作（zuò）者：胡濤
（寶鋼集團（tuán）八鋼公司軋（zhá）鋼廠）
摘 要：板材軋機油膜軸承係統（tǒng）在使用中的故（gù）障形式和表征現象分析，提出針對性的解決方案和事故預防措（cuò）施。
關鍵（jiàn）詞：油膜軸承；密封；係統監控
一 前言（yán）
在油膜軸承係統中（zhōng），常見問題主要有四方（fāng）麵，一是水分（或其（qí）他類型水溶液等）混入油膜軸（zhóu）承油中；二是（shì）油品循環過程中油溫、壓力及流量異常波動；三是油品汙染問題；四是循環過程中（zhōng）油品泄漏問題。這四方麵問題，常常同時作用且製約著係統（tǒng）的平穩運行，結（jié）合各自的特點，需重點考慮有關因素的（de）影響（xiǎng）。
二 問題分析及解決方（fāng）案
1.係統泵站（zhàn）及管線配置
（1）係統泵站的定（dìng）位，應使遠端潤（rùn）滑點與近端潤滑點的液阻差Z小，同時兼（jiān）顧管道受環境溫度變化產生的溫降Z小（xiǎo），即管線路由Z短原則油在循環過程中的壓降和溫降，要通過（guò）油泵和油。箱（xiāng）換熱來補充實際運行中，提高泵的輸出壓力，可以滿足遠端。潤滑點（diǎn）的流量（liàng）和壓力需求，但使近端潤滑點壓力（lì）上升較大。這種（zhǒng）現象在軋製不同產品時，由於油膜軸承（chéng）速度突變（biàn）帶（dài）來的係統壓力和（hé）流（liú）量脈動，會帶來（lái）個別點不能滿足潤（rùn）滑的現象，從（cóng）而導致（zhì）油（yóu）膜軸承局（jú）部潤滑不良，在局部區域形成高溫（wēn）
不（bú）但（dàn）會破壞軸承接觸麵，也（yě）會加速（sù）油的氧（yǎng）化。
在冶金行業連軋成套設備中，也（yě）有兼顧粗、中軋機組低速重載及（jí）精軋（zhá）機組高（gāo）速輕載，而（ér）配置（zhì）兩（liǎng）套獨立泵站和使用不同牌號潤滑油的解決方（fāng）案，以期優化和緩解軋機負載和轉速輸出差異較（jiào）大的矛盾。這種布局有利（lì）於消除管線配置中，路由較遠對係統帶來的影響。
（2）油膜軸（zhóu）承係統中（zhōng），通常每組（zǔ）或幾組潤滑點的支線總（zǒng）供油管前都配置了相應的減壓裝置，可以滿足所有潤（rùn）滑點的基本流量需（xū）求，但在（zài）該減壓之（zhī）後（hòu）的分支供油（yóu）管線形成的路由，則會對分布的潤滑點有著更為直接的影響，在係統設備中對流量需求較小的一組或幾組潤滑點的供油管線路由方（fāng）向（xiàng）、曲率半徑和高度（dù）勢差，都會對個別潤滑點產生影響（xiǎng）。
油膜（mó）軸承的密（mì）封形式，通常（cháng）采用微張力唇口彈性記憶密封（fēng）或多肢機械密封，這決定了在滿足軸（zhóu）承的Z小流量需求下，盡量降低供油壓（yā）力，以減少壓力提升帶來（lái）的（de）密封失效問題。以1420mm連（lián）續冷軋機組的42-90油膜軸承為例，架軋機的（de）支線總供油管壓力在0.08～0.1MPa之間，上支撐輥與下支撐輥之間的供油點標高2480mm，假設忽略其他因素的影響，上（shàng）下供油點的壓力差為0.025Mpa，所以在進行（háng）設備本（běn）體配管時，管線（xiàn）的曲率半徑（jìng）選擇和布局，應有利於消除各潤滑點勢差帶（dài）來的不利影響。
