轧线液压及润滑系统漏油故障分析与处理.pdf

第3 7 卷 第 1 期 2 0 1 5 年 2 月 山 东 S h a n d o n g 冶 金 Me t a l l u r g y Vo 1 ． 3 7 No ． 1 F e b r u a r v 2 01 5 J L L 址 止 L L {经验 交 流 } 1 r1卞1 1 1 1卞1 1 轧线液压及润滑系统漏油故障分析与处理 尚 根 凤 山钢股份莱芜分公司 炼铁厂， 山东 莱芜 2 7 1 1 0 4 摘要 针对轧线液压及润滑系统出现的漏油、 油耗大等问题， 通过实施液压油缸改造、 管路优化， 润滑站密封件与密封方 式优化改造、 润滑油回收利用等措施， 解决了系统漏油故障， 节油效果显著， 实现了设备的稳定节能运行。 关键词 轧线； 液压及润滑； 油缸； 密封件 中图分类号 T G 3 3 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 4 6 2 0 2 0 1 5 0 1 0 0 6 3 0 2 1 前言 莱钢棒材厂中小型轧线液压及润滑系统主要包 括粗轧润滑站 、 轧区液压站 、 中精轧稀油润滑站和油 气润滑站 四大部分 ， 液压及润滑系统 的稳定顺行是 轧线正常生产的重要保障。由于长年的生产运行 ， 部分轧线设备 已达不到原设计精度 ， 出现不同程度 的泄漏及油脂 消耗高等 问题。同时由于生产战线 长 、 润滑管路布置复杂 、 轧线设备结构紧凑等现状 ， 给设备 的点检维护带来诸多不便。针对上述问题 ， 通过对设备现状及其原 因分析 ， 采取油膜轴承密封 改造 ， 液压油缸及液压 、 润滑管路 优化改造等措施 ， 解决了轧线液压及润滑系统漏油及油耗高等一系列 问题 ， 节能效果显著 。 2 系统漏油故障分析 粗轧润滑站油箱容积 1 6 0 0 0 L ， 主要 为粗轧悬 臂机列及 1 飞剪提供润滑油 ， 该润滑站共分两路 一 路用于悬臂轧机、 曲柄式飞剪的轴承及齿轮润滑， 工 作油压 0 ． 2 5 M P a ； 一路用于油膜轴承的润滑及支撑 ， 工作 油压 0 ． 6 MP a 。轧区液压站 油箱容积 1 5 0 0 L， 主要为加热炉出 口侧到 1 6 轧机 的所有装置提供液 压动力源 ， 系统设备均为电脑面板操作 ， 配有多种位 置及速度传感信号。中精轧稀油站容积2 0 0 0 0 L ， 用于中精轧轧机所有轴承齿轮及 飞剪的润滑 ， 工作油压 0 ． 3 ～ 0 ． 6 MP a 。油气润滑站包括导卫润滑 站 容积 1 0 0 L 和水淬线辊道润滑站 容积 2 0 0 L ， 分别为导卫轴承和辊道轴承提供油气润滑。 2 ． 1 粗轧润滑系统 由于调整辊缝的需要 ， 偏心套与箱体之间为间 隙配合， 此间隙通过密封将其与压缩空气隔开， 设备 收稿 日期 2 0 1 4 0 6 2 4 作者简介 尚根凤 ， 女 ， 1 9 7 8 年生 ， 1 9 9 7 年毕业 于山东科技大学机械 设计及其自动化专业。现为山钢股份莱芜分公司炼铁厂工程师， 从事机械工程及自动化技术工作。 运转中油膜轴承油充满偏心套与箱体间隙， 在生产 过程 中， 轧机产生的振动导致密封槽 箱体与偏心套 之间 发生变化 ， 加之恶劣的作业环境等原 因， 大大 缩短了密封件的使用寿命 ， 导致压力油外泄。一旦 发生泄漏 ， 压力油就会传入气道并毫无阻碍地排 出 箱体， 并加速密封件的劣化甚至损坏。因密封材料 采用丁腈橡胶密封 ， 这种密封材质不耐受高温 ， 一旦 发生粗轧堆钢， 辊环的热量很容易传导到密封件 ， 缩 短了密封件的使用寿命 。 