稀油潤滑系統(tǒng)的溫度控制

辛 曄

（太原礦山機器集團有限公司 潤滑研究所，山西 太原 030032）

0 引言

稀油潤滑系統(tǒng)常用來向齒輪嚙合部位、軸承、滑動的導(dǎo)軌面等各種運動副的摩擦表面供送潤滑油，因其不可或缺的重要性而廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、化工、電力等行業(yè)中。潤滑油的作用是使各類機械減少摩擦，保護機械及加工件，起到潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封、緩沖和清洗雜質(zhì)等作用。

研究表明，潤滑油只有在特定的溫度范圍內(nèi)方能實現(xiàn)其正常的功能和特性（如黏度、密度、油性和極壓性等），潤滑效果最好。油溫太低時，黏度增大，不僅加重輸出泵的載荷，而且因為流動性變差，在影響潤滑效果的同時也不利于傳動機械部分的散熱，熱量持續(xù)積聚的結(jié)果又會直接影響到傳動機械的剛性和強度，迅速降低輸出泵和機械部分的使用壽命；油溫太高，油中的極性分子就不能牢固地垂直排列吸附在金屬表面，吸附能力降低，摩擦系數(shù)迅速增大，若不采取緊急措施，會使機械部分產(chǎn)生不可估量的損失。

在生產(chǎn)過程中，潤滑油的黏度會隨著溫度的變化而變化，因此有必要采取加熱和冷卻的方式將潤滑油的溫度控制在一定的范圍內(nèi)，使其潤滑性能和流動性都達到最佳。

1 稀油潤滑系統(tǒng)的組成及其加熱方式

本文分別以邢鋼精品線材工程預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)和中陽鋼廠高線預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)原理圖為例簡述兩種常用稀油潤滑系統(tǒng)的組成及其加熱方式。

1.1 邢鋼預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)及加熱方式

邢鋼預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)原理圖見圖1 。圖1 中的稀油潤滑系統(tǒng)主要由油箱、加熱器、螺桿泵裝置、排污齒輪泵、過濾器、壓力控制器、冷卻器、溫度控制器、氣動閥架和壓力罐組成。該稀油潤滑系統(tǒng)為雙油箱布置，一用一備。潤滑油經(jīng)由螺桿泵（也為一用一備）從油箱吸出，經(jīng)過雙筒過濾器和冷卻器輸送到設(shè)備潤滑點，對設(shè)備實施潤滑冷卻后再經(jīng)回油接管流回油箱，完成一個循環(huán)。壓力罐在其中起著穩(wěn)壓和發(fā)生停電等突發(fā)事故時對高速運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵設(shè)備提供瞬間保護的作用。

系統(tǒng)采用油箱加熱的方式，每臺油箱上設(shè)置有4kW的電加熱器12件。當(dāng)油箱溫度低于25℃時，需要啟動電加熱器，此時油泵不允許啟動；當(dāng)油箱溫度高于25℃時，允許油泵啟動，但不得對站外供油，電控柜顯示油箱油溫低故障信號。此時啟動油泵是為了進行系統(tǒng)自循環(huán)，以實現(xiàn)油箱內(nèi)油溫的均衡加熱，避免出現(xiàn)油箱內(nèi)油品局部過熱的現(xiàn)象。當(dāng)油箱溫度達到40℃時，電加熱器停止加熱，電控柜消除油箱油溫低故障信號，這時允許系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)后如果由于某種原因?qū)е掠拖溆蜏氐陀?5℃，則電加熱器自動啟動，對油品進行加熱，油溫升至55℃時高溫報警。為避免油品過熱，電加熱器采用間接加熱方式，即電加熱器外有帶翅片套管，套管內(nèi)充滿變壓器油，由被加熱的變壓器油實現(xiàn)油箱的加熱。

1.2 中鋼預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)

