当前位置
现代润滑技术在烧结法氧化铝熟料窑上的节能应用
作者:赵靖一    发布于:2015-06-30 10:51:19    文字:【】【】【
摘要:采用现代润滑技术和新材料对熟料窑的托轮轴瓦的润滑、传动大小齿轮润滑、传动齿箱润滑问题进行技术改造。经过运行跟踪监测,对熟料窑润滑系统做出鉴定,托轮轴瓦表面温度平均降低3℃,大小齿轮的齿面温度降低10℃以下。传动齿箱用油使用两年后通过检测仍在合格范围内,齿轮和轴承没有发现问题,传动窑身电机电流降低20A。通过对熟料窑系统传统润滑技术和润滑方法的改造,降低了磨损,实现节能降耗。
关键词:熟料窑;大小齿轮;托轮轴瓦;磨损;润滑;节能降耗
中国铝业山东分公司现有6台氧化铝熟料窑,结构:¢4.5*90米,四档承托,边缘传动。每台熟料窑共八组托轮组,16组轴承,一套大小齿轮组,一台减速箱。承担着生产氧化铝熟料的重要任务,是保障公司烧结法氧化铝生产任务的关键设备。2007年,熟料窑的年平均运转率已达93%以上,窑衬的使用寿命平均365天以上,在熟料窑的操作维护保养、运行检修管理等方面取得了较好的成绩和经验。目前,熟料窑系统的筒体裂纹、传动振动、打齿断轴、翻瓦碎瓦等现象仍有发生,尤其是大小齿轮、托轮组等因润滑效果不良,磨损现象严重,引发设备故障较多。设备本身及周围油水飞溅,时常发生润滑不良,现场环境污染严重等,表明熟料窑传动系统的润滑技术和方式等还存在较多问题。
1、润滑技术现状
1.1 熟料窑大齿轮润滑用油及方式
熟料窑大齿轮润滑方式是油浴式带油润滑,润滑材料夏季使用1500#气缸油,冬季使用680#汽缸油,夏季齿面温度高达:90~100℃,如图1,齿面不能形成良好油膜,因高温破坏油膜的形成,润滑剂不能承受高负荷而烧伤齿面,如图2,烧伤后
的齿面粗糙度加大,易引起传动系统振动,电流波动。大齿轮使用寿命8-15年,小齿轮使用寿命约3年;


1.2 托轮轴瓦润滑用油及方式
托轮轴瓦润滑用油为气缸油,夏季1500#,冬季680#汽缸油;润滑方式:油勺带油润滑,油膜形成不完整, 特别是夏季容易造成热瓦,加速了轴瓦磨损。资料统计:1#~6#熟料窑,2004年与机械传动有关的检修14台次,更换托轮瓦11件,其中翻瓦2次;2005年与机械传动有关的检修15台次,更换托轮瓦13件,其中断轴2次。2006年与机械传动有关的检修18台次,更换托轮轴瓦12件,其中断轴1次。
1.3 传动齿轮箱及润滑用油
齿轮箱为GLJ1700,高速轴转速960rpm,低速轴转速24rpm,电机功率315KW。润滑用油为CKC220中负荷润滑油,夏季温度:70℃,冬季温度:40℃,现场环境粉尘大,窑体辐射温度高。因检修时间短,齿轮箱换油不清洗油箱油路,齿轮油污染严重,如图3。平均每年有两台齿轮箱高速轴发生断轴,如图4。



2.1 存在的问题
2.1.1 选油不当,大小齿轮齿面形不成油膜,而齿轮周围甩的到处是油,夏季窑体表面温度高达220-180℃,加上环境温度高,齿轮因滴油易引起冒烟着火;大齿轮因点蚀、剥落、磨粒磨损,运行3~5年时齿面磨损已达0.3-1.2mm,严重的可达2mm以上,大小齿轮磨损起台啮合位置发生变化,运行过程中出现振动。熟料窑大齿轮平均寿命8~15年,小齿轮平均寿命3年左右。
2.1.2 托轮轴瓦润滑情况,托轮轴瓦的润滑方式为油勺带油润滑,使用汽缸油,汽缸油的倾点在18℃以上,油的粘温性差,在冬季时流动性变差,布油不均,伴随出现干摩擦;夏季高温时粘度变小,容易泄漏;当托轮轴表面温度在40℃以下油膜比较稳定,温度在45-50℃之间油膜极不稳定;大于50℃时出现非全膜润滑,伴随出现干摩擦,特别是现场环境存在高温和粉尘,造成轴瓦发热,磨损、轴起刺等现象。
