鋁帶、箔冷軋機組設(shè)備漏油分析與防治

肖磊，胡東方，胡清波

(1.河南科技大學(xué)，河南洛陽471000;2.中色科技股份有限公司，河南洛陽471039)

鋁帶、箔冷軋機組設(shè)備在生產(chǎn)過程中發(fā)生漏油是時有發(fā)生的事情，漏油不僅造成大量油品浪費、引起環(huán)境污染，還會導(dǎo)致設(shè)備故障、軋制產(chǎn)品質(zhì)量問題，進而影響生產(chǎn)率。導(dǎo)致漏油產(chǎn)生的因素很多，要解決設(shè)備漏油的難題，需要準確分析各類潤滑油的介質(zhì)特性，辨識機組設(shè)備可能的漏油點，進而從設(shè)備設(shè)計、維護和使用等方面采取對策以解決問題。

1 鋁帶冷軋機組主要潤滑油介質(zhì)特性

1.1 軋制油

冷軋機機組軋制基礎(chǔ)油為煤油，加入改善潤滑性能、抗泡沫、抗氧化的添加劑酯和醇等，具有較好的穩(wěn)定性。煤油介質(zhì)廣泛應(yīng)用于各種規(guī)格鋁帶、箔冷軋軋制過程，其主要作用是潤滑和冷卻，即在軋輥和帶材之間形成一層堅固的油膜，有效防止產(chǎn)生干摩擦、粘輥現(xiàn)象，提高帶材表面質(zhì)量，并帶走軋制過程中產(chǎn)生的大量熱量，冷卻帶材和軋輥。為保證軋制油的性能，其粘度要比液壓油、稀油的粘度低很多。軋制油中如漏入過多的液壓油或齒輪潤滑油，會導(dǎo)致軋制油粘度偏大，軋制時容易打滑，且導(dǎo)致帶材退火后其表面留下油斑。因此，在軋機使用過程中應(yīng)盡可能避免發(fā)生此類情況。冷軋軋制油的閃點在70～120℃之間，軋制油漏油容易導(dǎo)致著火，也應(yīng)盡可能避免發(fā)生。

1.2 液壓油

軋機設(shè)備液壓缸常用介質(zhì)為N32號抗磨液壓油，密度 0.8g/cm3，運動粘度 29.8 ～ 35.2mm2/s，油液工作溫度35～55℃，油液要求清潔度NAS1638 7～9級，對于精度控制要求更高的壓上油缸及正負彎輥缸，油液清潔度要求更高需達NAS1638 5～6級。液壓系統(tǒng)在整個機組中主要起著能量傳遞、系統(tǒng)潤滑、防腐、防銹和冷卻的作用。

1.3 齒輪潤滑油

工業(yè)用極壓齒輪潤滑油具有極佳的耐熱及抗氧化穩(wěn)定性，在嚴苛的操作負荷下具有極佳的抗磨損性能，起到潤滑和冷卻的作用，實現(xiàn)齒面、軸承等的潤滑，同時，帶走潤滑件運動過程中所產(chǎn)生的熱量，從而達到降低溫度、保護潤滑件和延長其壽命的作用。因此廣泛應(yīng)用于普通軸承及抗磨軸承、重負荷工業(yè)齒輪組合的潤滑。

2 漏油點分析

機組流體相關(guān)設(shè)備可分為工藝潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、稀油潤滑系統(tǒng)及油氣潤滑系統(tǒng)。

(1)工藝潤滑系統(tǒng)。工作介質(zhì)主要是軋制油，用于軋輥的潤滑和冷卻以及控制軋輥輥形。泵站上主要漏油點有法蘭、密封、泵體、冷卻器、閥件、油箱、管路焊縫及接頭。板式過濾機上主要漏油點有焊縫、接頭、軟管、濾箱之間，另外中間管路也存在大量螺紋連接的接頭漏點;

(2)液壓系統(tǒng)。工作介質(zhì)為N32號抗磨液壓油，漏油點主要有高壓液壓系統(tǒng)、輔助液壓系統(tǒng)、彎輥平衡液壓系統(tǒng)、開卷對中系統(tǒng)等系統(tǒng)中的油箱、泵站、冷卻器、閥件、法蘭、管路焊縫及接頭、儀表、以及對應(yīng)的漲縮缸、回轉(zhuǎn)接頭、壓上油缸、普通標準液壓缸等;

(3)稀油潤滑系統(tǒng)。包括稀油站，用于軋機主傳動減速箱、開卷機減速箱、卷取機減速箱的冷卻和潤滑。工作介質(zhì)為N220－N320極壓齒輪工業(yè)潤滑油，漏油點主要有泵站、稀油管路、油流指示器;

