启东市开开冶金备件制造厂

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公司地址：江苏省启东市灵峰路8
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润滑系统介绍

油气润滑系统设计介绍

在机械设备中，两个作用对运动的零部件表面在工作时会产生摩擦。当然，摩擦有时也是有利的。例如，我们的祖先就是利用了摩擦的原理发明了火。我们的生活也离不开摩擦。如果没有鞋底和地面之间的摩擦，我们将寸步难移；没有轮胎和道路之间的摩擦，汽车将无法行驶，等等。但是在更多的情况下，摩擦是有害的，它是机械能损耗的罪魁祸首，其结果降低了机械的效率，而且还会造成零部件的磨损，缩短机械的使用寿命；另一方面，在摩擦发生过程中会产生热量，使两个作相对运动的物体表面温度升高，造成润滑油的粘度下降，这种结果严重的会导致润滑失效，磨损加剧。根据有关资料统计，世界上大约有三分之一的总能量是以各种不同的形式消耗于摩擦损失，因此，努力减少运动物体表面间的摩擦损失，降低温升对节约能源具有十分重大的意义。　　随着工业化程度的不断提高，传统的润滑技术已不能适应，油气润滑就是为了满足这一需要而发展起来的一门新兴技术，在发达国家已被广泛应用于众多的工业领域，并显示出越来越大的优越性。　　油气润滑作为一种先进的润滑方式最适合于恶劣工况——高温、重载、高速和极低速以及有水和脏物侵入的场合。在我国，油气润滑技术正以前所末有的速度得到推广应用，尤其是在冶金行业，如各类冷热轧机、连铸设备、矫直机、高速线材轧机和棒材轧机等，并取得了令世人瞩目的业绩，广受润滑工程师们的青睐。　　油气润滑还可应用于开式齿轮、行车轨道和链条的润滑以及铝板工艺润滑等等。　　本公司以起点高、创意新，为用户排忧解难为宗旨，以油气润滑技术为主攻方向，努力在油气润滑领域打造中国人自己的品牌。

油气润滑的应用实例

启东中冶润滑以提供适用于您各式各样机械设备的高效率、先进优质的润滑系统为主念，始终令您的机械设备维持着崭新的功能。

一、什么是油气润滑

　　油气润滑又被称为“气液两相流体冷却润滑技术”，压缩空气是润滑油的输送载体。如图7所示，在油气管道中，由于压缩空气的作用，起初，润滑油是以较大的颗粒粘附在管道内壁四周，当压缩空气高速向前流动时，油沿着管壁波浪形地朝着气流方向被输送，油滴逐渐被压缩空气吹散、变小和变得越来越扁平，互相之间的距离也越拉越长，经过约0.5米的管道长度后，原先是间断地粘附在管壁四周的油滴已连成一片，在管壁上形成了一层均匀的连续环状油膜，最后以与压缩空气分离的连续精细油流喷射到润滑点。在油气管道中，油和气的流动速度是不同的，油是沿着管壁流动的，它的流动速度约为2-5cm/s，而气是在管道中间流动的，它的流动速度可达50-80m/s。由于油和气的流动速度大相径庭，所以，油和气不是融合在一起的，从油气管道出来的油和气是分离的，这也是为什么油气润滑不会污染环境的原因。
　　润滑油如能以缓慢的、均匀的、微量的连续油流到达润滑点，这是最为理想的润滑方式，也能达到最佳的润滑效果，稀油润滑和干油润滑都无法实玑这样的润滑方式。油雾润滑虽然在这方面迈出了正确的一步，但由于它对使用的润滑油的粘度有限制，如油的粘度太高则必须对油进行加热，然而加热过的油会使空气温度升高。少量的油雾还会从轴承座外溢，进入大气，对环境造成污染。油雾输送的压力低，输送距离不宜过长，而且对管道的走向有一定的要求。它在轴承座内形成的过压只有油气润滑的十分之一，因此密封效果远没有油气润滑好。而油气润滑可以使用所有粘度等级的机械油，甚至能使用半流动干油，它不会对环境造成污染，输送距离长，对管道的走向布置没有限制，具有非常良好的冷却降温和密封作用，它在轴承座内形成的0.2-0.3bar的过压足以阻止冷却水和脏物进入轴承座。油气润滑的耗油量非常微小，只有干油润滑的几十分之一，油雾润滑的十分之一，能向润滑点连续输送润滑油，是目前所知的最先进的极微量润滑。
图8是油气润滑系统示意图。根据被润滑设备的润滑点的型式和数量确定润滑系统每小时的总耗油量和工作制度。接通电源，经压缩空气处理装置(4)处理过的压缩空气分两路，一路控制气动泵(1)，另一路进入油气混合块(3)。气动泵按事先设定的工作程序进行工作，把润滑油供送到递进式分配器(2)，润滑油经递进式分配器精确计量和分配后被输送到与气源相连接的油气混合块，并在油气混合块中与压缩空气混合形成油气流从油气出口输出进入油气分配器，经油气分配器分配后以多股极其精细的均匀的连续油气流喷射到润滑点。整个油气润滑系统的工作由PLC控制装置(5)控制。
　　图9是供油量Q、轴承温度T和轴承摩擦NR三者之间的关系曲线。从图中可以看出，当供油量增大到一定程度时，轴承温度呈下降趋势，在这条温度曲线的中部，轴承温度是最高的，因为此时的供油量还没有大到足以降低轴承温度的程度，相反，多余的液体摩擦会产生热量。随着供油量的增大，轴承摩擦也增大，但是，在这两条曲线的最低点恰恰是供油量非常小的时候。由此，我们可以明白，为什么油气润滑只需要极其微小的油量就能达到降低轴承温度和减少轴承摩擦的极佳效果。