2.1.3  齿轮箱及传动系统润滑油变质较快,油质污染,高速轴和轴承运行周期在3年以内,有的不足一年,寿命短。
2.1.4  现场大小齿轮、托轮组泄漏造成环境污染。
2.2  原因分析
2.2.1  开式大齿轮加工精度低,齿面粗糙,长时间处于低速、重载和连续运转的状态。因齿面承受极高的应力作用,开式齿轮通常处于混合摩擦状态,既有滚动摩擦又有滑动摩擦,使用汽缸油不能形成致密的油膜,使齿面出现烧伤、塑性变形,
大小齿轮甚至出现胶合抱死现象。
2.2.2  大齿轮传统的润滑方式为油池带油润滑,油池和大齿轮基本属于半封闭式,现场粉尘易吸附在大齿轮齿面上造成齿面的磨损,现场污染和浪费现象。
2.2.3  选油上存在问题,熟料窑现场出现高温、粉尘及水是不可避免的,托轮轴瓦使用气缸油,此油粘温性差,不耐水和粉尘,当温度高于50℃时油膜遭到破坏,出现混合摩擦。冬季汽缸油的凝点高,在低温时流动性差,布油难度大,同样出现混合摩擦。特别是油中进入粉尘,出现三体摩擦状态,轴起刺出现拉丝现象,油中进水油品乳化破坏了润滑油的油膜强度。
2.2.4  传动齿箱使用CKC220中负荷齿轮油且无过滤系统,熟料窑的高负荷,现场的高温、高粉尘致使油污染变质,污染后不能及时过滤,因污染颗粒为氧化铝成分,硬度高,加速了齿轮和轴承的磨损。
2.2.5  熟料窑系统的润滑用油没有进行磨损状态监测分析。整个系统的磨损趋势无法监控,特别是部件磨损无法控制,造成断齿、断轴、翻瓦事故。
2.2.6  润滑油就像人的血液一样,在设备运行中起着主导作用。设备选油应以设备的载荷、温度、环境、速度以及润滑方式等综合考虑。
2.3  润滑管理分析
熟料窑齿轮润滑效果不好,直接影响到齿轮齿面磨损加快、设备振动大,容易造成设备事故。做好大齿轮、托轮轴瓦、齿箱的润滑可避免设备事故发生。通过解决熟料窑大齿轮、托轮、齿箱等润滑问题,实现延长大齿轮、托轮、齿箱的使用寿命,降低企业生产成本,可实现节能降耗。
2.3.1 润滑方式的技术水平将直接影响到熟料窑的运行状况。熟料窑机械传动部分润滑的好坏,对熟料窑运转率、产能、维修费用等影响较大,采用现代设备润滑技术非常必要。
2.3.2  熟料窑传动部分润滑方式落后,特别是润滑用油的落后,润滑效果差,磨
损加剧,失效较快;齿轮振动,噪音大,运行不稳定,引起传动轴承载荷增加,造成轴承过早磨损失效;润滑油污染造成润滑油的大量浪费,维修费用的增加等。
2.3.3  作为公司的主体设备,设备润滑管理水平的高低和先进性,代表着公司设备管理水平。落后的设备润滑方式和润滑材料,影响着设备的稳定运行,用高新技术来改造传统的设备润滑方式是必然的发展趋势,通过改造,可以提高企业的设备管理水平,增强企业发展后劲,进一步挖掘设备产能,可以发挥设备更大的效能,是投资少、见效快的工程。基于目前熟料窑润滑存在的种种问题,对其实施技术改造,用一种更先进、更成熟、更经济的润滑方式核材料来代替它是非常必要的。
2.4 国内外润滑技术现状分析
2.4.1国内润滑技术在高端技术上发展迅速
2003年2月,在中国轴承工业协会召开的一次会议上,中国株州电机车研究所介绍“中华之星”高速机车牵引电机轴承(φ280mm)在重负荷5000rpm运行4万Km后,轴承滚道及滚子表面光洁如镜。他们使用的是Royal PurPlf UPG脂,油脂的高性能化、长寿命化、环保化、节能化,先进的油气润滑,可以提高轴承寿命3~6倍,甚至达30余倍。但是我国绝大多数企业不设专业润滑工程师,使得这项工作进展较慢,没有在国内大多企业开展。
