[油气润滑应用在轧机轴承上的优势]轧机油气润滑的作用

　　【摘 要】通过阐述油气润滑的工作原理和基本构造，分析其在轧辊轴承上的应用情况，进而和传统润滑的对比，突出其在应用在轧机轴承上的优势，从而证明油气润滑能不仅提高了轧辊轴承的使用寿命，降低轴承的消耗，其应用在轧机轴承是成熟可靠的。
　　【关键词】油气润滑；轧机轴承；传统润滑
　　0 前言
　　现代冷轧轧机中，支撑辊轴承大多采用油气润滑。轧机轴承的工况条件有如下几个突出特点：一是轴承负荷大，轴承座内装配有四列圆锥滚子轴承或四列圆柱滚子轴承，整个轴承的直径和宽度相对较大；二是润滑部位点多面广，润滑困难。由于是串列轴承，存在多个摩擦副，辊颈处的密封也需要润滑，在供给润滑时应采取快速和渗透性强的方式并在轴承座内对润滑进行二次分配，既要求润滑剂能够快速地渗透到各个摩擦副，同时还要考虑以不同的润滑量分别供给轴承和辊颈密封；三是由于采用了工艺轧制液(乳化液等)，轴承座受到乳化液的冲刷，乳化液不可避免地侵入到轴承座危害轴承；四是由于工艺的需要，轧辊在每轧制2—3班后就必须更换。因此轧机轴承由于润滑不良而频繁损毁，严重时甚至使轴承座和轧辊报废，不仅导致很大的设备和停机损失，废品率提高，而且备件和维修费用也不堪重负，并长期污染环境。另外，由于润滑系统的干油或稀油的外泄对乳化液及乳化液系统等构成严重影响甚至缩短了乳化液的更换周期，并影响带钢表面质量等，这给冷轧生产带来了诸多困难和挑战。因此，在冷轧带钢生产中，传统的轧机轴承润滑方式如干油润滑、稀油润滑或油雾润滑已难以满足现代生产的需要，采用一种新型的润滑技术代替原有的润滑方式势在必行，目前油气润滑以它独有的优势在冷轧机组中逐渐得以推广。我唐钢冷轧薄板厂的酸轧轧机支撑辊轴承就是采用了油气润滑，使用效果较好，至今未出现过由于润滑不良而造成的烧损轴承情况。
　　1 油气润滑的基本原理
　　单相流体油和单相流体压缩空气混合后就形成了两相油气混合流，两相混合流中油和压缩空气并不真正融合，而是在压缩空气的流动作用下，带动润滑油沿管道内壁不断地螺旋状流动并形成一层连续油膜，最后以精细的连续油滴的方式喷到润滑点。也因此，在油气润滑系统中，总共有三种介质即油、气和油气混合气；对应的也就有三种介质管道及油管、气管和油气管。
　　在油气管中，油的流动速度和压缩空气的流动速度大相径庭，油的流动速度远远小于压缩空气流速，而从油气管中出来的油和压缩空气也是分离的，因此，压缩空气并没有被雾化这是油气润滑和油雾润滑的重大区别。换句话说，油气润滑和油雾润滑在流体的物理性质上有天壤之别。在油雾润滑中，油被雾化成0.5-2μm的雾粒，而且油和气两种流体的流速是相等的，而在油气润滑中，油是以连续油膜的方式被导入润滑点并在润滑点处以精细油滴的方式喷射出来的，如果拿一张白纸放在油气管出口处，会看到白纸上有星星点点的油滴。
　　在油气管道中，由于压缩空气饿作用，起初润滑油是以较大的颗粒呈间断状地粘附在管道内壁四周，当压缩空气快速流动时，油滴也随之低速缓慢移动并逐渐被压缩空气吹散、变薄，在将到达管道末端时，原先是间断地粘附在管壁四周的油滴已以波浪形油膜的形式连成一片，形成了连续油膜，被压缩空气以精细的连续油滴喷入润滑点。
　　2 油气润滑和传统润滑的比较
　　油气润滑被称为“气液两相流体冷却润滑技术”，是一种新型的润滑技术。它与传统的单相流体润滑技术相比，由于其成功地解决了干油润滑、稀油润滑和油雾润滑所无法克服的难题，因此它具有其他润滑方式无可比拟的优越性。油气润滑与传统润滑方式的技术特性比较分析：