　　　　　　　　　　　　　　图7　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图8

二、集中润滑系统应该具备的基本条件
1. 在运动的摩擦副之间形成具有一定承载能力的润滑油膜；
2. 降低轴承内部的温度，具有良好的冷却作用；
3. 实现小剂量、多次数的润滑方式；
4. 防止脏物和冷却水的侵入，具有良好的密封作用。
只有油气润滑能全部满足上述四个基本条件。

三、本公司油气润滑优势

1. 技术优势
● 润滑油可以以小剂量多次数的方式连续输送，使轴承终处于最佳的润滑状态
● 即使在速度很低时仍能形成具有一定承载能力的润滑油膜，增加润滑油膜的厚度，具有优良的减摩作用
● Jetsplit油气分配器入口的空气流速高，明显改善润滑效果
● 压缩空气能使轴承更好地散热，有利于轴承的冷却
● 由于轴承内部保持过压，能使轴承座具有良好的密封性能，能阴止脏物和冷却水的侵入
● 适用于高温、高速、极低速和重载的工况条件
● 油气输送距离长，油气管道的走向可任意布置
● 能使用高粘度的机械油甚至半流动干油，不需要对润滑油进行加热
● 有非常完善的对油气润滑系统的工作状况进行监控的手段
2. 经济优势
● 润滑剂的消耗量极其微小
● 润滑剂100%被利用
● 延长了摩擦副的使用寿命，大大降低了备件消耗和设备运行成本
● 减少了冷却水的处理费用
● 节能效果明显
3. 对环境友好
● 不产生油雾、不污染环境，有利于环境保护
● 避免了因干油外泄对设备运行环境和冷却水的污染
● 避免了对废干油处理这样一个难题