2.4.2 国外在润滑管理上建立严格的管理制度
为企业取得巨大的经济效益,以润滑油是机器的血液为理念,从设备的选油、用油、监测都有严格的管理办法。如:日本新日铁钢厂的生产设备在润滑方面加强管理和合理选择用油,利用7年时间使公司全年轴承采购量减少50%,液压泵更换下降80%,润滑油消耗量减少83%,各种泵的大修减少90%,与润滑有关的设备失效减少90%,直接检修费用降低30%。
3. 解决问题的技术方法
针对以上存在的缺陷和弊端,我们提出对熟料窑的大小齿轮、托轮组、齿箱及传动
系统润滑技术进行研究改造。选用适合熟料窑大小齿轮润滑的润滑剂,对熟料窑系统大齿轮集中喷雾润滑,布油均匀,避免浪费,考虑到设备改造难度,也可采用油池润滑。对托轮轴瓦的润滑装置和润滑用油进行研究,降低轴瓦的磨损,避免翻瓦碎瓦事故的发生,达到明显的节电效果。对齿箱、传动轴及轴承的润滑技术进行研究改造,避免断轴,减少磨损,延长备件使用寿命。对熟料窑系统润滑用油进行跟踪监测,主要研究润滑用油中磨损颗粒成分及应对措施。
3.1大齿轮系统润滑研究
熟料窑开式齿轮传动的主要特征为:重载、低速、结构尺寸较大且齿面粗糙度较高,工作条件苛刻(如灰尘、高温、冲击载荷等)。它可以传递很高的力和力矩,因而齿面承受极高的应力作用;开式齿轮通常处于混合摩擦状态(启动、停机期间、剪切力过大、冲击载荷等),除在节圆位置为滚动摩擦之外,在其啮合的过程中还存在大量的滑动摩擦。因此,要想有效的润滑保护,延长齿轮使用寿命,减少备件损耗、停机损失,提高设备的作业稳定性,开式齿轮必须采用合适的润滑剂和合理的润滑方法。
3.1.1 大齿轮的润滑剂选用BESLUXCROWNH-3000开式齿轮润滑剂
BESLUXCROWNH-3000开式齿轮润滑剂是第一次在氧化铝熟料窑大齿轮上应用,此润滑材料的优点是适合高温、重载和冲击载荷、高粘附性强不易甩落,高的抗磨损和抗极压性能,油膜厚度强,防水防尘性好,含有一定比例的固体添加剂和EP(极压)添加剂,可以满足边界润滑和紧急润滑,良好的喷洒或流动性能,工作温度范围宽,适用于冬夏季,对外部环境(如粉尘、水等)的影响有一定程度的抗阻能力,对环境和操作人员没有危害。
3.1.2大齿轮的润滑剂油池的更换与清洗
3.1.2.1 对大小齿面状况、工况的齿顶隙、小齿轮轴承、轴承座等进行全面的检查,调整设计尺寸;
3.1.2.2 对油池系统和齿轮罩进行全面检查,密封齿轮罩,油池内清洗干净;
3.1.2.3 在确认各项工况均属正常的状况下,进行下一步润滑操作;
3.1.2.4 齿面涂底
a 先用清洁剂彻底清洗小齿轮和大齿轮的齿面,去除油渍和灰尘;
b 用硬刷或抹刀人工涂敷,为避免安装调试阶段造成齿面损伤,小齿轮和大齿轮的承载面应涂敷一层约1.5毫米的较厚润滑层,其余表面涂一薄层以防锈蚀;
c 当辅助传动装置转动时,检查实际接触图案,没有涂到润滑剂的部分均应重新涂敷。
3.1.3 大齿轮的润滑采用集中油雾润滑方式
3.1.3.1 油雾润滑系统的工作原理:由衡定气流为动力,将缓流润滑油击碎成雾状喷射粘附在齿轮表面上,形成均匀的油膜,以减少啮合部位摩擦、降低噪音,以达到润滑冷却的效果。油气润滑站为普通型单机系统,为适应低温作业,可对油泵输出压力进行调节。其工作压力主要由溢流阀设定,调节范围为0.8~4MPa,当油压系统的压力超过溢流阀调定值时,润滑油则返回油箱。油气润滑系统由两部分组成:润滑站和喷射装置。稀油站、空压机、电控箱以及气源件均封闭安装在柜体内,喷射装置单独一部分。