2 ． 2 轧 区液压系统 轧线液压管路大部分铺设在油库 内， 管道均为 碳钢材质 ， 日常生产过程 中容易受到轧线冷却水的 泄漏侵蚀 ， 造成液压管道锈蚀泄漏。轧机卡盘机架 连接销轴形式为液压 自动插拔 ， 液压缸杆 即为连接 销， 随着长期的振动磨损 ， 液压缸杆表面出现损坏 ， 进而导致油缸密封件损坏出现泄漏， 影响液压系统 的稳定运行 。 2 ． 3中精轧稀油润滑系统 部分管路接近设计寿命 ， 管道锈蚀严重 ， 频繁发 生泄漏故障。个别轧机 因齿轮箱换型更换等原因 ， 造成进 、 回油管路与原设计参数不匹配 ， 回油困难 ， 致使轴封长期泄漏 ， 短期内无法处理。 2 ． 4 油气润滑系统 导卫润滑站工作模式分为就地模式 、 远程模式 和测试模式 。因润滑站开停信号与轧机连锁 ， 系统 在轧钢时只能使用远程模式或测试模式 ， 若采用远 程模式运行 ， 在长时 间停轧再启动时易发生导卫轴 承烧损故 障。为避免此类现象发生 ， 只好采用测试 模式运行 ， 但此模式下运行会造成润滑站的耗油量 大幅 E 升。 3 改造方案 通过上述现状及原 因分析 ， 确认造成轧线液压 及润滑系统漏油故 障的主要因素有 液压设备老化 磨损 ， 密封材质不耐高温， 油膜轴承润滑油密封效果 63 2 0 1 5 年 2 月 山东冶金 第 3 7 卷 差 ， 润滑系统主回油管路背压高， 泵站滤芯更换时需 排油 。结合故 障分析 ， 确定实施液压及润滑系统的 设备 、 密封方式改造及管路优化等措施， 以解决系统 漏油及油耗高问题。 3 ． 1 粗轧机列润滑系统改造 针对粗轧机列润滑系统运行现状 ， 通过修改油 膜轴承的压缩空气通道、 偏心法兰改造、 齿轮箱呼吸 器改造、 泄漏润滑油 回收利用等措施 ， 可有效解决系 统漏油、 油耗高 问题 。粗轧机列油膜轴承润滑示意 图 见图 1 图 1 粗轧机油膜轴承润滑示意图 1 修改压缩空气通道 ， 避免油气相串现象。原 设计中 ， 压缩空气与油膜轴承油腔只有一道密封隔 离， 一旦密封损坏 、 失去弹性 ， 压力油就会与压缩空 气相串 ， 压缩空气通过偏心法兰的迷宫密封将油液 带出， 导致泄漏。针对引起泄漏的主要原因， 将压缩 空气通道从原通道引至外部 ， 再通过软管引入偏心 法兰迷宫密封， 使压缩空气与油膜轴承油彻底分离， 避免油气相串现象 ， 彻底解决泄漏问题。 2 改造偏心法兰， 回收泄漏润滑油。作业过程 中随着坯料在轧机 中的交替 ， 轧辊 包括齿轮轴 会 出现微量位移。在径向上出现向外侧扩张位移 油 膜轴承间隙和偏心套与箱体的间隙 ， 在轧制方向上 出现相对转动 偏心套与箱体之间 。由于这些相对 转动的存在 ， 导致密封效果较差 ， 即使新装的密封也 会出现渗油现象。通过改造将偏心法兰偏心套侧的 气孔封闭 ， 并铣出2 m m深的沟槽将其引入回油槽 ， 利用偏心套原有气道形成回油腔。当出现渗油或泄 漏时 ， 泄漏润滑油会在法兰的空腔内囤积 ， 待油液充 满法兰进入偏心套气道时， 通过偏心法兰新加工的 沟槽导入回油槽形成新的内循环 ， 实现泄漏润滑油 的循环利用。 3 更换密封材质 ， 提高装配质量。将原丁腈橡 胶密封改为氟胶密封 ， 增强密封件的耐高温冲击性 ； 同时强化密封尺寸 ， 尽量减少尺寸偏差， 提高装配质 量， 延长润滑油密封件的使用寿命。 4 改进偏心法兰密封方式 ， 提高密封质量 。针 对偏心法兰菱形密封条密封线少 的现状 ， 将菱形密 封更改为 x型密封。