四、本公司油气润滑系统

本公司油气润滑系统主要由主站、Jetsplit油气分配器、PLC电气控制装置、连接管道和管道附件等组成，用于向润滑点供送油气流。在润滑点众多的场合，还可增加若干个卫星站来扩大油气流的供送范围，以满足大型设备的润滑需要，它尤其适用于高温、重载、高速、极低速以及有冷却水和脏物侵入润滑点的工况条件恶劣的场合，如连铸机、高速线材轧机和棒材轧机等。针对开式齿轮、行车轨道和链条，本公司还有不同类型的油气润滑系统与之相适应。 1. QHZ-C6A 油气润滑系统主站（见图10) 主要用于各类冷热轧机、连铸机、高速线材轧机和棒材轧机等大型设备的润滑，它是润滑油供给和分配、压缩空气处理、油气混合和油气流输出以及PLC电气控制的总成。主站采用两台气动泵，一台工作，一台备用，把润滑油供送到递进式分配器，它是油气润滑系统的润滑油的供应源。由气动泵供送的润滑油通过递进式分配器计量和分配后到达油气混合块，与压缩空气混合后形成油气流，通过油气管道进入Jetsplit油气分配器，最后经油气分配器分配后被喷射到润滑点。根据不同的使用场合，油气可实现一级或两级分配。压缩空气是连续供给的，而气动泵则是间歇工作。 ORT油气润滑系统具有完善的监控手段，当油箱液位低于最低液位、压缩空气压力低于压力开关的设定值、因气动泵或递进式分配器原因所引发的供油系统故障，电控装置都会发出报警信号。
2. Jetsplit油气分配器 Jetsplit油气分配器是一种新颖的油气流分配装置，由于其油气入口处的独特设计，使进入油气分配器的空气速度大大提高，这也正是油气润滑效果是否明显的关键所在。喷射到分配芯表面的油气流以中心圆的方式向四周均匀扩散，犹如一颗石子投入水中所形成的向四周扩散的波浪一样，使油气流能均匀地进入油气分配通道。油气分配器的出口是互为垂直的，这样，油气管道即可分布在两个互相平行的平面内，也可分布在两个互相垂直的平面内，更能适应现场的安装需要。图11是油气流从油气分配器入口入喷射的示意图；图12为具有4个油气出口的AJSV型Jetsplit油气分配器，这种油气分配器用于第一级油气分配；图13为具有5个油气出口的JSV型Jetsplit油气分配器，这种油气分配器用于第二级油气分配，把油气流供送至多个润滑点。 3. PLC电气控制装置 PLC电气控制装置(见图15）采用了西门子Simatic S7可编程模块，并配备了带有液晶显示器的操作面板。电控装置具有测试模式、就地模式、远程模式，并设有自检系统，当润滑系统一接通，电控系统就开始自检，检查各种信号是否正常。油气润滑系统既可在操作面板上进行就地启动，也可由受润滑设备的控制系统远程启动。整个装置的监控功能非常完善，当油箱液位低于最低液位、压缩空气的压力低于压力开关的设定值以及因气动泵或递进式分配器原因所引发的供油系统故障，电控装置都会发出故障报警信号。

五、油气润滑在连铸设备上的应用

　　连铸是将钢水浇铸成方坯、圆坯、方矩坯、异型坯和板坯等条形坯和板形坯，连铸设备涵盖了浇铸、成形、拉矫、切割、输送及冷却等多道工序。整个连铸设备主要是采用导向辊组对钢坯进行成形和输送，导向辊轴承的工作环境温度高，并要在重载状况下保持极低的转速，同时还会受到冷却水和氧化皮等杂物的侵入，因此，连铸设备的工况条件非常恶劣，可谓五毒俱全——高温、重载、极低速、水和氧化皮。目前，干油润滑在连铸设备中使用的比例依然很高，是旧的连铸设备采用的最普遍的润滑方式。但随着油气润滑技术的出现，正有越来越多的新建连铸设备采用了油气润滑技术，也有把旧的连铸设备的干油润滑改成油气润滑的，因为润滑工程师们已经意识到采用干油润滑的不良后果。
在连铸设备上，需要润滑的轴承很多很多。如振动台、二冷段和拉矫机的轴承，也可以仅仅是拉矫机轴承采用油气润滑系统。
对连铸设备的润滑系统应该是有要求的，它要能使用高粘度的润滑油，能对系统工作状况进行监控，能在轴承座内保持连续的正压，能在恶劣的工况条件下长时间不间断运行，能方便更换辊组等。由于油气润滑具有其它润滑方式所无法比拟的优点，并能充分满足连铸设备对润滑系统的要求，因此是连铸设备润滑的最佳选择。
图17是为出坯辊道和输送辊道油气分配示意图。
连铸设备采用干油润滑所带来的问题：
● 轴承运转不良，严重的会造成粘辊
● 在重载和极低速情况下轴承转动件之间难以形成一层薄薄的油膜
● 使用过的干油难以处理
● 从轴承座溢出的干油会对冷却水系统造成污染，增加水处理费用
● 脏物和冷却水容易侵入轴承，缩短轴承的使用寿命
● 高温下轴承座内的干油容易碳化，会引起供油管道和分配器的堵塞
与干油润滑相比，连铸设备采用油气润滑有如下收益：
● 润滑效果令人满意，大大延长了轴承的使用寿命
● 大大减少了因粘辊造成的辊子消耗
● 阻止脏物和冷却水对轴承的侵入，有利于轴承的密封
● 润滑剂的消耗量以及维护和运行成本大幅降低，拉坯阻力明显减小，节能降耗的效果明显
● 废干油的处理费用为零
● 消除了干油外溢对设备运行环境和冷却水造成的污染，水处理费用下降

