自动润滑系统在浮选机上的应用及改进.pdf

doi:10. 16576/ j. cnki. 1007-4414. 2016. 03. 055 自动润滑系统在浮选机上的应用及改进 张玉强 (国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司,新疆 哈密 839000) 摘 要:浮选机的轴承设计为干油润滑,靠人工加油,每月加几次,针对工作效率低,设备加油不及时,导致浮选机因润 滑失效的故障率偏高的问题,提出整改措施,通过试验,达到了定时、定量加注润滑油,润滑点出现故障及时报警的要 求。 并实现了润滑系统的中控室远程监控。 关键词:硫酸钾;浮选机;自动润滑;电磁阀干结;定量给油 中图分类号:TD456 文献标志码:A 文章编号:1007-4414(2016)03-0152-04 Application and Improvement of Automatic Lubrication System in the Flotation Machine ZHANG Yu-qiang (SDIC XinJiang Luobupo Potash Co. , Ltd, Hami Xinjiang 839000, China) Abstract: The artificial oil lubrication of flotation machine bearing is performed several times a month, which would delay the lubrication with results in high failure rate of the flotation machine. For efficient operation of the machine, the rectification measures are proposed after experiments. The new system can lubricate machine at regular hours and in a fixed quantity and can give a real-time alarm when lubricating point is at failure, moreover, the central control room can remotely monitor the lu- brication system. Key words: potassium sulphate; flotation machine; automatic lubrication; electromagnetic valve stem; quantitatively oiling 0 引 言 国投罗钾硫酸钾厂主厂房有 80 台浮选机,是连 续运转设备,轴承润滑十分关键,原来采用人工手动 加油,确定为每 5 天加 1 次,每次每台浮选机加油 300 mL。 但人工加油,油量控制仅凭经验,实际状况 不佳,因轴承欠润滑导致设备故障经常发生,维护维 修费用也较大。 主要表现在以下几个方面: 人工加油的频次较低,一般加油的方法是 5 天加 1 次,每次加油时尽量多加,以便尽量减少加油 次数。 这种工作模式导致加油过量,造成浪费。 而使 用一段时间以后,又不能及时补充导致润滑不良。 设备润滑不良经常导致意外停机,不仅增加 维护、检修费用,还使企业产量减少。 导致生产成本 提高,利润降低。 人工加油时离浮选机旋转部件较近,存在安 全隐患。 干油油脂的管道输送、自动润滑,在钢厂连铸机、 烧结机、辊道等设备多有使用,已经取得了较好的效 果1。 为了减少设备故障,提高设备运转率,根据流 程特点和设备分布情况,我公司硫酸钾厂的 80 台浮 选机安装了三套自动润滑系统,负责浮选机轴承的自 动润滑,运行初期,设备出现了不能适应现场的情况, 经过针对性的改进,达到了使用要求。 