通过采用 X型密封 ， 增加 了密 6 4 封线 x型 密封在 密封 沟槽 中可 以产生 6条密 封 线 ， 不仅能起到密封作用 ， 还可采用挤压的方法进 行补偿， 杜绝大量漏油现象发生 ， 改造后效果明显。 5 主回油管路改造。将原回油管路通径扩大 ， 适当加大 回油管路斜度 ， 使回油管路畅通 ； 合理调整 进油压力和润滑油流量 ； 同时实施齿轮箱呼吸器改 造 。在封闭的齿轮箱里 ， 每一对齿轮相啮合发出热 量， 随着运转使减速箱内温度逐渐升高 ， 而齿轮箱箱 体内容积不变 ， 故箱体 内压力增加。因此齿轮箱设 有呼吸器 ， 以实现均压。现场调查发现 ， 实际齿轮箱 采用的呼吸器较小 ， 无法实现箱体 内与大气压的均 衡。通过扩大呼吸器体积， 并将其位置升高 ， 改为烟 囱式长管呼吸器 ， 可增加抽力 ， 产生“ 烟 囱” 效应 ， 解 决主回油管路背压高的问题 ， 效果明显 。 6 改进滤芯更换方法 。更换过滤器滤芯时， 在 过滤器油液液面上部通人压缩空气 ， 并在滤筒上连 接排油管 ， 使滤筒内油液在压缩空气作用下由滤筒 下部排油 口排出， 并流回油箱。通过改造 ， 降低了维 修人员的劳动强度 ， 提高了检修效率； 排油过程在密 闭环境 中自动完成 ， 过滤器内残 留油液经过滤芯过 滤后直接流回油箱 ， 避免了泵站油液的污染与外排 ， 降低 了油耗 ， 提高了系统运行稳定性 。 3 ． 2 轧区液压系统改造 1 管道改造更换。为增强液压管道的耐腐蚀能 力 ， 管道采用不锈钢管取代碳钢管 ； 在管路铺设中， 创新采用氩弧焊打底焊接， 减少焊渣形成 ； 分段设计 施工 ， 管路 中间采用法兰连接 ， 既缩短了施工难度 ， 又方便管路清理 ； 在液压分支管路加装球阀， 实现主 系统不停机状态下的管道维修施工。 2 接口盘连接方式优化改造。将接 口盘从机架 内部改至外部， 以人工连接取代液压 自动连接， 便于 日常点检维修； 将快速接头改为标准旋装接头 ， 增强 连接强度 ， 方便对接 ； 在每个管路前加装控制球阀， 以利于接头更换。 3 轧机卡盘机架轧辊平衡油缸改造。将平衡油 缸从机架本体改为外接式 ， 同时将平衡柱塞改为柱 塞油缸 ， 油液不再从机架内部供向平衡柱塞， 而从 自 身油缸缸筒 内向柱塞油缸供油 ， 使平衡油缸与机架 本身分离 ， 不仅增大了油缸的抗震性 ， 还可在不拆卸 机架的状态下单独更换平衡油缸 。改造后的柱塞油 缸 见 图 2 。 3 ． 3 中精轧稀油站润滑系统改造 利用轧机长时间停机 ， 将锈蚀的碳钢管更换为 不锈钢管； 针对部分轧机齿轮箱的回油不畅问题 ， 优 化管路设计 ， 增大管路通径 。 增加通气孔以降低齿轮 箱内部正压 ， 并更换老化轴封。 下转第6 7 页 戴杨 用于复杂环境电涡流传感器的开发及应用 2 0 1 5 年第 1 期 用 ， 使 电路容易起振。忽略三极管V T 9 输 出电导的 影响， 并将 R1 0 归并到V 1 _ 7 的输入电导中， 可画出振 荡电路 y 参数的微变等效电路如图4 所示。回路L C 元件性质满足振荡器电路 的构成原则口 。 g Ⅲ 为 V 1 _ 7 的正 向转移 电导 ； g 为V T 7 的输入电导与R 1 0 归并值之和； g r 为 V T 7 的输出电导 、 其他和涡流损耗之和 。 图4 振荡电路Y参数的微变等效电路 厂 一 ． 振荡频率 2 4 L C 7； 反馈系数 F I ； 电压放大倍数 ，v o 一 ， 一 ； } g t g 环路增益 T A F g 詹 ， g I J 2 6 m s 。 晶体管结电容很小，l l g m 。