溢胜(上海)轴承有限公司

造纸厂选择润滑剂常见的误区

2015-06-11

黄德山
(杭州纸业新技术开发公司,浙江杭州 310004)
  摘 要:分析了目前国内纸厂选择和使用润滑剂时通常存在的6种误区和错误认识,及因此产生的一些造纸设备润滑缺陷和对经济效益的影响,提出了在纸厂特别是重要设备和中高速造纸机上使用高性能润滑剂的建议,并列举了改进润滑后取得的良好效果的案例,以供造纸厂生产线润滑系统改造时参考。
  关键词:黏度;抗磨性;抗乳化性;抗氧化性;清洁度
  0 引言
  目前,国内纸厂在选择润滑油时往往存在着一些误区。由于一般造纸工艺人员和设备管理人员对润滑的认识不足,导致润滑剂选择不当,造成设备润滑不良,浪费大量能源,增加备件消耗,经常停机换件,造成巨大的经济损失。国内的造纸机械研发人员在设计时往往只注重机械功能、结构、材料、强度等方面考虑,而对润滑重视不够。通常机械设备设计者并不对润滑提出要求,即使提出选择要求,也只规定润滑油的黏度,而不提出其他更重要的润滑性能参数,造成使用者选用润滑剂的困难。一旦润滑不良,纸厂每年将因此损失大量的利润,同时也使设计者和制造商经艰苦努力获得的成果不能获得良好的运转效果。
  1 误区分析[1]
  1.1选择润滑油时只考虑黏度而忽视抗磨性
  在滑动摩擦副中,要实现理想的液体润滑,黏度当然是非常重要的参数。但润滑油Z重要的作用是要降低摩擦系数和减少磨损,所以抗磨性就成了润滑油Z重要的性能之一。黏度表示润滑油内摩擦阻力的大小,并不表示润滑剂的抗磨性。
  常见润滑原理有以下7种[2]
  (1)动压润滑——通过旋转将润滑油带入摩擦表面;
  (2)静压润滑——通过高压供油设备将油打入摩擦表面;
  (3)动静压润滑——以上2种情况的结合;
  (4)边界润滑——从液体动压润滑过渡到接触之前的状态;
  (5)极压润滑——边界润滑的一种;
  (6)固体润滑——在摩擦面之间加入固体粉状物;
  (7)自润滑——摩擦副材料有润滑性。
  其中动、静压润滑是Z理想的状态,但机械设备Z普遍的状态是边界润滑,边界膜厚度通常为0.1μm。除了互相接触的没有任何介质的纯净摩擦表面和完全被润滑介质分隔开的摩擦表面的相互滑动以外,几乎各种摩擦副在相对运动时都存在着边界润滑状态。边界膜的润滑性能主要取决于摩擦表面的性质和润滑油中的油性添加剂、极压添加剂对金属摩擦表面形成的边界膜的结构形式,而与润滑油品的黏度关系不大。
  选择合适的黏度有利于实现滑动摩擦副的流体动压润滑状态,也可以降低动力消耗和防止磨料磨损。但在滑动摩擦副中,一旦破坏了流体动压润滑,也必须依靠边界润滑。在这种不稳定的边界润滑状态下,选择润滑剂时也应首先应考核润滑剂的抗磨性而非黏度。考核抗磨性Z方便的方法是进行参数比较,需要时也可进行试验测试。
  1.2润滑油的抗乳化性符合标准就可以
  对于润滑油的抗乳化性,GB/T7305要求:(40-37-3)30。目前出台的纸厂循环用润滑油(包括矿物油和合成油)专业标准也有相同规定。GB/T7305的规定对普通环境是可行的,但造纸厂的环境特点之一是高湿,难以避免水分进入润滑系统,这就要求润滑油具有良好的抗乳化性,当水分进入油中时应能很快分离出来,不与润滑油混合,形成稳定的乳化液。SKF的研究成果表明:在普通润滑油中如含1滴水,轴承寿命会降低48%;含3%的水分将使轴承寿命减少85%。水是普通润滑剂的大敌,润滑剂很容易因乳化而失去润滑性能,所以纸厂的润滑剂应有更高的抗水性。例如,纸机烘干部轴承、开式传动齿轮、网部轴承、压榨部轴承等部位都需要高抗水性的润滑剂。
  据美国北太平洋造纸厂统计,该厂1台长网纸机的网部,原来平均每年须更换8个轴承,改用抗水性好的润滑脂后一年半未更换1个轴承。美国弗累瑟纸业的5,6号长网造纸机的长网部和压榨部导辊原来每年更换8~24个轴承,换用抗水性好的润滑脂7个月,未更换1个轴承。
  1.3润滑油的抗氧化性符合标准就可以
  润滑油在没有被污染的情况下,抗氧化性是决定使用寿命的因素。通常,矿物润滑油的使用寿命为2000h(3个月),高温使用寿命仅1000h(1个半月),矿物润滑脂的使用寿命为500h(23天)。润滑剂寿命过短,会造成设备需要经常维护,而纸厂Z忌讳的就是停机,所以在纸厂,特别是纸机上建议使用长寿命的润滑剂。
