軋線液壓及潤滑系統漏油故障分析與處理

尚根鳳

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

經驗交流

軋線液壓及潤滑系統漏油故障分析與處理

尚根鳳

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

針對軋線液壓及潤滑系統出現的漏油、油耗大等問題，通過實施液壓油缸改造、管路優化，潤滑站密封件與密封方式優化改造、潤滑油回收利用等措施，解決了系統漏油故障，節油效果顯著，實現了設備的穩定節能運行。

軋線；液壓及潤滑；油缸；密封件

1 前言

萊鋼棒材廠中小型軋線液壓及潤滑系統主要包括粗軋潤滑站、軋區液壓站、中精軋稀油潤滑站和油氣潤滑站四大部分，液壓及潤滑系統的穩定順行是軋線正常生產的重要保障。由于長年的生產運行，部分軋線設備已達不到原設計精度，出現不同程度的泄漏及油脂消耗高等問題。同時由于生產戰線長、潤滑管路布置復雜、軋線設備結構緊湊等現狀，給設備的點檢維護帶來諸多不便。針對上述問題，通過對設備現狀及其原因分析，采取油膜軸承密封改造，液壓油缸及液壓、潤滑管路優化改造等措施，解決了軋線液壓及潤滑系統漏油及油耗高等一系列問題，節能效果顯著。

2 系統漏油故障分析

粗軋潤滑站油箱容積16 000 L，主要為粗軋懸臂機列及1#飛剪提供潤滑油，該潤滑站共分兩路：一路用于懸臂軋機、曲柄式飛剪的軸承及齒輪潤滑，工作油壓0.25 MPa；一路用于油膜軸承的潤滑及支撐，工作油壓0.6 MPa。軋區液壓站油箱容積1 500 L，主要為加熱爐出口側到16#軋機的所有裝置提供液壓動力源，系統設備均為電腦面板操作，配有多種位置及速度傳感信號。中精軋稀油站容積20 000 L，用于中精軋軋機所有軸承齒輪及2#～4#飛剪的潤滑，工作油壓0.3～0.6 MPa。油氣潤滑站包括導衛潤滑站（容積100 L）和水淬線輥道潤滑站（容積200 L），分別為導衛軸承和輥道軸承提供油氣潤滑。

2.1 粗軋潤滑系統

由于調整輥縫的需要，偏心套與箱體之間為間隙配合，此間隙通過密封將其與壓縮空氣隔開，設備運轉中油膜軸承油充滿偏心套與箱體間隙，在生產過程中，軋機產生的振動導致密封槽（箱體與偏心套之間）發生變化，加之惡劣的作業環境等原因，大大縮短了密封件的使用壽命，導致壓力油外泄。一旦發生泄漏，壓力油就會傳入氣道并毫無阻礙地排出箱體，并加速密封件的劣化甚至損壞。因密封材料采用丁腈橡膠密封，這種密封材質不耐受高溫，一旦發生粗軋堆鋼，輥環的熱量很容易傳導到密封件，縮短了密封件的使用壽命。

2.2 軋區液壓系統

軋線液壓管路大部分鋪設在油庫內，管道均為碳鋼材質，日常生產過程中容易受到軋線冷卻水的泄漏侵蝕，造成液壓管道銹蝕泄漏。軋機卡盤機架連接銷軸形式為液壓自動插拔，液壓缸桿即為連接銷，隨著長期的振動磨損，液壓缸桿表面出現損壞，進而導致油缸密封件損壞出現泄漏，影響液壓系統的穩定運行。

2.3 中精軋稀油潤滑系統

部分管路接近設計壽命，管道銹蝕嚴重，頻繁發生泄漏故障。個別軋機因齒輪箱換型更換等原因，造成進、回油管路與原設計參數不匹配，回油困難，致使軸封長期泄漏，短期內無法處理。

2.4 油氣潤滑系統

導衛潤滑站工作模式分為就地模式、遠程模式和測試模式。因潤滑站開停信號與軋機連鎖，系統在軋鋼時只能使用遠程模式或測試模式，若采用遠程模式運行，在長時間停軋再啟動時易發生導衛軸承燒損故障。為避免此類現象發生，只好采用測試模式運行，但此模式下運行會造成潤滑站的耗油量大幅上升。

3 改造方案

通過上述現狀及原因分析，確認造成軋線液壓及潤滑系統漏油故障的主要因素有：液壓設備老化磨損，密封材質不耐高溫，油膜軸承潤滑油密封效果差，潤滑系統主回油管路背壓高，泵站濾芯更換時需排油。結合故障分析，確定實施液壓及潤滑系統的設備、密封方式改造及管路優化等措施，以解決系統漏油及油耗高問題。

3.1 粗軋機列潤滑系統改造

針對粗軋機列潤滑系統運行現狀，通過修改油膜軸承的壓縮空氣通道、偏心法蘭改造、齒輪箱呼吸器改造、泄漏潤滑油回收利用等措施，可有效解決系統漏油、油耗高問題。粗軋機列油膜軸承潤滑示意圖見圖1。