上述（shù）的不利因素若不能得到很好控製，在運行中勢必要（yào）通過進一步提高供油壓力和加大供油流量來進行補償，供油阻力Z小（xiǎo）的潤滑點就會形（xíng）成較大（dà）的回油壓力，加（jiā）大了油品泄漏（lòu）的危險性。另外，油膜軸承油腔（qiāng）內出現“困油”問題，會（huì）產生油沿密封件的唇口處（chù）泄漏，這種現象，通常可（kě）在油（yóu）膜軸承解體檢修（xiū）中觀察到。由於油膜軸承的供油流量，會在一個相對穩定的區間波動，所以在油腔（qiāng）的內壁會形成較明顯的“油（yóu）線”，該位置（zhì）如果（guǒ）超過了油腔高度的2/3，就意味著有“困油”現（xiàn）象出現，持續發生（shēng）“困油”現（xiàn）象，會導致油品泄漏。“困油”問題的出（chū）現，通常是由於軸承油腔和回油管線的回油（yóu）不暢造成的。造成回油（yóu）不暢主要有兩個原因，一是回油管的（de）管徑偏小或回油管（guǎn）相對（duì）軸承回油口的位（wèi）置偏高，二是油膜腔體或管線內（nèi）形成的（de）“負壓”。對油膜軸承的回油管配置，在滿足一般潤滑係統的規（guī）範外（wài），管徑的選擇（zé）及管線的斜度應具有較大的安全裕度，這是為了保證形成穩定的回油流速。特別指出的是，在具體的管線配置中，嚴禁回油管的高度高於（yú）油膜（mó）軸承回油口的高度，否則會造成軸承油腔內（nèi）的液麵（miàn）升高。對於油膜腔體或管線內形成的（de）“負（fù）壓”問題（tí），可以通過在大於Z高潤滑點（diǎn）的位置加裝空氣呼吸器（或用管口向下的彎頭替代）來解決，目的是保持每隻回油支管與大氣連通，這樣可以使管壁內的空氣流動速度與回（huí）油流速同步，起（qǐ）到穩定回油流（liú）速的作用。
2.油膜軸承密封
油膜軸承使用初期，配套的軸承密封件是在普通唇形油封基礎上開發出的密封（fēng）產品。密封（fēng）件固定在軸承座上，同時通過唇口與旋轉軸（zhóu）的環形接觸形成密封（fēng）。為起到可（kě）靠的密封作用，密封唇（chún）口的（de）材料必須具有足夠的接觸強（qiáng）度（dù）和很好的耐磨（mó）性。即使這樣，這（zhè）種（zhǒng）密封件使用周期仍然短、可靠（kào）性差，且檢修更換時，需要（yào）解體油膜軸承（chéng），極其不（bú）方便。為了解決這些問題，研發出（chū）代組合密封，密封件安裝在軸上隨軸同時轉動，這（zhè）類密封的優點是檢修時不必解體軸承，同時易於檢查、維護和安裝。缺點是對安裝位置有較（jiào）高要求，當軸承內的油位偏高時（shí）容易泄漏。為此1980年前後，開發了第二代組合密封，這（zhè）種組合密封主要集（jí）成了（le）油封、水封以及擋油封，也稱之為“多肢（zhī）”組合密封。目前這類密封技術較為成熟，國內的油膜軸承已普遍采用。
“多（duō）肢”組合密封，由複合丁腈（jīng）橡膠“多肢”油封、噴塗陶瓷密封（fēng）擋（dǎng）板、鋁金屬支撐環（huán）、複（fù）合丁腈橡膠（jiāo）水（shuǐ）封（fēng）等幾個部分組成。
複合丁腈橡膠“多肢”油封安裝在軸承錐套和（hé）輥身端部之間（jiān），有5個密封唇和一個密（mì）封（fēng）端（duān）麵，依次（cì）分布在輥頸的內外側（1號密封唇在內側、2號密封唇在（zài）外側）、噴塗陶瓷密封擋板的內外側（3號密（mì）封唇（chún）在內側、4號5號密封唇在外側）及錐套的端部（密封端麵），並在這些位置形成一定（dìng）強度的彈性接觸，並起到內外腔體相對隔離作用。
噴（pēn）塗陶瓷密封擋板（bǎn），是金屬（shǔ）擋環表麵噴塗（tú）處理後的一種機械密封（fēng），經陶瓷噴塗（tú）處理可以增強表麵的（de）抗腐蝕能力、降低摩擦因數、減小密封唇磨損。