(4)油氣潤滑系統(tǒng)。用于軋輥、入口展平輥、夾送輥下輥、板型輥、偏導(dǎo)輥、熨平輥等軸承的潤滑，主要漏油點有管路、接頭、軸承座密封等。圖1為油氣潤滑管路。

圖1 油氣潤滑管路Fig1 Oil-air lubrication system tubing

3 影響密封性能的因素分析

密封件是液壓缸、旋轉(zhuǎn)軸、液壓管路上不可或缺的元件，按功用分旋轉(zhuǎn)密封和液壓密封;按材質(zhì)分主要有聚氨酯液壓密封、橡膠密封、聚四氟乙烯密封等。影響密封性能的主要因素有以下幾點:

(1)運動速度。運動速度過低(＜0.03m/s)時，要考慮設(shè)備運行的平穩(wěn)性和是否出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象。運動速度過高(＞0.08m/s)時，其潤滑作用的油膜可能被破壞，油封得不到很好的潤滑而摩擦發(fā)熱，導(dǎo)致壽命大大降低。因此設(shè)計者在選用密封的時候，要結(jié)合其工作速度參考樣本選用合適的密封件;

(2)溫度。低溫和高溫都會影響密封件的性能。低溫會使橡膠材料變硬、變脆，金屬材料可能會收縮，因此易選用橡膠外包密封;高溫會使?jié)櫥拖募涌?，嚴重時造成潤滑不良，高溫場合需選硅橡膠或氟橡膠材料;

(3)壓力。在無壓力情況下，一般密封都能持續(xù)工作且保持很好的密封效果。在有壓力情況下，即使低的壓力，普通密封因受壓，摩擦產(chǎn)生熱積聚而快速損耗，此時應(yīng)選用耐壓油封，必要時，應(yīng)增加耐壓擋圈;

(4)潤滑。如果溫度和運動速度增加，密封與軸之間的潤滑油膜會變薄且被破壞。多數(shù)應(yīng)用場合，潤滑油到達油封前，油封區(qū)域會出現(xiàn)短暫的潤滑油稀少或無潤滑油，此種情況若持續(xù)時間較長，會導(dǎo)致油封損壞;

(5)密封介質(zhì)。應(yīng)選擇與密封介質(zhì)相容的密封材料，此外部分潤滑油添加劑也會影響密封件的性能。

4 設(shè)計、制造、使用過程中漏油問題的防治

設(shè)備漏油的原因很多，如設(shè)計選型不合理、使用了不合格的液壓密封、介質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)過多或污染嚴重、密封安裝不當、系統(tǒng)壓力過高、焊縫質(zhì)量差引起滲漏等。因此，在設(shè)計、制造、使用過程中要嚴格遵守機械設(shè)備各種設(shè)計、操作標準或規(guī)范，以確保機組的整體質(zhì)量。

4.1 采取措施減少振動

通常泵類零部件的振動較大，設(shè)計時應(yīng)盡量設(shè)計防振基礎(chǔ)，可有效降低泵的噪音和振動，延長泵的使用壽命。根據(jù)泵的安裝方式，安裝在基礎(chǔ)之上的可使用橡膠防振器，在泵機組底座下設(shè)置型鋼機座并采用錨固式連接，型鋼機座與橡膠防振器之間應(yīng)用螺栓(加設(shè)彈簧墊圈)固定;安裝在電機上的可采用進出口加防振接頭或防振軟管，可有效降振防噪。

4.2 密封件的設(shè)計選擇

系統(tǒng)漏油很大程度上是密封導(dǎo)致的，密封件選擇不當易導(dǎo)致密封失效，因此選擇合適的密封件是解決因密封問題導(dǎo)致系統(tǒng)漏油的關(guān)鍵。系統(tǒng)的工況不盡相同，需選擇正確的密封件類型，除考慮工況參數(shù)(如速度、溫度、系統(tǒng)壓力和使用介質(zhì))外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)負載循環(huán)、使用壽命、對密封性和低摩擦的要求以及密封件的性價比。

(1)根據(jù)密封腔體壓力，確定密封結(jié)構(gòu)采用平衡型或非平衡型，單端面或雙端面等;

(2)根據(jù)工作速度，確定采用旋轉(zhuǎn)式或靜止式，流體動壓式或非接觸型;

(3)根據(jù)溫度及流體性質(zhì)，確定摩擦副和輔助密封材料，并正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環(huán)保護系統(tǒng)等;

(4)根據(jù)安裝密封的有效空間，確定采用多彈簧、單彈簧或波形彈簧，內(nèi)裝式或外裝式;

