高速纸机润滑油的选择与使用

2013-09-10徐正新

中国造纸 2013年7期

徐正新

(河南江河纸业股份有限公司，河南焦作，454950)

随着国内造纸装备技术的快速发展，国产造纸机车速越来越高，负载越来越大，相应地对为设备提供润滑保护的润滑油的各项性能提出了更高的要求。河南江河纸业股份有限公司多年来在高速纸机的改造、开发、应用方面积累了很多经验，对高速纸机的纸机系统和液压系统循环润滑油的选择、更换及常见问题上也有一些心得，现进行总结，希望能与各位同行分享。

1 纸机系统循环润滑油

纸机系统循环润滑油的使用设备包括烘缸轴承、导辊轴承、传动齿轮、减速机等。在循环润滑油的选择和使用过程中，要关注的重点是润滑油的黏度和性能，使用中则要注重日常检查和维护。

1.1 润滑油黏度的选择

纸机系统循环润滑油要根据使用部位不同的工况选用不同的黏度，见表1。

1.2 润滑油性能的要求

纸机系统的网部、压榨部和干燥部属于高湿或高温环境，对循环润滑油的选择要考虑到润滑油的抗氧化稳定性、分水能力、过滤性和极压抗磨性能。

1.2.1 抗氧化稳定性

纸机系统循环润滑油在使用过程中，受到纸机干燥部烘缸的热辐射、混入循环润滑油中的空气、因泄漏而进入循环润滑油中的纤维、水分及造纸化学品的影响，循环润滑油会逐渐产生氧化变质，生成油泥和酸性物质。如润滑油的抗氧化性不好，油泥的产生量就会加大，会在润滑油循环的各支管的弯头处积累并堵塞;还会沉积在热交换器上，使换热器对于循环润滑油的冷却效果不好，致使循环润滑油温度提高，加快循环润滑油的变质，并产生恶性循环;循环润滑油氧化酸性产物也会导致轴承腐蚀和润滑系统锈蚀。同时会在润滑油分配器的有机玻璃面板上形成附着物，致使巡视人员无法正确判断循环润滑油的供油量。因此，纸机系统循环润滑油必须要具有良好的抗热氧化能力。

表1 纸机系统不同部位循环润滑油黏度的选择

1.2.2 分水能力

纸机运行过程中，湿热空气会冷凝成水进入纸机系统循环润滑油中;油箱呼吸作用也会有部分冷凝水进入纸机系统循环润滑油中。进入纸机系统循环润滑油的水会导致润滑油的添加剂水解，加速润滑油变质，也会导致黑色金属腐蚀。因此，纸机系统循环润滑油必须要具有良好的分水性能。

1.2.3 过滤性能

传统的纸机循环润滑油过滤元件孔径一般在40～100 μm，目前已开始使用较细的过滤元件，其孔径为5～10 μm。使用效果表明，提高了所润滑轴承的寿命，减少了轴承的维修费用。如纸机系统循环润滑油黏度高、污染重，则在使用中易堵塞过滤器。因此，纸机系统循环润滑油必须要具有良好的过滤性能。

1.2.4 极压抗磨性能

纸机系统循环润滑油用来润滑大量的驱动齿轮和烘缸轴承，如果驱动齿轮润滑不好，异常的磨损使传动振动较大，导致轴承损坏。因此，纸机系统循环润滑油必须具有良好的极压抗磨性能。

现将Delima品牌的两种润滑油在实验室条件下的性能特点进行介绍 (见表2)，以便直观地了解纸机系统循环润滑油的选择方法。

1.3 日常维护

纸机运行过程中，烘缸、导辊的轴与轴承室之间有一定间隙，气罩内的相对湿度超过90%，这些高湿的热空气会很容易进入循环润滑油系统中，在温度降低的时候形成冷凝水。加上纸幅表面的辅料尘粒、纸毛等会随着纸机高速运转所产生的气流进入循环润滑油系统，破坏油膜的形成，对摩擦副产生不良影响。尤其是造纸辅料的尘粒，这些化工产品对循环润滑油中的功能性添加剂影响很大，破坏功能性添加剂的性能。由于循环润滑油系统本身配置有在线过滤装置，采用精度为10 μm的非活性吸附式滤芯就可达到去除杂质的目的，因此，纸毛、尘埃、金属磨粒比较容易清除。每次停机后，将循环润滑油静置1 h，就可打开排污口排水，效果很好。需要配置油水分离装置，每次开机之后，纸机运行正常时，启动油水分离器，运行一个循环，水和气就可被有效地清除。