圖1 粗軋機油膜軸承潤滑示意圖

1）修改壓縮空氣通道，避免油氣相串現象。原設計中，壓縮空氣與油膜軸承油腔只有一道密封隔離，一旦密封損壞、失去彈性，壓力油就會與壓縮空氣相串，壓縮空氣通過偏心法蘭的迷宮密封將油液帶出，導致泄漏。針對引起泄漏的主要原因，將壓縮空氣通道從原通道引至外部，再通過軟管引入偏心法蘭迷宮密封，使壓縮空氣與油膜軸承油徹底分離，避免油氣相串現象，徹底解決泄漏問題。

2）改造偏心法蘭，回收泄漏潤滑油。作業過程中隨著坯料在軋機中的交替，軋輥（包括齒輪軸）會出現微量位移。在徑向上出現向外側擴張位移（油膜軸承間隙和偏心套與箱體的間隙），在軋制方向上出現相對轉動（偏心套與箱體之間）。由于這些相對轉動的存在，導致密封效果較差，即使新裝的密封也會出現滲油現象。通過改造將偏心法蘭偏心套側的氣孔封閉，并銑出2 mm深的溝槽將其引入回油槽，利用偏心套原有氣道形成回油腔。當出現滲油或泄漏時，泄漏潤滑油會在法蘭的空腔內囤積，待油液充滿法蘭進入偏心套氣道時，通過偏心法蘭新加工的溝槽導入回油槽形成新的內循環，實現泄漏潤滑油的循環利用。

3）更換密封材質，提高裝配質量。將原丁腈橡膠密封改為氟膠密封，增強密封件的耐高溫沖擊性；同時強化密封尺寸，盡量減少尺寸偏差，提高裝配質量，延長潤滑油密封件的使用壽命。

4）改進偏心法蘭密封方式，提高密封質量。針對偏心法蘭菱形密封條密封線少的現狀，將菱形密封更改為X型密封。通過采用X型密封，增加了密封線（X型密封在密封溝槽中可以產生6條密封線），不僅能起到密封作用，還可采用擠壓的方法進行補償，杜絕大量漏油現象發生，改造后效果明顯。

5）主回油管路改造。將原回油管路通徑擴大，適當加大回油管路斜度，使回油管路暢通；合理調整進油壓力和潤滑油流量；同時實施齒輪箱呼吸器改造。在封閉的齒輪箱里，每一對齒輪相嚙合發出熱量，隨著運轉使減速箱內溫度逐漸升高，而齒輪箱箱體內容積不變，故箱體內壓力增加。因此齒輪箱設有呼吸器，以實現均壓?，F場調查發現，實際齒輪箱采用的呼吸器較小，無法實現箱體內與大氣壓的均衡。通過擴大呼吸器體積，并將其位置升高，改為煙囪式長管呼吸器，可增加抽力，產生“煙囪”效應，解決主回油管路背壓高的問題，效果明顯。

6）改進濾芯更換方法。更換過濾器濾芯時，在過濾器油液液面上部通入壓縮空氣，并在濾筒上連接排油管，使濾筒內油液在壓縮空氣作用下由濾筒下部排油口排出，并流回油箱。通過改造，降低了維修人員的勞動強度，提高了檢修效率；排油過程在密閉環境中自動完成，過濾器內殘留油液經過濾芯過濾后直接流回油箱，避免了泵站油液的污染與外排，降低了油耗，提高了系統運行穩定性。

3.2 軋區液壓系統改造

1）管道改造更換。為增強液壓管道的耐腐蝕能力，管道采用不銹鋼管取代碳鋼管；在管路鋪設中，創新采用氬弧焊打底焊接，減少焊渣形成；分段設計施工，管路中間采用法蘭連接，既縮短了施工難度，又方便管路清理；在液壓分支管路加裝球閥，實現主系統不停機狀態下的管道維修施工。

2）接口盤連接方式優化改造。將接口盤從機架內部改至外部，以人工連接取代液壓自動連接，便于日常點檢維修；將快速接頭改為標準旋裝接頭，增強連接強度，方便對接；在每個管路前加裝控制球閥，以利于接頭更換。

3）軋機卡盤機架軋輥平衡油缸改造。將平衡油缸從機架本體改為外接式，同時將平衡柱塞改為柱塞油缸，油液不再從機架內部供向平衡柱塞，而從自身油缸缸筒內向柱塞油缸供油，使平衡油缸與機架本身分離，不僅增大了油缸的抗震性，還可在不拆卸機架的狀態下單獨更換平衡油缸。改造后的柱塞油缸見圖2。

3.3 中精軋稀油站潤滑系統改造

利用軋機長時間停機，將銹蝕的碳鋼管更換為不銹鋼管；針對部分軋機齒輪箱的回油不暢問題，優化管路設計，增大管路通徑，增加通氣孔以降低齒輪箱內部正壓，并更換老化軸封。

TG333

B

1004-4620（2015）01-0063-02

2014-06-24

尚根鳳，女，1978年生，1997年畢業于山東科技大學機械設計及其自動化專業?，F為山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠工程師，從事機械工程及自動化技術工作。