　　2.1 润滑剂的利用率：干油润滑的大部分润滑剂会从轴承座的密封处排出，仅仅起填充及密封作用，并不能真正起润滑作用，浪费严重，其耗油量是油气润滑的20～100倍。稀油润滑的部分润滑剂从轴承座的密封处排出，真正起润滑作用的润滑剂不到2％，大部分润滑剂用于冷却作用，所有油品使用一段时间之后必须全部更换；由于漏损及使用一段时间之后油品须全部更换，因此实际耗油量是油气润滑的10—30倍。油雾润滑虽然仅有少量的润滑剂从轴承座排出，但因润滑剂粘度大小的不同而雾化率不同，对润滑剂的利用率也只有约60％或更低；其耗油量是油气润滑的10一12倍。而油气润滑由于耗油量极小，只有微量的润滑剂从轴承座排出，如果做成循环型系统，可实现零排放，其润滑剂100％被利用，其耗油量是干油润滑的1／20—1／100；是稀油润滑的1／10～1／30；是油雾润滑的1／10—1／12。
　　2.2 系统给油的准确性及调节能力：干油润滑和稀油润滑能实现定时定量给油，可以在一定范围内
　　对给油量进行调节。油雾润滑的加热温度、环境温度以及气压的变化和波动均会使给油量受到影响，不能实现定时定量给油，对给油量的调节能力极其有限。而油气润滑不仅可实现定时定量给油，而且可在极宽的范围内对给油量进行调节。
　　2.3 在恶劣工况下的适用性：干油润滑的轴承座内没有正压，外界脏物、水或有化学危害性的流体会侵入轴承座并危害轴承；不适用于对高速(或极低速)、重载、高温和轴承座易受外界侵蚀的场合。稀油润滑的轴承座内基本没有正压，外界脏物、水或有化学危害性的流体会侵入轴承座并危害轴承：虽可用于高速(或极低速)、重载场合，但对高温环境的适应性差，不适用于轴承座易受外界侵蚀的场合。油雾润滑的轴承座内的正压较小，在0．002Mpa以下，不足以阻止外界脏物、水或有化学危害性的流体侵入轴承座并危害轴承；在高速、高温和轴承座易受外界侵蚀的场合适用性差；不适用于重载场合。而油气润滑的轴承座内的正压较大，约0．03Mpa一0．08Mpa，可有效防止外界侵蚀；适用于高速(或极低速)、重载、高温和轴承座易受外界侵蚀的场合。
　　2.4 系统监控性能：干油润滑、稀油润滑和油雾润滑的监控性能较弱或一般；而油气润滑所有动作元件和流体均能实现自动监控。
　　2.5 轴承使崩寿命和投资收益：在轧机轴承润滑中，干油润滑和稀油润滑的轴承使用寿命较短或一般；投资收益一般，消耗大，成本高。油雾润滑的轴承使用寿命适中；投资效益较好。而油气润滑的轴承使用寿命很长；投资效益最优。
　　2.6 系统的环保性：干油润滑大量的油脂从轴承座中溢出并污染环境或其它介质(水、乳化液等)，使用过的干油处理困难且须花费一定费用，每次更换轴承时都要对轴承上粘附的厚厚的油脂进行清洗。稀油润滑的部分稀油从轴承座中溢出并污染环境或其它介质(水、乳化液等)。油雾润滑在雾化时有20％～50％的润滑剂通过排气进入外界空气中成为可吸入油雾，对人体有害并污染环境。而油气润滑的润滑油不会被雾化，也不和空气真正融合，油品利用率高，对外界污染极小。如果做成循环型系统，可实现零排放。
　　3 结语
　　综上所述，油气润滑油润滑和油雾润滑技术具有明显的优越性，同时一些冷轧厂的生产实践也证明了油气润滑技术在冷轧生产上的采用是成熟可靠、经济环保的，值得推广。由于采用油气润滑，不仅提高了轧辊轴承的使用寿命，降低了轴承的消耗和维修费用，而且提高了轧机设备的作业率。同时，润滑剂的消耗大幅度降低，既节约了成本，又减少了污染，还降低了水处理的费用。油气润滑作为新一代的高效节能润滑方式已经在世界范围内获得了越来越广泛。