良好的工作环境，同而保证油液的清洁性。

油气系统原理图

三、油气的构成

金马750mm全连轧热轧带钢生产线油气系统主要由主站、1-8#卫星站、两级油气分配器、PLC电气控制装置、中间连接管道和管道附件等组成。

油气主站及电控装置

主站是油供给，控制和输送以及PLC控制的总成。主站主要由油箱，电动泵，过滤器，液位计，加热器及温度表，蓄能器，分配阀，PLC电控等组成，负责向各个卫星站传送油。

主站的主要参数：

油箱容量 500升

泵 齿轮泵2台，一台工作，一台备用；排量1.2L/min

泵的最大供油压力100bar

系统电源 380VAC 50Hz

系统耗电 约3.5KW/h

1-8#卫星站

卫星站作为压缩空气和油控制和混合设备的总成。可以单独工作。主要由：压力阀，压力表，递进式分配器，接近开关，三通气压阀，油阀，可视软管等设备组成。通过主站PLC系统的控制完成对轧机轴承的。

卫星站的主要参数：

压缩空气处理装置进口管道 Φ110×5/Φ33×3

系统气压 5-6bar，设定值为4bar

压缩空气露点 +2℃（25℃时）

1#--7#卫星站 压缩空气消耗量/耗油量 858Nm3/h 2824ml/h

中间管路和轧机轴承管路配置

油气的管路采用的是全不锈钢管。保证油的质量。轧机轴承的软管同时具有可视软管和快速插接头组成。每个轴承座取1个补油点。然后轴承座设置内置式分配器，将油送至各个点。快速插接头的分配是按照二辊轧机2个，四辊轧机4个的数量分配的。

四、油气的功能描述

油气的控制模式分为：远程控制模式，本地控制模式，测试模式。所有工作模式的前提是主站供电电源开启，主站油液位正常，压缩空气供给正常，工作卫星站空气截止阀打开。

远程控制模式：上位机可以远程监控油气的主站的开启，关闭，故障复位，状态监测等数据信息。数据的传递采用的是DP网络。通讯速率最高可达12M的波特率。具有通讯速率快速，连接简单，可靠性高，造价低廉等特点。这样减少了人工操作的时间，提高了生产节奏。

本地控制模式：轧线液压工作人员可以通过本地控制完成油气系统的启动停止及各种数据检测。在通讯网络异常的情况下也可以保证系统的正常运行。同时本地控制通过人机界面（Siemens的TD400系列的触摸屏）来完成对各个卫星站的工作与否选取。时间的设定，周期的设定，和周期内完成几次的设定。来满足不同点对于效果的设定。

测试控制模式：测试控制模式分为两种情况：初期调试和故障时处理。

因前期调试而使用的测试模式，所有被选择了的卫星站以3-5秒的作业周期工作，调试人员检查各个卫星站的工作情况。处理问题达到使用要求。直至调试人员关闭测试模式完成调试。而由于在远程和本地模式时出现故障情况系统自动跳至测试模式时，系统向上位机报警并以3-5秒的工作周期工作，直至总的监控时间完成，停泵，报重故障。这样的目的是能够给轧线预警并保证在线的轧制钢材完成轧制。

五、油气的优点

技术先进：膜厚度的增加，使膜形成率提高，具有优良的减磨作用。

按时间分配油的方式，油可以连续输送。

压缩空气有利于轴承的冷却。

压缩空气在轴承内部能保持约0.5bar左右的正压，能阻止氧化铁皮、水或乳化液的侵入，使轴承具有良好的密封性能。

能使用高粘度的机械油甚至半流动脂

对油气系统的工作状况进行监控的手段

经济优势：油基本实现零排放，利用率99%以上。

与传统的方式相比，大大减少了剂的消耗量，大幅度地节省了开支。所有轴承每小时耗油量仅为2824ml，全年按7000小时计算为19768升，即约99桶油（200L/桶）

轴承寿命与使用传统干油相比至少可以提高3倍以上，在线烧轴承的现象得以杜绝。

管道布置简单，大大减少了管道系统的安装和维护费用。

环境友好

不产生油雾，不污染环境，有利于环境保护

轴承座不需要再清洗，打开时轴承表面光亮。

六、结束语

油气系统自2013年投入之后，就应用在750mm轧机的工作辊、支撑辊轴承，在长时间的应用过程中，未出现不良的设备事故，克服了许多厂家因不良造成的轴承及轴承座烧毁事故，降低了成本的支出，由于极高的优点，防止了乳化液进入轧辊轴承座造成油脂乳化给轧制板面产生影响，降低了油脂消耗，以及免维护的特点，油气成为了名副其实的不污染化境、低成本损耗、高性能机电一体化产品，从每月的损耗数据统计中可以看出，油气比油雾节省8000-9000元。在滦县金马特钢750mm全连轧热轧生产线的应用来看，油气将是轧机轴承方式的发展方向。

参考文献：

[1]周宁生，侯利庆.轴承寿命长效化改造的研究与应用.《中国市场技术》，2004，（12）

[2]杨和中，刘厚飞.气液两相流体冷却技术-油气，液压与气动，2004（9）

[3]陈雷.油气技术的工作原理及其连铸机中的应用.民营科技，2008（10）