1.4 日常巡视

日常巡视过程中，发现循环润滑油泄漏及时处理。当泄漏量为1滴/5 s时，循环润滑油的日损耗量是0.9 L;如果产生滴流，循环润滑油日损耗量将达到91 L，这不仅仅是浪费的问题，同时还污染了工作环境，使整台纸机周围的环境变差。对于多次处理后还出现循环润滑油泄漏的设备，要进行更换。另外，油箱上面的人孔盖，必须处于常闭状态。循环润滑油站内要做到设备表面及地面无油污。润滑油的使用本质上就是一个如何清洁使用的问题，换言之，能否使设备润滑良好，润滑油本身的性能只占30%，70%在使用者的观念。

1.5 过滤器滤芯的更换

设备使用车间要做一个记录，记录循环润滑油过滤器新滤芯装上之后的初始压差，压力损失在2天内会有一个快速上升的过程，然后稳定下来，记录下这时的压差，这之后的压力损失是缓慢上升的，可以维持几个月，当压力损失和泵的额定压力与工作压力之差有0.1 MPa时，即可更换。这也是选择循环润滑油过滤器滤芯可耐压强度的一个数据。

2 液压系统循环润滑油

液压系统循环润滑油为各液压系统所控制的执行元件提供压力能，并为系统内各种阀块、泵、执行元件提供润滑保护。液压系统循环润滑油的使用特点如表3所列。

2.1 液压系统循环润滑油的选择

造纸过程的液压系统都属于低压系统，在黏度选择上，可以不考虑系统负载，只需要考虑泵的最低吸入黏度和环境温度就可以了。摩擦件中没有铜、银这

些金属，为钢-钢摩擦。执行元件的金属之间有间隙，其摩擦为弹性密封元件和金属之间的摩擦。中原地区的昼夜温差不大，对油的黏度指数要求不高，造纸车间液压系统循环润滑油的工作油温不可能低于10℃，故对润滑油的低温性能要求不高。国产L-HM46#(—等品)润滑油适用于造纸过程所有的液压系统。靴压润滑油站选择稍高黏度润滑油的原因是因为它多了一个保护滑动摩擦副的动压润滑回路，有两种摩擦副，分别为铜-钢摩擦和钢-合成材料的摩擦，靴压润滑油站润滑油的选择，必须考虑润滑油中功能性添加剂与合成材料的相容性以及与铜的反应性，对于滑动摩擦副，较低的摩擦因数更适合。

表2 Delima品牌的2种润滑油在实验室条件下的性能特点

表3 液压系统循环润滑油的使用特点

2.2 日常维护

液压系统的密封性良好，外界颗粒污染物侵入的可能性较小，最大的污染源是外界的湿空气及内部摩擦产生的磨屑，采用精度5 μm的非活性吸附式滤芯就可有效地清除颗粒物，每月一次的真空脱水可有效清除所含水和气。在润滑油工作油温超过40℃时，滤油机的加热系统不必启用，只需将真空度调至－0.093 MPa即可。

2.3 工作温度

起导热作用的润滑油的工作温度低于160℃，国产润滑油L-QC320的闪点温度达到220℃，完全可以使用。

3 循环润滑油的更换

在造纸厂的实际工作中，对润滑油的更换多数比较随意，有的润滑油定期换，比如用1年或2年;有的润滑油是只补充不更换;有的润滑油是看颜色变化来确定是否更换。这些都不可取，润滑油使用时间的长短、颜色的变化都不能体现润滑油性能的变化。只有了解所使用润滑油的性能，才能知道该何时更换，多数润滑油的基础油相差不大，区别在于添加剂，润滑油性能的改变就是添加剂受外界因素影响生成了其他有害物质。

