劉 楚

(馬鋼股份公司第四鋼軋總廠，安徽 馬鞍山 243000)

0 前言

稀油集中潤滑系統(tǒng)由于其可保證數(shù)量眾多、分布較廣的潤滑點及時得到潤滑、降低摩擦點的溫度、帶走摩擦表面的金屬磨粒等機械雜質(zhì)并沖洗干凈、降低設(shè)備磨損、延長設(shè)備使用壽命等諸多優(yōu)點而被煉鋼廠廣泛采用。而稀油集中潤滑系統(tǒng)油液的污染問題對潤滑性能影響很大，由于煉鋼廠內(nèi)環(huán)境惡劣，以及潤滑系統(tǒng)所采用的傳統(tǒng)過濾方式與過濾裝置的缺陷，造成了潤滑系統(tǒng)污染嚴重、潤滑質(zhì)量較差。因此，對潤滑系統(tǒng)過濾裝置的優(yōu)化改造勢在必行。

1 原有過濾裝置的問題

通常的過濾裝置主要是在潤滑系統(tǒng)的油箱中設(shè)置幾組磁性吸附裝置，磁性吸附裝置核心裝有多根采用強磁材料制成的磁棒，當油液流過磁棒時，油液中的細小鐵磁性物質(zhì)被吸附在磁棒上，然后由人工定期清理磁棒達到過濾的效果?，F(xiàn)場使用中主要存在以下問題:①磁棒只能吸附雜質(zhì)中的鐵磁性物質(zhì)，且磁力有限、吸附面積太小造成納污能力較差，過濾效果不理想;②由于磁棒置于油箱的中部，油液中的雜質(zhì)隨著油液進入系統(tǒng)循環(huán)后才能接觸到磁棒，過濾行程太長;③過濾裝置的拆卸和清洗較為復(fù)雜，尤其是磁棒的清洗難度更大。

2 過濾裝置的優(yōu)化設(shè)計與改造

針對原有過濾裝置存在的問題，并結(jié)合某廠的實際情況，對過濾裝置進行了優(yōu)化設(shè)計。首先，通過改變潤滑回路末端的回油方式，使油液與過濾裝置充分接觸，改善過濾效果。其次，采用新型的過濾裝置，增大磁吸附力，使鐵磁性物質(zhì)被充分吸收，并增設(shè)過濾網(wǎng)，將非磁性顆粒、雜質(zhì)進行過濾，使油液的清潔度進一步提高，延長油品使用周期。第三，新型的過濾裝置結(jié)構(gòu)，采用固定與活動兩部分的組合式結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場拆裝清理。

2.1 油箱的優(yōu)化設(shè)計改造

油箱的優(yōu)化設(shè)計改造是在保留原潤滑系統(tǒng)管路、油箱外形尺寸不變的前提下，對油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計改造。首先，為了提高過濾效率，使回到油箱的油液先經(jīng)過新型過濾器再進入油箱，通過對潤滑系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)流量、壓力、溫度、回油阻力等參數(shù)進行計算后，保證在不增加系統(tǒng)回油阻力的情況下，將新型過濾裝置安裝在系統(tǒng)回油管下離油箱頂部距離為550 mm處，如圖1所示。為避免回油管與新型過濾裝置干涉，將其插入長度定為400 mm，同時，為了減少回油沖擊和氣泡的產(chǎn)生，將回油管端面設(shè)計為45°斜角并在其端部管壁表面增加若干直徑為5 mm的小孔。其次，為了確保系統(tǒng)回油安全性，在油箱回油腔壁增加兩個矩形溢流孔，而為了方便油液的取樣檢測，在油箱中部還增加了取樣口。

圖1 油箱的優(yōu)化設(shè)計改造示意圖Fig.1 Schematic diagram of the optimized design for tank

2.2 新型過濾裝置的設(shè)計

通過對原有過濾裝置問題的分析，新型過濾裝置的設(shè)計主要從增大吸附和過濾能力與方便維護兩方面來考慮?，F(xiàn)有油箱頂部設(shè)有一尺寸為1 000 mm×1 000 mm的箱蓋，在不改變此種結(jié)構(gòu)與尺寸的情況下，同時考慮日后維護時，能夠便于將新型過濾裝置取出與裝入，確定其外形尺寸為960 mm×950 mm，位置位于箱蓋之下。新型過濾裝置由固定支架、活動支架及磁網(wǎng)一體化過濾器三部分組成，固定支架由支撐角鋼和兩塊鋼板焊接在油箱內(nèi)壁上，兩塊鋼板之間的開檔用于安裝活動支架;活動支架通過定位孔和定位銷與兩端的固定支架搭接;磁網(wǎng)一體化過濾器安裝在活動支架上，為了在活動支架表面盡可能多的安裝過濾器，經(jīng)過計算在活動支架表面設(shè)計預(yù)留4個直徑為φ350 mm的圓孔，用于磁網(wǎng)一體化過濾器的安裝，過濾器可以方便的從支架中取出。過濾裝置的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