六、链条润滑

链条的使用非常广泛，起着输送和传动作用，如自动生产流水线、自动扶梯等，在冶金设备中更是广泛应用。对链条进行润滑的目的是为了减少链条的磨损、降低链条运行时产生的噪音，延长链条的使用寿命。
链条的种类很多，有滚子链、板式链、悬挂链、齿形链以及各种异形链等。针对不同种类的链条，有不同的润滑方式，可采用泵和分配器组成的润滑系统用油刷对链条进行涂油润滑（见图18)，也可用脉冲泵对链销进行润滑（见图19）；另一种润滑方式，即利用油气润滑的原理对链条进行极其精细的喷射润滑（见图20），一台油气润滑站可同时对输送辊道上的几十根链条进行润滑，这种润滑方式尤其适用于传动速度较快的滚子链。

　　　　　　　图18　　　　　　　　　　　　　　　　图19　　　　　　　　　　　　　　　　　图20

七、油气润滑在高速线材轧机上的应用

高速线材轧机由于处在高速和高温的工况条件下，而且还要受到冷却水的影响，因此，如果润滑不良或润滑方式不对，轴承很容易损坏，既增加了备件和维修费用，而且还会因滚动导卫轴承损坏引起堆钢，使成材率下降。
高速线材扎机需要采用油气润滑的部位主要是滚动导卫、水平活套和立活套的轴承，尤其是滚动导卫轴承的润滑（见图21），主要应达到3个目的，那就是润滑、降温和密封。
在精轧机的最后机架上，滚动导卫轴承的线速度可高达150米／秒，其转速接近70000转／分。即使是线速度为100米／秒，其转速也要达到45000转／分。如此高的速度，如果用稀油润滑，轴承温度会升得很高；如果用干油润滑，干油会很快碳化；而油雾润滑由于压力较低，无法使油雾突破包裹在高速旋转的轴承外的气旋进入轴承。油气润滑由于压缩空气的压力较高，能突破包裹在高速旋转的轴承外的气旋把润滑油喷入轴承。
从图21可以看出，进入导心轴的油气流分两路向轴承喷射油气流。油气流进入轴承后，压缩空气从缝隙处溢出。由于压缩空气是连续的和不间断的，又在轴承中保持了一定的过压，因此能对轴承起密封作用，阻止了冷却水和脏物的进入。
由于轴承是高速旋转的，进入轴承的油气流在强烈的离心力的作用下，使润滑油得以在轴承中生成一层薄薄的油膜。
油气润滑的另一大作用是散热，流动的空气本身能带走轴承中的热量，再加上向轴承注入了适量的润滑油，使其周围所产生的热量大大降低，这是其它所有的润滑系统无法与之相比的。而且，由于提高了油气管道和轴承之间的空气压降(3bar-0.3bar），而空气压降的提高能改善冷却效果，因此油气润滑能明显降低轴承的温度，从而可以使轴承达到更高的转速，其dm·n值可高达1500000；而干油润滑，这个数值不会超过500000。
滚动导卫轴承由于无法采用密封，因此要使对导卫辊喷淋的冷却水不渗入轴承变得非常困难，稀油润滑、干油润滑或油雾润滑都不能满足这一要求，唯独油气润滑。由于油气润滑能使轴承座内保持一定的过压，因此能阻止冷却水进入轴承。但由于滚动导卫轴承没有密封，因此压缩空气从轴承座大量外溢时难免会带走少量的润滑油，因此，在这种情况下必须加大供油量，以满足滚动导卫轴承对润滑的需要。
图22 是高速线材轧机预精轧机和精轧机滚动导卫、立活套和水平活套的油气润滑系统示意图。

八、开式齿轮油气喷射润滑系统

　　开式齿轮油气喷射润滑系统由油气喷射润滑装置和喷嘴组成。油气喷射润滑装置（见图23）分上中下三个部分。上面部分为PLC电气控制部分，中间部分为压缩空气处理和油气流分配及输出，下面部分由油箱、气动泵（一个工作、一个备用）和油气混合块组成。从位于油气喷射润滑装置右侧的油气出口供出的油气混合物通过喷嘴喷射到齿轮上。
在对开式齿轮进行喷射润滑时，应把润滑剂喷射在驱动小齿轮的受负荷的齿面上，这样，当驱动小齿轮和大齿轮啮合时，会把润滑剂带到大齿轮的每个啮合面上。喷嘴安装时，要注意喷嘴的安装角度以及与被润滑面之间的距离，如图24所示。如齿面较宽，可把多个喷嘴并排安装在一起，两个相邻的喷嘴所喷射在齿面上的区域应有一小部分重叠，确保在齿面上没有润滑剂的喷射盲区（见图25）。由于采用了单质喷嘴，因此能对齿面进行连续喷射，而不是象双质喷嘴那样的瞬间断续喷射，所以能确保每一个齿面都能复盖一层均匀的精细的润滑剂。
喷射润滑系统能对压缩空气压力进行监控，一旦出现故障就会发出报警信号。

