鍛造壓機(jī)雙線脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

□ 魏征宇

太原重工股份有限公司 技術(shù)中心 太原 030024

1 鍛造壓機(jī)工作特點(diǎn)

鍛造壓機(jī)的工作環(huán)境灰塵多、振動(dòng)大和溫度高，壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件以往復(fù)運(yùn)動(dòng)為主，其摩擦副運(yùn)動(dòng)速度很低（滑動(dòng)速度一般不超過(guò)0.5 m/s），周圍的溫度較高，密封與清潔條件很差。

2 雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)

雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)是由潤(rùn)滑泵、濾油器、換向閥、雙線分配器、壓差開關(guān)、控制器、管路附件組成，如圖1所示。雙線集中潤(rùn)滑系統(tǒng)供油主管路共有兩根，潤(rùn)滑泵向主管路Ⅰ提供壓力油，主管路Ⅰ的壓力上升，雙線分配器一側(cè)出油口向潤(rùn)滑點(diǎn)供油，當(dāng)主管路Ⅰ和主管路Ⅱ的壓力差達(dá)到換向閥設(shè)定值（3.5～24.5 MPa）時(shí)，換向閥換向，主管路Ⅰ卸荷，潤(rùn)滑泵向主管路Ⅱ供油，主管路Ⅱ的壓力上升，雙線分配器另一側(cè)出油口向潤(rùn)滑點(diǎn)供油，當(dāng)主管路Ⅱ和主管路Ⅰ的壓力差達(dá)到換向閥設(shè)定值時(shí)，換向閥換向，主管路Ⅱ卸荷，完成一個(gè)工作周期。

雙線式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）給油量可以根據(jù)需要連續(xù)調(diào)節(jié)；2）給油可靠。由潤(rùn)滑泵輸出的高壓潤(rùn)滑劑直接推動(dòng)分配器活塞向潤(rùn)滑點(diǎn)壓送潤(rùn)滑劑，只要潤(rùn)滑泵有足夠高的壓力，分配器即 可 動(dòng) 作 ；3）系統(tǒng)擴(kuò)展方便，系統(tǒng)安裝后增加或減少潤(rùn)滑點(diǎn)都很方便；4） 某些潤(rùn)滑點(diǎn)堵塞，不影響其它潤(rùn)滑點(diǎn)的供油，系統(tǒng)仍可正常工作；5）給油范圍大，點(diǎn)數(shù)多。公稱壓力40 MPa的系統(tǒng)可向半徑120 m、多達(dá)1 000個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)供送潤(rùn)滑脂［3-4］。

▲圖1 雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)

3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 根據(jù)工況條件確定潤(rùn)滑點(diǎn)的耗脂量

80 MN鍛造壓機(jī)潤(rùn)滑點(diǎn)的耗脂量見(jiàn)表1。

表1 80 MN鍛造壓機(jī)潤(rùn)滑點(diǎn)的耗脂量（每一個(gè)工作周期）

3.2 選擇潤(rùn)滑泵

BS-B電動(dòng)油脂潤(rùn)滑泵是雙柱塞高壓電動(dòng)潤(rùn)滑泵，主要由雙柱塞閥體和油罐組件組成，由交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)經(jīng)過(guò)擺線針輪減速后，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)偏心輪轉(zhuǎn)化為柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的過(guò)程，如圖2所示，BS-B電動(dòng)油脂潤(rùn)滑泵技術(shù)參數(shù)［5］見(jiàn)表2。

3.3 選定脂潤(rùn)滑泵在系統(tǒng)中的位置

根據(jù)設(shè)備潤(rùn)滑要求，選定潤(rùn)滑泵在系統(tǒng)中的最佳位置。一般應(yīng)遵循以下原則：1）泵站至系統(tǒng)末端距離越近越好，泵站盡可能接近系統(tǒng)中心；2）泵站工作環(huán)境不得有灰塵、雨水等雜物影響。

3.4 選擇分配器

▲圖2 BS-B電動(dòng)潤(rùn)滑泵

▲圖3 ZV-B型分配器

表2 BS-B電動(dòng)油脂潤(rùn)滑泵技術(shù)參數(shù)

雙線分配器ZV-B適用于雙線集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，它可以將潤(rùn)滑油脂定量地分配到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，ZV-B型分配器有 3 種排量規(guī)格供選擇：0.5、1.5、3.0 cm3，ZV-B型分配器如圖3所示。

3.5 確定最大輸送距離及管道內(nèi)徑

管道內(nèi)徑太小會(huì)使系統(tǒng)末端潤(rùn)滑脂量過(guò)小，管道內(nèi)徑太大會(huì)使?jié)櫥诠艿纼?nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能出現(xiàn)油脂未達(dá)到潤(rùn)滑點(diǎn)便老化的現(xiàn)象。雙線集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的最大輸送距離為：

式中：L為主管路長(zhǎng)度，m；P為潤(rùn)滑泵額定工作壓力，MPa；R為潤(rùn)滑脂在每米管道內(nèi)的流動(dòng)φ22 mm，對(duì)應(yīng)R取0.32 MPa/m。