3.1.3.2 在安装喷射装置时,应使喷嘴与被润滑齿轮节圆距离在200±20mm范围内,与齿轮中心线成25-30°,安装时注意齿轮旋转方向,油雾应喷在齿轮啮合的接触面上(指与大齿轮接触的受力齿面),喷射装置安装在齿轮罩上,安装前应在齿罩便于喷射的最佳位置开孔,设计喷射器安装支架,将喷射部位伸入罩内,安装时注意密封,防止灰尘进入。
3.1.4 大齿轮齿面油池润滑方式
3.1.4.1 确认涂底润滑效果,载荷是否均布等;
3.1.4.2 加注润滑剂直至油位超过带油齿轮下部轮齿的齿全高或小齿轮的1/2齿
高;
3.1.4.3 磨合期间,由于磨合剂黏附于齿面,可能会产生油位降低现象,需将润滑剂补充至带油轮的齿轮全被覆盖为止;
3.1.4.4 磨合期间应密切关注油位的变化,测量油位过低应及时补充至上述要求的油位;
3.1.4.5 设备从低负荷开始启动,逐步加载;
3.1.4.6 密切关注齿面状态的变化,如有异常应立即采取应对措施,直至达到80%以上的接触面积且齿面粗糙度得到明显改善为止。
3.1.5 采用喷淋方式润滑开式齿轮,相比较油池润滑方式,优点是具有现场卫生(基本无泄漏)、油品消耗量易控制、避免齿面因污染杂质颗粒造成损伤、齿面油膜稳定等诸多好处。喷洒装置的性能好坏直接影响设备维护质量和润滑剂性能的发挥,所以基本的主要原件性能要有保证,质量好、性能保持稳定是关键。缺点是一次性投资大;故障点多;维护操作难点增加。
3.1.6改造后的齿面油膜致密,与齿面吸附紧密不甩落,齿面温度由原来的90℃以上降为58℃以下,传动系统的振动、噪音降低了。如图5



3.2托轮系统的润滑研究
   熟料窑的托轮润滑系统:主要研究对布油器、带油勺进行调整改造;选用适合托轮轴瓦的用油,达到减少磨损的目的。
3.2.1 改造方案
3.2.1.1 停窑后由将窑系统进行统一测量,修复托轮系统。
3.2.1.2 所有托轮检修换密封件,将托轮轴瓦、油池清洗干净,要求轴、瓦见金属光泽,恢复带油勺和油分配器,油分配器的油孔要均匀,要求油勺倒油要到位,分配器布油均匀,托轮轴承上盖观察孔要配齐盖严。
3.2.2调整托轮布油器
对熟料窑托轮轴瓦进行清洗,改造托轮布油器的油孔,对托轮系统的布油器、带油勺设计制作,采用里大外小,间距50mm,油孔:¢2、¢2.5、¢3、¢3.5、¢4mm依次递进,达到布油均匀,带油勺的直径¢60mm。
3.2.3托轮轴瓦润滑剂的选用
托轮轴瓦润滑剂选用HF托轮专用油,油中加有极压性强的油性添加剂,此油的粘度适合低速重载,轴表面形成良好的油膜强度,能够牢牢地吸附在摩擦表面上,并形成一种润滑油膜。这种油膜与零件的摩擦表面结合性很强,因而两个摩擦表面能够被润滑剂有效地隔开。零件接触表面的摩擦就变为润滑剂本身的分子间的摩擦,从而起到降低摩擦、磨损的作用。避免出现非全膜润滑,使轴、瓦的摩擦系数最小化。
3.2.4 使轴瓦的表面温度由原来的平均45℃降为40℃以下。因油中添加有复合添加剂,对轴表面的点蚀和拉丝进行修补;油中添加的有机钼对轴瓦表面起到抗极压作用,如图6。


3.3 传动齿箱润滑改造
 传动齿箱润滑油升级,润滑方式增加离心净油系统,对油中污染颗粒进行净化处理,达到油品的高清洁度。
3.3.1 齿轮箱选用润滑油