目前已投用 1 年多,取得了显著的效果。 1 浮选机主厂房自动干油润滑系统布置概况 浮选机主厂房一共 80 台浮选机,软钾工序有 4 个系列,每个系列 7 台浮选机,氯化钾工序有 4 个系 列,每个系列 13 台浮选机。 根据浮选机的分布情况, 确定为氯化钾 1、2 系列 26 台浮选机配置一套自动润 滑系统;氯化钾 3、4 系列 26 台浮选机配置一套自动 润滑系统;软钾 1、2、3、4 系列 28 台浮选机配置一套 自动润滑系统。 图 1 是一套自动润滑系统的示意图, 包括控制柜、电动润滑泵站、电控分油箱、供油管路、 控制线路等3。 图 1 一套自动润滑系统 251 经验交流 2016 年第 3 期 (第 29 卷,总第 143 期)机械研究与应用 收稿日期:2016-04-27 作者简介:张玉强(1974-),男,河南杞县人,机电工程师,主要从事机电设备管理方面的工作。 浮选机厂房三套干油自动润滑系统通过光纤连 到硫酸钾厂主控室的监控电脑实现远程监控。 在控 制柜处安装声光报警器,当润滑系统发生严重故障 时,声光报警器及时提醒巡检员处理故障。 系统的信 号流通如图 2 所示。 图 2 系统的信号流通图 控制柜通过分油箱中的总线控制器读取每个分 油箱中各润滑点的给油量,网络接口和网线、光纤连 通到中控室的监控电脑,监控电脑通过网络连接监控 和控制 3 个润滑站的工作。 为了能使维修人员及时 发现润滑系统异常,控制柜上还安装了闪光报警器, 当闪光报警器发出报警时,提示润滑系统发生故障, 维护人员可以从触摸屏上查出是哪一个点发生故障 了2。 2 浮选机采用的自动干油润滑系统及改进 2. 1 给油电磁阀动作失效原因分析及解决 设备运行初期,发现时不时有很多给油电磁阀不 能动作。 打开电磁阀后,发现阀芯中间干结。 据润滑 系统生产厂家反映,自动润滑系统在钢厂烧结机上使 用时也偶尔出现阀芯干结现象,大家都认为是温度过 高导致润滑油变质,但是浮选机环境现场并不存在高 温,给油电磁阀处的温度不会超过 35 。 因而还得 重新寻找阀芯干结的真正原因。 从文献查找润滑脂的组成,发现润滑脂主要由稠 化剂、基础油、添加剂三部分组成。1一般润滑脂中 稠化剂含量约为 10% 20%,基础油含量约为 75% 90%,添加剂及填料的含量在 5% 以下。 这也就是 说润滑脂是由固体和液体部分组成,现场发现,电磁 阀阀芯和阀腔之间有很稀的液体油流出,如图 3。 分析给油电磁阀的结构,它是硬对硬的滑阀结 构,阀芯在阀腔中滑动,密封的地方靠阀芯和阀腔的 紧密配合,配合间隙在 10 m 左右,这个间隙虽然可 以挡住润滑脂的流动,但润滑脂的液体部分还是能从 间隙渗透过去,图 4 的情况就是从润滑脂中过滤出来 了“液体稀油”。 进一步分析,笔者认为管道中的余 压是加速过滤出“液体稀油”、剩下干结油脂块的因 素。 细缝、固液混合物、压力等因素构成一个“加压 过滤”的情景,细缝相当于滤布,油脂是固液混合物, 管道中保持的余压促使油脂快速分离。 液体部分的 稀油流失,剩下固体部分滞留在电磁阀中形成干结。 图 3 阀芯漏水样稀油 图 4 电磁阀阀芯中间干结照片 在没有缝隙的支油管和主油管中,虽然有高压存 在,却没有观察到润滑脂分离干结的现象,就进一步 证明以上关于“加压过滤”解释的合理性。 如图 5。 图 5 加压过滤是电磁阀干结的主要原因 钢厂中烧结机一般 20 60 min 润滑一次,虽然 主油管一直保压,但是由于加油频繁,不断有新鲜的 润滑脂补充过来,润滑脂还没有干结就又开始下一轮 加油,这是钢厂烧结机给油电磁阀没有发现大量干结 的主要原因。 而浮选机润滑系统设置为 7 天润滑一 次,这 7 天当中在给油电磁阀中时刻都不停的进行着 “加压过滤”进程,稀油不断流失,固体堆积过来,当 固体堆积造成的阻力大于电磁铁的推力,等到下一次 润滑时,电磁铁通电后电磁力不能打开电磁阀就不会 有新油补充过来,在下一个 7 天当中,这里堆积的更 结实,阀芯形成卡滞。 