3.6 確定系統(tǒng)的工作時(shí)間

系統(tǒng)給油工作時(shí)間驗(yàn)算：

式中：T為給油工作時(shí)間，min；Qc為系統(tǒng)中全部分配器控制活塞換向過(guò)程損失潤(rùn)滑脂量總和，ml；Qd為系統(tǒng)中全部分配器出油口排出潤(rùn)滑脂量總和，ml；Qe為主、支管道內(nèi)潤(rùn)滑脂壓縮量，一般取管內(nèi)容量的l.5%，對(duì)軟管則取管內(nèi)容量的10%，ml；Qp為潤(rùn)滑泵的給油量，ml/min。

則一次滿循環(huán)的工作時(shí)間為：

3.7 潤(rùn)滑脂在管內(nèi)的停留時(shí)間

一般潤(rùn)滑脂在管道內(nèi)的停留時(shí)間不超過(guò)4個(gè)月，以避免油脂老化。主管路油脂滯留時(shí)間為：

▲圖4 80MN鍛造壓機(jī)雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)原理圖

式中：t為實(shí)際工作天數(shù)；∑Q為系統(tǒng)中所有管道內(nèi)的總?cè)萘?，ml；Qa為每一個(gè)工作周期各潤(rùn)滑點(diǎn)的消耗量總和，ml/次；W為每天工作次數(shù)，次/d。

主管路油脂滯留時(shí)間為：

3.8 潤(rùn)滑脂的選擇

在選擇潤(rùn)滑脂時(shí)，以適用于機(jī)械的潤(rùn)滑為首，其次是使集中給脂裝置能順利的動(dòng)作，一般常用的有極壓鋰基潤(rùn)滑脂、極壓復(fù)合鋁基潤(rùn)滑脂等。80 MN鍛造壓機(jī)工作環(huán)境溫度較高，因此選用2#NLGL潤(rùn)滑脂［7］。

3.9 80 MN鍛造壓機(jī)雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的布置

80 MN鍛造壓機(jī)雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)布置如圖4所示，BS-B電動(dòng)油脂潤(rùn)滑泵組安裝在壓機(jī)旁邊的泵站內(nèi)，泵組包括了電動(dòng)泵、換向閥、過(guò)濾器、壓力表等裝置。主管路分為三部分：一是通向鍛造壓機(jī)上橫梁、潤(rùn)滑主缸和側(cè)缸；二是通向鍛造壓機(jī)活動(dòng)橫梁、潤(rùn)滑活動(dòng)橫梁上下部導(dǎo)向、主缸和側(cè)缸軸承頭、上砧夾緊裝置、回程缸上軸承頭，因?yàn)榛顒?dòng)橫梁為運(yùn)動(dòng)部件，所以管路中間接高壓軟管，安置在拖鏈中；三是通向鍛造壓機(jī)下橫梁（底座）、移動(dòng)工作臺(tái)和鋼錠升降回轉(zhuǎn)臺(tái)、潤(rùn)滑回程缸下軸承頭、移動(dòng)工作臺(tái)、鋼錠升降回轉(zhuǎn)臺(tái)。整臺(tái)設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)共計(jì)90個(gè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于科學(xué)合理地選擇雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑方式，80 MN鍛造壓機(jī)的潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大型化、高壓化、自動(dòng)化、集中化，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)踐證明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，潤(rùn)滑效果良好，經(jīng)過(guò)兩年多的使用，保障了主機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，收到了良好效果，本潤(rùn)滑系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1）雙線潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)完全能適應(yīng)大型鍛造壓機(jī)大量分散的、環(huán)境條件差的干油潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑。

2）泵站應(yīng)盡可能設(shè)置在安全且操作方便的位置，以免意外的損壞而妨礙系統(tǒng)的正常工作，同時(shí)便于加注油脂和檢修。

3）為了提高故障診斷的準(zhǔn)確性，縮短檢查時(shí)間，各分配器應(yīng)盡可能配置超壓指示器。

4）同一分配器所屬潤(rùn)滑點(diǎn)的補(bǔ)油量應(yīng)相近，以簡(jiǎn)化分配器出油口油量的選擇和系統(tǒng)循環(huán)時(shí)間的設(shè)定，避免潤(rùn)滑油和時(shí)間的浪費(fèi)。

5）管道和潤(rùn)滑元件及潤(rùn)滑油的清潔，對(duì)于防止管路堵塞和系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要。

良好的潤(rùn)滑是設(shè)備正常運(yùn)行的有力保證，隨著自動(dòng)化控制設(shè)備的不斷發(fā)展，潤(rùn)滑脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)也將不斷完善，逐步替代傳統(tǒng)的干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，以適應(yīng)對(duì)設(shè)備潤(rùn)滑發(fā)展的要求。

［1］ 沈鴻．12 000噸鍛造水壓機(jī)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980．

［2］ 俞新陸．液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．

［3］ 汪德濤．潤(rùn)滑技術(shù)手冊(cè)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998．

［4］ 張寶華，李晉東．淺談干油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)［J］．山西冶金，2008（1）.

［5］ 南京貝奇爾機(jī)械有限公司．重型機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)［Z］．2004．

［6］ 王成勇，楊惠君．與機(jī)械要求相匹配的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．潤(rùn)滑與密封，2006（2）．

［7］ 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．