当g T 改变时， 即受潮和小金属体影响时 ， 振荡线圈的Q值下降、 z 减小。可以利用晶体管反向A G C的函数关系 ， 通过 ∞自动增益控制改变 ， E ， 使环路增益趋于不变 ， 获 得幅值稳定的高频正弦波 自激振荡信号。 3 ． 3 ． 2 反馈 环控 制 电路 高频 自激振荡信号 ， 经检波二极管组成 的检波 电路 ， 并通过阻容低通滤波电路 上限截止频率为4 k H z ， 通频带为 0 ～4 k H z ， 去除高频信号成分 ， 检出 包络信号电平 。信号 电平通过反相 比较放大电路 低频放大 ， 对 自激振荡电路提供 自动增益 A G C电 压。当传感器振荡线圈受潮、 小铁件掉落在传感器 敏感头表面 ， 自激振荡信号的静态幅值将会发生改 变 ， 通过检波及滤波将电平信号送人反相比较放大 电路 低频放大 ， 启动 A G C电压 ， 调整可控 幅值振 荡器三极管 的放大倍数 ， 使 自激振荡信号幅值趋于 不变。当有机车轮缘通过传感器 电感线圈表面时， 产生 电涡流效应 ， 使高频 自激振荡信号幅值 突变 。 反相比较放大电路是低频放大器 ， 对突变的电压信 号放大倍数很低 ， 其 只对静态或缓慢变化的电压幅 值信号提供 A G C自动增益补偿 电平 ， 对突变的电压 幅值信号补偿很小。完成了对运动导体的检测 ， 补 偿静态导体对 幅值的影 响 ， 能在较短 的时间内 5 0 m s ， 实现下一次轮缘检测 ， 车速较快时， 不会漏检。 4 应用情况 在矿井大巷运输监督调度 系统 中的实际使用 和性能分析表明， 传感器灵敏度高 ， 信号采集准确 ， 抗 电磁场干扰能力强 ， 具有 良好 的温度特性和防潮 性能 ， 满足 了监 督调度系统 的要求 。根据 现场 测 试 ， 将 0 ． 5 m m铁片覆盖敏感头 ， 轮缘通过传感器能 检测正常工作信号 。在车轮掉道切断安装 的固定 螺丝， 传感器的撞击损坏率 1 2 个月 ， 减少了维护工作量 。针对有源型传 感器 的特点 ， 传感器 的信号输出采用标准形式 ， 其 准数字量输 出便于与计算机调度系统毗连 ， 是在用 矿车车轮缘信息采集方式 ， 并且可以与多种矿用监 控系统配套 。 参考 文献 [ 1 ] 韩江洪， 蒋建国， 方仁忠． K T 1 5 A 矿井机车运输监控系统[ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 1 9 9 7 ． [ 2 ] 商永泰． 矿井信集闭[ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 1 9 9 3 ． [ 3 ] 曾兴雯， 刘乃安， 陈健 ． 高频电路原理与分析[ M] ．3 版． 西安 西安 电子科技大学 出版社 ， 2 0 0 1 ． 上接第6 4 页 交导 5 图 2柱塞油缸改造结构 3 ． 4 油气润滑改造 取消导卫润滑站与轧机的连锁控制 ， 采用就地 模式取代原远程模式， 经测试 ， 完全满足导卫轴承润 滑要求 ， 润滑油消耗量得到较好控制。制定完善 岗 位操作指导书， 严格标准化操作 ， 确保油气润滑站运 行模式设在就地模式下 ， 避免非故障状态下使用测 试模式， 减少水淬线辊道润滑站的润滑油消耗。 4 实施效果 通过对轧线液压及润滑系统 的改造 ， 机组设备 更加趋于稳定节能运行 ， 系统设备故障率大幅降低 ， 油 消耗量 明显 减少 ， 维修人员 的劳动强度大幅降 低 。提高了整个轧线液压及润滑系统运行稳定性 ， 满足了轧线生产要求 ， 年综合经济效益显著。 6 7 ．、 0 芒 ～ 一 一