因此,虽然在钢厂烧结机能正 常运行,浮选机现场却经常出现给油电磁阀打不开的 故障。 根据干结的原因是“加压过滤”这个结论,避 免干结的方法采用系统不进行加油作业时,对主油管 进行泄压的处理方法,包括两个措施: (1) 在主油管和储油桶之间增加一个泄压阀,油 泵启动时关闭该阀,油泵停止时打开该阀,将主油管 的保持余压的油脂全部泄到油桶中。 (2) 加油间歇的 7 天时间中,虽然不启动油泵, 但是每隔一段时间依次做一下打开每个电磁阀阀芯 351 机械研究与应用2016 年第 3 期 (第 29 卷,总第 143 期) 经验交流 的动作,由于主油管已经泄压且不启动油泵,这个动 作是空动作,不加油,起到定时活动电磁阀阀芯避免 干结的作用。 2. 2 定量给油失准及解决 自动润滑系统最初采用两位两通电磁阀接在主 油管和润滑点之间,采用控制电磁阀的打开时间控制 润滑点的给油量,这种情况假设了润滑泵每秒钟的排 量固定,润滑泵没有溢流,主油管为刚体没有弹性,润 滑油为刚性流体不能被压缩。 如果油泵的排量为 x,mL/ s;某润滑点打开的时 间是 t,s;则该点的加油量 y=xt,mL。 实际上润滑泵的排量受到润滑泵能够吸入多少 润滑脂的影响,实际出油又受到溢流损失,而且由于 主油管的延长和主油管、润滑脂的弹性引起的惯性, 进入主油管起始端的润滑油并不等于主油管排出的 润滑油,按时间控制油量不仅不准确,甚至加油是否 成功也无法判断,不能发现润滑点的堵塞。 容积式流量计是直接计量流过流体容积的仪表, 不受流体粘度温度压力的影响,图 6 中 1、2、3、4 润滑 点的电磁阀共用一个容积式流量计,5、6、7、8 润滑点 的电磁阀共用一个容积式流量计。 图 6 “容积式流量计”连接“电磁通断阀”的润滑系统 1 8. 电磁阀 设计时,容积式流量计和对应电磁阀之间的管路 很短,可以按管路和润滑脂没有弹性分析,因电磁阀 是依次打开(即没有两个或超过两个电磁阀在同一 时刻同时打开的情况),所以可以认为流过容积式流 量计的流量就是流过紧接其后打开的那个电磁阀的 流量。 工作时,系统打开 1 号电磁阀,检测流过容积式 流量计 1 的流量,当该流量达到设定的 1 号润滑点的 加油量时,系统关闭 1 号电磁阀,然后打开 2 号电磁 阀,重新检测流过容积式流量计 1 的流量,当该流量 达到设定的 2 号润滑点的加油量时,系统关闭 2 号电 磁阀,然后打开 3 号电磁阀 以上控制流量的过程是个闭环过程,系统一方面 控制电磁阀的动作,一方面检测流量计的结果,并根 据流量计检测结果及时关断电磁阀,保证了润滑点加 油量的实时控制。 润滑点堵塞时,打开电磁阀却没有检测到流量, 系统就发出报警,并准确显示堵塞点位置。 但是,经 试验发现,油量控制却很不理想。 经常有润滑点加油 过量,有的设定加 5 mL 油,实际出油 20 L 左右。 分析发现,电磁阀的开通和关断需要零点几秒的 时间,而随着压力、油的粘度、管路长短的变化,电磁 阀从失电到关断流过的润滑油大不相同,由于这个油 量不能忽略不计,所以导致误差太大。 这种“容积式 流量计”连接“通断电磁阀”的结构形式只能适合加 油量很大,电磁阀关断延迟可以忽略不计的场合。 在干油润滑系统油压、油粘度、管路阻力变化大 的情矿下。 要想精确的控制油量,还需要进一步调 整。 以下是根据液压缸工作过程,借鉴设计的专用给 油器,液压缸的活塞杆每伸出和收回一次就有一腔对 应液压缸容积的液压油从换向阀的泄油口排到油箱 中,以下专用给油器相当于把液压缸缩小到一腔油只 有几升,并将换向阀的泄油口引出来接到润滑点,这 样,换向阀每动作一次就有一定容积的润滑油流到润 滑点。 下图的油流传感器相当于小液压缸。 弹簧在左边安装,电磁铁(图中未画出)在右边 安装。 图 7(b)是电磁铁无电时,给油器阀芯在右位 的情况,P 口和 A 口相通,B 口和 D 口相通,油流传感 器的柱塞(绿色)在油压的作用下运动到左极限位 置,油流传感器左腔的润滑脂从 D 口排出;图7