(5)綜合工況的各種因素，選擇合適材質(zhì)的密封件。密封性能的優(yōu)劣很大程度上取決于密封材料的性能。目前，國內(nèi)外使用的密封材料主要有橡膠、塑料、復(fù)合材料、纖維和金屬等。冷軋機組工藝潤滑采用煤油基軋制油的，因煤油具有較強的硬化作用和滲透性，為了保證密封件的使用壽命和可靠性，故使用煤油介質(zhì)的密封件，如蝶閥、管接頭、法蘭等一般用耐煤油性能較好的丁腈橡膠、氟橡膠材質(zhì)，丁腈橡膠標識“NBR”，氟橡膠代號為“X7”，標識“VITON”。冷軋機組的高壓液壓系統(tǒng)中，油封和塵封件一般采用聚氨酯材料，其具有良好的機械性能、優(yōu)異的耐磨性能和極好的耐油性能。

4.3 密封件安裝

密封圈安裝時，如不慎被花鍵、螺紋劃傷就會造成漏油，因此，當密封圈需要通過花鍵、螺紋等有尖角部位時，應(yīng)使用引導(dǎo)工具，避開尖角部位。裝配時盡量不使用螺絲刀等工具，否則易劃傷工件及密封，還會使密封扭曲。裝配時還應(yīng)注意密封件方向的正確性，如果裝反，不僅起不到密封作用還會引起漏油。

4.4 焊縫

各類油箱體使用時大多放在地下室，安裝后檢修極為不便，因此油箱體焊縫防滲漏顯得極為重要。常用的滲漏檢測方法為:制造檢驗階段在箱體外側(cè)所有焊縫上刷白粉水，待干后在箱體內(nèi)部每10min刷上足夠量的煤油，連刷3次，最后一次刷完等待30min后觀察箱體焊縫外側(cè)有無滲漏，無油斑則為檢驗合格。其他部位的焊縫漏油現(xiàn)象相對較少，但質(zhì)量也應(yīng)嚴格把關(guān)。

4.5 配管

管路配置管夾應(yīng)按照壓力匹配選用，管路拐彎處應(yīng)設(shè)置管夾，其它配管要求應(yīng)嚴格按照國家標準執(zhí)行。通常，國內(nèi)設(shè)備的管路是布置在地溝內(nèi)，管路上接頭處的漏油不易及時發(fā)現(xiàn)。在空間允許情況下，可將管路設(shè)置在易觀察位置如懸在半空，這樣如有滲漏，容易發(fā)現(xiàn);或者除兩端連接以外中間管路均采用封閉形式，盡可能不設(shè)置管接頭，此種方法漏油點少，便于維修，對防治中間管路漏油效果明顯。

4.6 定期檢查更換油液，避免油液污染

液壓油理論上使用1000h后應(yīng)進行更換。因為油液超長過期使用，會失去潤滑性能，且具有酸性，使油液中形成微小固體顆粒，加速相對滑動面的摩擦，劃傷密封件，從而引起漏油。實際使用時，應(yīng)定期檢測油液品質(zhì)，依據(jù)檢測結(jié)果確定油液更換周期。

4.7 定期檢修維護

后期的維護與保養(yǎng)，不僅可以延長設(shè)備使用壽命還可有效減少設(shè)備漏油。密封件在長期使用后磨損導(dǎo)致密封失效，轉(zhuǎn)軸和套之間長期磨損后間隙增大導(dǎo)致密封失效，及時更換與維修能夠極大地避免漏油隱患。

此外設(shè)計時，還可在工件上設(shè)置回油槽、回油孔、擋板等疏導(dǎo)方法來防治漏油。如開卷、卷取齒輪箱，其上軸承采用稀油潤滑方式，因軸承在高速運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生大量熱量，稀油潤滑需要的流量也很大，往往在軸承座底部開回油槽，便于潤滑油能快速帶走熱量?；赜筒垡坏┗赜筒粫?，內(nèi)部形成一定壓力油液就會從軸承端蓋部位滲漏出來。

5 結(jié)束語

冷軋機組設(shè)備漏油的原因很多，可依據(jù)本文上述分析思路，針對不同機組，認真分析研究，找出漏油原因及主要漏油點，從設(shè)計、制造、使用和維護等多方面進行根治，一般都能很好地解決設(shè)備漏油問題，從而提高軋機設(shè)備的生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。

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［2］牛云波.設(shè)備液壓系統(tǒng)漏油的防治［J］.設(shè)備管理與維修，2007，(1):55－56.

［3］液壓密封和旋轉(zhuǎn)密封.愛力液壓密封樣本.

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