圖3 過濾裝置結(jié)構(gòu)實物圖Fig.3 Physical image of the filter unit

2.3 新型磁網(wǎng)一體化過濾器設(shè)計

新型磁網(wǎng)一體化過濾器是新型過濾裝置的核心部分，將直接決定油液過濾效果的好壞。如前所述，為使過濾器在工作時能牢靠固定在活動支架上，同時又能方便取出清理，將過濾器設(shè)計為圓筒型提籃結(jié)構(gòu)，直接插入活動支架的圓孔中，過濾器上部直徑為φ400 mm的端蓋，可以直接搭接固定在活動支架的安裝孔上，端蓋上連接有金屬半圓環(huán)，維護人員站在油箱頂部就可以方便的取出過濾器，如圖3所示。

根據(jù)油品檢測報告，進入潤滑系統(tǒng)的雜質(zhì)主要成分為鐵磁性物質(zhì)和大顆粒的灰塵。鑒于此，新型磁網(wǎng)一體化過濾器設(shè)計為磁盤組件和籠式過濾網(wǎng)兩部分，如圖4、圖5所示。磁盤組件主要用于吸附油液中的鐵磁性物質(zhì)?；\式過濾網(wǎng)主要用于過濾磁盤無法吸附的大顆粒非金屬雜質(zhì)并且具有很強的納污能力，其由兩部分組成，一層是過濾精度為165 μm的金屬過濾網(wǎng)，第二層是由端蓋和大孔徑的金屬板網(wǎng)焊接而成的骨架，支撐金屬過濾網(wǎng)避免受油液沖擊變形;端蓋上開有3或4個直徑為φ90 mm的磁盤組件安裝孔，如圖6所示。

圖6 過濾器頂部示意圖Fig.6 Schematic sketch of the filter top

如前所述，原有過濾裝置中所采用的磁棒，其吸附面積太小、納污能力差也是造成吸附效果不理想的一個重要因素。因此，以增大磁性材料的表面積，使油液中的鐵磁性物質(zhì)有更多的幾率被吸附作為優(yōu)化點，將磁鐵設(shè)計為直徑φ80 mm厚度為20 mm的空心圓盤形狀，每個磁盤組件由5個磁盤組成，通過一根塑料材質(zhì)的連桿將磁盤間隔固定，這樣既可防止磁盤與連接桿之間的相互吸引干涉，又可方便磁盤從連接桿上取出，同時又減輕整個過濾器的重量。如圖7、圖8所示。磁盤組件的清洗頻率相對較高，為能方便的從過濾器中取出，將其頂部設(shè)計為30 mm×120 mm的鋼板條，安裝時可以穩(wěn)定的搭接在過濾器端蓋上直徑為φ90 mm的安裝孔上，可以不需要取出整個過濾器就能將磁盤組件拿出清洗。為了在過濾器有限的空間內(nèi)放置盡量多的磁盤，每個過濾器中設(shè)計容納3或4個磁盤組件，這樣整個過濾裝置共安裝了70～80個強磁性磁盤，大大增強了過濾裝置的吸附面積，對鐵磁性物質(zhì)的吸附效果明顯增強，如圖9所示。

圖9 磁盤組件的吸附效果明顯Fig.9 Obvious adsorption effect of the disk component

3 過濾裝置改造后的使用效果

新的過濾裝置投入使用后，過濾系統(tǒng)運行正常，功效顯著。通過專業(yè)油品檢測機構(gòu)對系統(tǒng)過濾后的油液進行檢測，系統(tǒng)油液清潔提高到NAS11級，大大高于潤滑系統(tǒng)原設(shè)計清潔等級的要求，如圖10所示。

圖10 過濾裝置改造前(左)、后(右)的使用效果對比Fig.10 Effect contrast of the filter before(left)and after the reformation(right)

從檢測數(shù)據(jù)上看，系統(tǒng)中Fe元素含量下降了近90%。新的過濾裝置投入運行后油液主要理化指標良好、系統(tǒng)潤滑效果大大改善、齒輪的磨損情況明顯降低。系統(tǒng)油液潤滑效果檢測見表1所示。系統(tǒng)油液主要理化指標、污染度檢測見表2所示。

表1 系統(tǒng)潤滑效果檢測Tab.1 Test results of the systematical lubrication effect

表2 油液理化指標、污染度檢測表Tab.2 Test results of physical chemical index and pollution load of the oil

過濾效果的提高直接延緩了油品的更換周期，一年可節(jié)省油品費用達50多萬元。油品質(zhì)量的提高，延長了減速機的使用壽命，使機械系統(tǒng)的停機時間大大減少，帶來了巨大的直接和間接經(jīng)濟效益。新的過濾裝置若從國外引進，其設(shè)備費用就需40多萬元，而經(jīng)過廠內(nèi)技術(shù)人員自主設(shè)計制造的新型磁網(wǎng)一體化過濾裝置僅花費了1萬元，大大節(jié)省了費用。

4 結(jié)論

通過對廠內(nèi)原有潤滑系統(tǒng)問題的分析研究，有針對性的進行了優(yōu)化設(shè)計改造，采用了新型的磁網(wǎng)一體化過濾裝置用于回油過濾，投入運行后過濾效果明顯提高，系統(tǒng)潤滑質(zhì)量大大改善，降低了油品損耗，延長了減速機齒輪的使用壽命，取得了可觀的經(jīng)濟效益。實踐證明，稀油集中潤滑系統(tǒng)回油過濾方式的改進，以及新型磁網(wǎng)一體化過濾裝置的應(yīng)用取得了良好的效果，達到了預(yù)期目的，為其它機械設(shè)備潤滑系統(tǒng)的改進提供了經(jīng)驗。

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