根据熟料窑的载重负荷、转速、环境、温度选择CKD320重负荷工业齿轮油。粘度大可增加油膜厚度,同时有一定的流动性,避免泄漏,减少磨损,既适合齿轮又适用于轴承的润滑材料。
3.3.2 齿轮箱清洗换油
  齿轮箱长期运行,齿面、筋板、箱体四面吸附大量油泥,底部既有污染颗粒又有水分。清洗方法:a人工清洗,停窑后,打开齿箱上盖,吊出各道齿轮进行清洗,齿轮箱底部及四面先用棉布擦拭,后用面团沾,检查油污全部清洗干净后,恢复上盖,在齿轮箱下壳体静密封处,先压生胶带后涂密封胶,不要让密封胶进入齿轮箱内,以免污染油,恢复上盖。b技术清洗,在停窑前3天将Step One 清洗剂5-10%加入齿轮箱油中,清洗剂对油中污染物进行清洗,用来实现自动清洗齿轮箱,在停窑高温时将带有清洗剂的润滑油放出,再加入同牌号的润滑油进行冲洗,加入量为原有油量的30%,清洗时应配套滤油机将污染颗粒过滤掉,清洗过程中跟踪监测油
样技术指标直至合格为止。c从上壳体加油孔中重新加入新油,高速轴及轴承预先加油,油位控制在低速轴的1-2个齿高。
3.3.3 齿箱润滑用油实施在线过滤方式
传动齿箱润滑油路中增加离心净油系统,对油中污染颗粒进行净化处理,达到油品的高清洁度,使系统油的清洁度控制在NAS12级内,降低齿轮箱油温,避免齿箱断轴现象发生。
3.3.3 运行后的油温降为45℃左右,换油后运行2年检测油质仍在合格范围内。
4. 控制污染的措施
4.1 贮存润滑油品的容器必须清洁、密闭,且不与铜、锡等易于促进润滑油氧化变质的金属接触。
4.2 油品加入齿轮箱前要进行过滤处理,保证清洁度控制在NAS12级内。
4.3 润滑油的使用状态监控,润滑油在使用过程中小齿轮、托轮轴瓦、齿箱及传动系统的润滑用油进行跟踪监测,特别是油中污染及磨损状态会逐步老化变质这是必然的规律。老化变质有两种情况:一种是正常的老化变质;另一种为因受水污染等异常因素的异常变质。进行润滑油使用状态监控,可及时掌握油品的技术状态,预防设备润滑事故发生,延长油品使用寿命。
5.结论: 
(1) 经济效益:大齿轮润滑系统运行可靠,齿面温度降低30℃,节约润滑油83.3%,由目前每月每窑消耗润滑油300kg降为50kg。大齿轮齿面减少磨损,延长大齿轮使用寿命,油膜均匀致密,避免摩擦,减少磨损,使用寿命可延长3倍以上。熟料窑传动电机电流节约电耗20%。
(2)社会效益:目前国内润滑油品紧俏,价格在不断上涨,社会各界人士都对能源问题非常关注,本技术投运后,可节约83.3%润滑油品,节电15-20%,是对社会的一大贡献,同时对公司深入开展节能减排工作起到巨大的推动作用。
(3) 环境效益:降低了工人劳动强度,提高了工作效率;减少油污染,保护环境,符合ISO14000国际环境体系标准。
              
秒速快三官网
2015年6月27日

公司技术总监兼总经理赵靖一,原在大型国有企业中国铝业山东分公司装备部从事设备管理20余年,专门从事设备润滑管理与研究10余年,目前是中国机械工程学会摩擦学分会教育培训委员会委员和全国润滑油液监测技术委员会委员,山东设备管理协会注册“设备润滑专家”。获得中国有色金属工业科学技术奖一等奖一项,二等奖三项,三等奖一项;获得中国机械工程学会2001-2006年度中国机械工程学会工作成果奖;获得国家专利一项。在国家核心期刊上发表论文20余篇。编写有适合企业需求的润滑培训教材50余万字。
脚注信息
版权所有 Copyright(C)2015-2016   淄博润滑技术与节能,润滑故障,现代设备润滑,老鹰润滑剂淄博代理——秒速快三官网