鋁金屬支撐環的主要（yào）作用（yòng）是保持和修正（zhèng）“多肢”密封的相對位置（zhì），使密封唇與輥頸（jǐng）始終形成良好的接觸。而複合丁腈橡膠水封的作用是分流或（huò）阻斷水或其他流體介質對軸承的侵入。對於組合密封而言，任（rèn）何一處密封唇及密封端（duān）麵的老化及破損都會降低或破壞密封效果，進而導致（zhì）密封失效，油品外泄、水分或其他雜（zá）質侵入。
為避免該問題的出現，正確安裝。必要的定期（qī）檢查和製定合理（lǐ）的更換周期（qī），就顯得非（fēi）常重要正確安裝包括兩個（gè）內容，一是嚴格執行密封件結構設計中已經規範（fàn）的係列（liè）操作（zuò）內容。二是根據軋機的軸向定位形式不同，要著重考慮軸向遊隙對密封（fēng）件端麵的“過擠壓”或“欠擠壓”問題。目（mù）前軋（zhá）機的軸（zhóu）向定位方式有單向約束和雙向約束兩種，單向約束方式通常隻對軋（zhá）輥的一端軸承座（zuò）進行定（dìng）位（wèi），另一端通過拉杆連接傳遞軸（zhóu）向遊（yóu）隙。在拉杆尺寸確定的情況下，如果一端遊（yóu）隙（xì）調整過小，另（lìng）一端的遊隙就會偏大，導致一側密封加（jiā）劇磨損而另一（yī）端密（mì）封失效（進水或泄漏）。除此之外，拉杆連接（jiē）銷（xiāo）孔、銷軸及連接法蘭麵的磨損和接觸情況也要（yào）定期檢查，確保完（wán）好。對於雙向約束方（fāng）式，可以通過調整墊來（lái）合理控（kòng）製（zhì）軸向遊隙。需要指出的是，兩種定位方（fāng）式都要對錐套設置合適的預緊力，既便於軸承的拆裝，又能對錐套形（xíng）成良好定位。
3.係統流量與壓力
在油膜軸承負荷運轉之（zhī）前，對供入油膜軸承的實際流量（liàng）進行測試是一項（xiàng）必要的調試工作，該工作對油膜軸承出（chū）現“燒損”或油品無明顯周（zhōu）期性特征泄漏的現象分析，顯得非常重要。
如前所述（shù），同一型號的（de）係統（tǒng）設備由於根據設備的不同外形（xíng）和布局特點會形成不同（tóng）的管線路（lù）由，另外不同地區的環境溫差波動也會對設備形成不同的（de）影響，這些（xiē）因素都需要通過（guò）實際測試來評（píng）定Z終的（de）結果。以寶鋼集（jí）團八一鋼廠1420mm冷軋機組的42-90油膜軸承為例，完成係統調試後的試（shì）生產期間各架（jià）軋機油品泄漏問題經常出現，經測（cè）試，係統（tǒng）供給實際提供的流量為1750L/min，而軸承設計需求總流量為988L/min，這一差別，使實際使用中出現泄漏的原因顯而易見。
軋（zhá）機油膜軸承的在線流量測量，可以通過專用儀器也可以實施手工測量目（mù）前的（de）流量測（cè）量儀種類較多，有壓差式流量儀。孔板節流式流量儀、彎管式流量儀及便攜超聲（shēng）波流量儀等，這些儀器對儀器在管道上的安裝位置、流體特性、流（liú）體溫（wēn）度、測量的環境、管道的材料、管道的壁厚甚至管（guǎn）道的塗漆都有要求。盡管是這樣，實際（jì）測量的誤差仍然在（zài）2%～10%之間。所以，在具體使用測量得到的數據時（shí），更傾向於對數據的參（cān）考或估算，而且這種（zhǒng）儀器價（jià）格相對昂貴，使用局限性很強。利用手工測量軋機油膜軸承的流量（liàng），可以根據設備的特點製定合理的測量方案，準確度也可以滿足實際需要。在有條件的情況下，可以利用手工測量的抽樣（yàng）數據與儀器測量的數據進行比對，從而獲得相應（yīng）的修正係數，使儀器在相同工況下的測量數據更具有實（shí）際應用意義。