圖2 為中鋼預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)原理圖。圖2 中，稀油潤滑系統(tǒng)也為雙油箱布置，一用一備。與前者不同的是該系統(tǒng)沒有油箱加熱器而是采用管路在線加熱的方式，即在工作泵之外另設(shè)一套循環(huán)加熱系統(tǒng)，由螺桿泵裝置、筒式電加熱器和氣動三通閥3部分組成。螺桿泵裝置負(fù)責(zé)對系統(tǒng)潤滑油提供動力，筒式電加熱器負(fù)責(zé)對系統(tǒng)潤滑油進行加熱。電控柜上設(shè)有筒式加熱器啟停手動按鈕。正常工作時，當(dāng)油箱油溫降至35℃時，加熱泵得電工作，延時1min～3min，筒式加熱器得電開始加熱。在油箱上設(shè)溫度控制器，取4點對油箱油溫進行控制：①超高溫：油箱油溫升至該點時，油箱溫度超高，電控柜發(fā)出聲／光報警（電控柜設(shè)相應(yīng)的指示燈）；②高溫：油箱油溫升至該點時，加熱器斷電，延時1min～3min，加熱泵斷電；③低溫：油箱油溫降至該點時，加熱泵啟動、加熱器啟動、氣動三通閥上二位三通電磁閥得電；④超低溫：油箱油溫降至該點時，超低溫報警，主泵不得啟動。集流管上設(shè)溫度控制器1件，當(dāng)集流管油溫低于33℃時，氣動三通閥上二位三通電磁閥得電，系統(tǒng)進行小循環(huán)加熱，使泵吸油口到集流管之間的油溫快速升起；油溫大于33℃時，二位三通電磁閥失電，系統(tǒng)進行大循環(huán)加熱，使油箱內(nèi)的油液都流動起來，起到均勻加熱的作用。

圖1 邢鋼預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)原理圖

圖2 中鋼預(yù)精軋稀油潤滑系統(tǒng)原理圖

2 兩種加熱方式的分析比較

圖1 中油箱加熱的優(yōu)點是系統(tǒng)配置和電氣控制方式都比較簡單，但油箱制做相對復(fù)雜，同時由于是靜態(tài)加熱，加熱時間較長，油液在溫度達不到工作泵啟動條件下局部溫度升高容易導(dǎo)致油品局部碳化，縮短油液使用壽命；加熱時間長也縮短了加熱器的使用壽命。而圖2 中采用系統(tǒng)在線加熱的方式解決了上述缺點，但由于另外加了一套循環(huán)加熱系統(tǒng)，使得成本增加，電氣控制也相應(yīng)變得復(fù)雜?？墒侨绻塾诳刂品绞降姆€(wěn)定性、可靠性，著眼于能有效地對機械設(shè)備提供潤滑的同時又能延長油液的使用壽命，系統(tǒng)在線加熱的方式還是有它相對的優(yōu)越性。

3 稀油潤滑系統(tǒng)的冷卻

稀油潤滑系統(tǒng)出油溫度要求達到40℃±2℃，因此在系統(tǒng)中常設(shè)置板式冷卻器，采用循環(huán)冷卻水作為冷卻介質(zhì)，在油溫高時進行強制冷卻。圖1 和圖2 兩個稀油站水路上均采用自力式溫度調(diào)節(jié)閥作為溫度控制元件，該元件通過測溫探頭測量出口油溫，而后將信號傳給調(diào)節(jié)閥，通過比較來調(diào)節(jié)閥門的開啟度從而動態(tài)控制通過冷卻器的冷卻水流量，達到控制出油口油溫的目的。使用時溫度調(diào)節(jié)閥兩邊的蝶閥應(yīng)處于開啟狀態(tài)，關(guān)閉溫度控制閥的旁通截止閥，并確認(rèn)溫度控制閥的測溫探頭插入系統(tǒng)出油口處，則溫度調(diào)節(jié)閥投入運行。在調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障時，可以手動關(guān)閉其兩端蝶閥，打開旁通截止閥來調(diào)節(jié)水量，同樣可達到控制出口油溫的目的。

4 結(jié)束語

潤滑油的溫度對潤滑油的性能和機械的使用壽命都至關(guān)重要，采用安全有效的手段對稀油潤滑系統(tǒng)的油溫進行控制，不僅能使?jié)櫥阅艽蟠蟾纳?，合理利用和?jié)約能源，更延長了設(shè)備的使用壽命，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。