润滑油在使用过程中，受热、机械剪切等作用，以及磨损粉末、水分、灰尘等混入而逐渐变坏，使黏度、酸值、含水量上升，产生油泥，颜色变深，必须定期进行监测，按要求及时更换。通常测试润滑油的黏度、酸值、抗氧化性来体现润滑油性能的变化。

3.1 纸机系统循环润滑油的更换

纸机系统循环润滑油的更换要求见表4。

表4 纸机系统循环润滑油的更换

3.2 液压系统循环润滑油的更换

液压系统循环润滑油的更换要求见表5。

表5 液压系统循环润滑油的更换

4 润滑油循环系统的常见问题

4.1 油箱

在机械设计手册第三册中要求润滑油应在油箱中停留40～60 min，这个设计理念值得商榷。传统设计的油箱尺寸过大，四方形，死角太多，油箱中有很多的油不参与循环流动，所沉寂的水分、磨屑、杂质会反应产生一些酸性物质，对润滑油的品质产生影响，缩短润滑油的使用寿命，也对摩擦副产生不良影响，使设备使用寿命缩短。在2012年1月，本公司对一个润滑油箱清洗时发现底部油品已经发臭。在实际使用中，以润滑油在油箱中停留10～15 min来设计润滑油箱的容积比较合理，以圆锥体作为润滑油箱的几何外形，内置除气网和20 μm的回油过滤网，滤网内放置永久磁环，圆锥底安装排污口。这样的油箱设计有4个优点:①没有死角，润滑油可以在油箱中充分流动;②水分和杂质能汇聚成一点，容易排出，增加了润滑油的自清洁能力;③圆形比长方体坚固，材料的使用可相对薄一点;④润滑油的使用效率高，可以比长方体润滑油箱的体积小。

4.2 在线过滤器

滤芯的过滤面积选择不当，造成初始压力损失过大，使整个系统无法正常工作。实践经验表明，过滤面积每增加1倍，滤芯的使用寿命会增加2～4倍。所以，过滤器在选型时以初始压力损失0.05 MPa为宜，在这个基础上再增加1倍的过滤面积，这样就为以后的系统升级预留了空间，也降低了后期的维护费用。

4.3 回油支管

润滑油循环系统内各种回油支管一般采用不锈钢管中间加活结的方式，这种方式缺陷如下:①设备运行中产生的振动会使活结处经常出现渗漏;②无法有效观察回油情况;③回油支管两端固定，中间加活结，形成过盈配合，拆装不方便。生产实践发现，以400 mm长透明软管代替金属活结效果会很好。

4.4 压力调节阀

传统设计中，润滑油循环系统的压力调节阀一般装在热交换器之后，这种做法值得商榷。在润滑油循环系统中有过滤器和热交换器这2台重要设备，其清洗和更换的唯一指标就是压力损失。调节阀如装在热交换器之后，相当于全部润滑油都流经了这2台设备，如装在过滤器之前 (见图1)，则余量润滑油将不会通过这2台设备，相应地压力损失将会减少。

图1 纸机润滑油循环系统图

4.5 清洗方法

纸机系统循环润滑油大部分采用220#的润滑油，在运行一段时间之后，分配器的有机玻璃面板上会形成一层油泥，使巡视人员无法准确观察供油情况，热交换器压力损失会逐渐加大，热交换效果会变差。生产车间一般会拆开所有的分配器，用汽油清洗，这样做有机玻璃面板的螺纹及热交换器的密封容易损坏，且管路内的沉积物也清除不掉，冲洗液成本也很高。建议采用32#低黏度润滑油进行冲洗，在冲洗时以木棒敲击主管路，使流体产生紊流，一般4 h后分配器就能恢复如新。因为液体在管路中的流动是层流，越接近管壁的地方流动越慢，黏度越高流动越慢，所以黏度低则清洗效果好。应注意32#低黏度润滑油在冲洗之后要尽可能地排放干净，以免影响工作润滑油的黏度。