4.手工在線測量（liàng）軋（zhá）機油膜軸承流量的步驟
（1）確定油膜軸承的（de）額（é）定設計流量值，即（jí）軸承設計允許的Z大需求流量（liàng）值L/min。
（2）每個油膜軸承的供油（yóu）軟管前端安裝（zhuāng）節流油嘴，該節流油嘴（zuǐ）或節流器在係統安裝（zhuāng）時可（kě）配套（tào）安裝。建議安裝細長孔節流器，這類節（jiē）流器較孔（kǒng）板式節流器（qì）穩定。
（3）使（shǐ）係統具備在設計工況（kuàng）下的運行條件，包括油品的黏度、溫（wēn）度等。
（4）接入軸承的供油軟管直接與油口連接，可使（shǐ）用扣壓式快換接頭（或其（qí）他開口式接頭）。
盡量避免使用單向止封功能的（de）快換接（jiē）頭（tóu），這種（zhǒng）接頭在低壓係統使用，具有明顯的（de）阻尼作用。
（5）將（jiāng）需要測量的（de）潤滑點（diǎn）供油軟管拆（chāi）開並直接（jiē）插入對應的回油軟管中（zhōng），在軟管處放置合適的容器（qì）（或用200L清潔空油桶代替）。
（6）係統運行至各潤滑點溫度（dù）、壓（yā）力正常顯示時，將測量的供油管移至容器中並用（yòng）秒表計時，完成（chéng）計時的同時再將軟管移至（zhì）回油管，之後（hòu）計算實（shí）際流量值（操作過程軋機不轉（zhuǎn）動）。
（7）為獲得準確值，可通過多次測量取平均值。
（8）完成測（cè）量後，與軸承的（de）額定設計流量值作（zuò）比較分析，然後通過調節支線供油管減壓閥（fá）後再進行上述流量測試。
（9）完成測試後，可以間接獲得減壓閥的壓力值，該值就是日常設備檢查（chá）中（zhōng）的壓力設定值。
三（sān） 油膜（mó）係統的在線監控
油膜係統的在線監控，通常有流量指示（shì）檢測、進回油溫度（dù）的檢測、供油（yóu）壓力檢測等，具（jù）體使用中需要注意以下幾方麵的問題。
（1）係統主供油管設置壓力（lì）和溫度（dù）檢測。該壓力值的設置要保證在滿足所有潤滑點的壓力需求下，使係統的溢流量Z小，否則會使係（xì）統溫升過高，同時要及時對過濾裝置（zhì）進行切換。溫度值的設定通常與換熱係統聯（lián）鎖（suǒ），具體值的確定要取決（jué）於潤滑點的Z終檢測溫度。通常，夏（xià）季會靠近溫度區間的下限設置，冬季則（zé）靠上限設置（不同地區會有（yǒu）所區（qū）別（bié））。
（2）每架軋機主供油管的壓力（lì）和溫度監測（cè）點設置要盡量靠近潤滑點，盡量縮小檢測值（zhí）與潤滑點的實際值之間的（de）差異而（ér）帶來的不利影響（xiǎng）。
（3）每個潤滑點的（de）供油（yóu）支管必須（xū）設置流量監測（或流量指示儀（yí）），而壓力檢測可以根據需要選擇安裝，如果隻選擇壓（yā）力檢測會存在較大的潛在隱患，如（rú）供油管節流器堵塞或軟管連接彎折等，會（huì）出現（xiàn）壓力示（shì）值正常而實際流量卻供給不足的現象。
（4）每套油膜軸承（chéng）的回油管需設置溫度檢測原件，進行軸承溫度的間接檢測。該檢（jiǎn）測可輔助軸承內熱電偶的直接測（cè）量，同時對軸承的工作（zuò）溫度做出診斷（duàn）。正常情況（kuàng）下，兩者之（zhī）間的檢測差值在20℃以內。
來源：《設備管理與維修》2009年11期