  纸厂循环用矿物润滑油和复卷机液压油的使用寿命为2年,这是因为循环量非常大,每一滴油的工作时间很短,并且有冷却的过程,延长了使用寿命。
  1.4矿物润滑剂使用温度达到70~80℃也没有问题
  目前,纸厂中这样的认识非常普遍,但却是错误的。有关的润滑专著对此明确指出:运行温度提高8~10℃,润滑剂的氧化速度提高一倍。矿物润滑剂的运行温度应尽量控制在40℃左右,不宜太高。尽管润滑油的运行温度达到70℃时,有些设备仍可以正常运行,但是这还是要避免的,应尽可能把温度降下来。如果无法降低温度,就应考虑使用合成润滑剂。但目前的情况是,很多中高速纸机压榨部、压光机轴承温度都超过70℃,甚至达到90℃[3]。还有中高速造纸机的驱动齿轮箱、盘磨机、压力筛、热分散机、大型的水力碎浆机、水力洗草机、管式连蒸系统的螺旋喂料器、远红外装置的进气风机和排风机、摆线针轮减速机、蜗轮蜗杆传动、磨木机、打浆机、供水泵、浆泵、真空泵等设备的润滑剂运行温度都非常高[4]。运行温度过高不仅造成轴承、齿轮和润滑剂寿命的缩短,需要经常停机换件和维护,而且会浪费大量的能源,故应尽量把温度降下来。降低运行温度Z简单和根本的方法是换用具有高强度油膜的润滑剂,其次是采用冷却系统,但冷却系统只起到延长润滑剂使用寿命的作用,不能减少磨损。
  1.5为节约成本使用低质低价润滑剂
  为了降低成本,一些纸厂常常采购使用低价低质的润滑剂,这样会造成设备磨损过快、频繁停机维修、停机损失巨大、备件支出过多、能耗过高。实践证明,对于纸厂的设备,特别是中高速纸机,普通润滑剂的使用成本非常高。这些隐性的高成本会使纸厂每年损失5%~10%的利润,远远大于润滑剂的采购支出。著名机械故障专家HeinzBloch,P.E.的研究成果表明,设备运行总费用的比重可划分为:维修支出3.9%,购油支出0.08%,能耗支出96.2%。其中润滑剂的支出<1%,就算全部节省意义也不大。而且使用高性能合成润滑剂比使用矿物润滑剂可以节省1%~3%的能耗,大于高性能润滑剂的采购支出。如进行总成本核计,就会将低价低质油品带给企业的隐性高成本显露出来。
  纸厂要降低总的经营成本,应从节能降耗、减少停机、减少维修、减少备件支出等方面努力,采购使用低价低质的润滑剂的结果只会是提高自己的总经营成本,导致大量利润的损失。
  1.6不注重考核润滑油的清洁度
  许多纸厂在采购润滑油时,几乎不考核润滑油供应商所提供油品的清洁度。但实际上,润滑油的清洁度对于部件的寿命有相当大的影响。表1是一些部件的间隙数据。
  动态间隙尺寸如此微小,要保持设备寿命就需要关注所购用的润滑油中直径>4μm的固体颗粒的数量。润滑油中的杂质相当于一种磨料,能加速摩擦面的磨损,也是一种催化剂,会加速油的老化。将轴承润滑油的清洁度从ISO440620/17提高到13/10就能使轴承寿命延长400%,足以说明油料清洁度的重要性。统计表明,液压元件失效的80%归因于液压油污染,首先是液压油中的固体颗粒会直接冲蚀元件,造成液压元件磨损,其次是会发生淤塞现象,阻碍液压系统的正常运行等,因此考核液压油的清洁度对液压系统非常重要。
  现在,市场上的润滑油和液压油多采用铁桶包装这种润滑油尽管生产时的清洁度可能比较高,但用铁桶包装容易产生金属粒子污染,会大大降低清洁度,导致用户的设备使用寿命的下降。
  2 小结
  以上列举了纸厂在润滑上的一些常见误区,润滑剂选择正确与否对纸厂经济效益有直接的影响,所以应谨慎。
  参考文献:
  [1]汪久根,朱聘和,张雪峰,等.低噪声润滑脂的摩擦磨损特性分析[J].机电工程,2005,22(10):48-51.
  [2]胡帮喜.设备润滑基础[M].北京:冶金工业出版社,2002.
  [3]弗累瑟纸业.紫油突破Z优临界润滑[R].NewYork:Fraser纸业,2001.
  [4]陈克复.制浆造纸机械与设备[M].北京:中国轻工业出版社,2003.
来源:《轻工机械》2007年第5期