九、行车轨道润滑装置

对行车轨道进行润滑可减少车轮和轨道之间的磨损，节省备件及维修费用，降低行车的运行成本，延长车轮和轨道的使用寿命。由于减少了车轮和轨道之间的摩擦，因此可降低行车运行时产生的噪音。
行车轨道润滑装置（见图26）由上下两部分组成，上面部分是PLC电气控制部分，下面部分由气动泵、小型空气压缩机和压缩空气处理部分、油气混合块以及Jetsplit油气分配器等组成。考虑到行车的移动距离大，从现场的压缩空气网络引入气源困难，所以，本装置自带小型空气压缩机。
行车轨道润滑装置采用安装在油箱底部的气动泵供送润滑剂，油箱的容积为5升。泵是间歇工作的，由二位二通电磁阀控制。压缩空气一旦打开，驱动泵完成压油行程。压缩空气关闭后，在弹簧的作用下，活塞复位并完成吸油行程。泵的工作时间和间隔时间根据实际需要可进行调节。润滑剂可实现连续喷射，喷射间隔时间主要取决于行车的行驶距离。只有当行车运行时，润滑系统才会工作。
由泵供送的润滑剂在油气混合块里与压缩空气混合并形成油气混合物，然后进入具有4个油气出口的Jetsplit油气分配器。
在每根轨道的两侧各安装了两个喷嘴。经油气分配器均匀分配的油气混合物通过喷嘴以及其精细的颗粒喷射到轨道的两侧面（如图27所示），不会对环境造成污染。
应采用含固体成分的有较强的耐压性和附着力的润滑剂。本公司可配套提供这种专用润滑剂。
PLC电气控制部分主要是以距离控制的方式对行车轨道的润滑进行控制，也可以时间进行控制。借助于接近式开关的感应，当行车行驶一段距离后，二位二通电磁阀打开，润滑系统开始工作，润滑剂按设定的喷射时间被连续喷射到每根轨道的两侧。喷射结束后，润没系统停止工作直到下一个行车行驶的距离感应信号出现为止。
润滑系统是与行车的行驶联锁的，当行车停止运行时，润滑系统是不会工作。

十、油气工艺润滑系统

拉伸弯曲矫直机工作辊在工作过程中，由于辊子表面没有油膜，使铝板与辊子之间有粘着现象，造成划痕，影响了铝板的表面质量。为了解决这一问题，现采用向铝板上下表面喷射润滑油的方法。
本油气工艺润滑系统主要由主站、油气分配、喷嘴和PLC控制装置组成，向铝板上下表面定时定量地喷射润滑油。
图28是主站的图片。主站是润滑油的供给、压缩空气的处理、油气混合和油气流输出以及电气控制的总成。
主站由上下两部分组成。上部的前半部分是PLC电气控制装置，上部的后半部分是润滑油的供给部分、压缩空气处理和供给以及油气混合和输出部分。主站的下部是油箱。
由主站供送出来的油气流被输送到AJSV型油气分配器，通过这种油气分配器的一级分配后均匀地分成若干股油气流，每股油气流进入一个JSV型油气分配器，每个JSV型油气分配器可再把油气流均匀地分成若干股油气支流。
每股油气支流的末端接一个扁平喷嘴，油气流通过喷嘴喷射到铝板表面，喷嘴的数量视铝板的宽度可增减。从喷嘴喷射到铝板表面的润滑油喷射区域呈椭圆状，喷嘴的喷射角度、喷嘴和铝板表面的距离和喷嘴之间的横向距离都可进行调节。从喷嘴到铝板表面的距离一般为150到200mm，距离越远，喷射区域越大；喷嘴与铝板表面呈垂直喷射；喷嘴之间的横向距离应视喷射区域进行调节，应调节到两个相邻的喷射区域有小部分交叉复盖，以确保铝板表面没有喷射盲区。
喷嘴是一种宽角扁平喷嘴，喷射精细，喷射角度宽。它在安装调整时可以前后左右移动，便于调整喷嘴间的相对位置和喷嘴与铝板之间的距离，也可绕固定杆旋转，调整喷射角度。

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