造纸过程中大量接触到水、高温、蒸汽、粉尘——这些条件对于最优质的润滑油都是一个挑战。除了根据机器和工况选择合适的润滑油之外,还要求工作人员进行正确的维护,方能避免机器受到损害,防止意外的停机事故。机器润滑和保养不良会影响产品质量,甚至发生事故。
图1. 集中润滑系统
成型部/网部(Forming Section)
纸浆进来后进入的是第一个工序阶段:成型部(Forming Section),或者称为网部,这个阶段,轴承接触到大量的水,轴承的润滑既有脂也有油,但是用润滑脂更为常见。在这个工序阶段,润滑脂不但起到润滑作用,而且有助于密封轴承,阻挡水分进入轴承内部。一般的规则是:轴承腔内部(bearing cavity)完全填满润滑脂,轴承座腔(housing cavity)则只填30%~50%的润滑脂,注意不要加注太多,会引起运行高温。轴承座的密封推荐使用迷宫式密封,并且把密封件里边也填满润滑脂,进一步加强密封作用。在选择润滑脂方面,应当选择配方里有腐蚀抑制作用的油品,防止金属表面被水和化学物质侵蚀,同时还要求油品的耐水性强,能够经受水的污染和冲刷。
有些造纸厂使用螺栓防护罩来阻止水分进入轴承,有些使用接触性密封(迷宫式密封属于非接触性密封件)。然而,防止机器受到水的妨害,关键还是要做好润滑系统的防水工作,确保工作人员做好防水、除水工作,有效地利用滤油机、真空除湿器、离心设备或者其它工具,把油里的水除掉。某些轴承、某些速度条件要求用油润滑,这种情况必须定期对油进行监测,检查里面的水,确保油的润滑性没有失效。
图2. 造纸机循环油润滑系统的基本结构 | ||
1. 吸入管过滤器Suction tube filter |
6. 压力控制阀Pressure control valve |
12. 减速机Speed reducers |
压榨部(Press Section)
这个工序阶段是进一步把水从纸里挤掉,面临的润滑挑战是选择合适的润滑系统,能够承受这个阶段沉重的负荷。上压辊是最容易出现润滑问题的,使用润滑脂有时候不能既满足黏度要求,又能避免打滑,所以往往使用循环油(circulating oil)代替脂。此工序阶段重点是要做好除水工作,并且定期对油样进行监测。但是使用循环油来进行润滑并非万灵药,高速运转的卷压辊,再加上沉重的压力,使得油温升高,因此在某些情况下还需要使用热交换器,对进来的油温进行控制,维持油的黏度。使用循环油进行润滑的现代造纸机上一般都要配上迷宫式密封(labyrinth seals)和甩油环(oil flinger),以防油受到污染,也有利于防止泄漏。
如果机器经常出现负载和速度不正常,甚至经常发生故障乃至停机,那么可以考虑使用SKF的无磨损涂层轴承(SKF NoWear coated bearings),考虑到停机造成的产能损失、产品质量的损失,这款轴承物有所值。
烘干部(Dryer Section)
在烘干工序,纸的含水量要从50%~65%减少到5%~10%。通过高压蒸汽使汽缸升温,对纸张进行干燥。
在烘干部,高温和水分对轴承和润滑造成威胁。另外,停机时高压水的冲刷会导致润滑油出现问题。由于高温,现代造纸机烘干部的支承轴颈(journals of the bearings)一般会进行隔热处理,汽缸轴承可能经受的高温可达125摄氏度,因此使用循环油进行润滑是最好的选择。在这样的高温下,哪怕循环油的系统设计和操作上出了一点小问题,也会对机器造成困扰。
烘干部的油循环系统要处理好三个因素,才能有效运行:油的流速、蒸汽温度和密封。轴承的高温很容易使润滑油氧化和碳化。碳化的油堵塞油路,降低流速,轴承就得不到足够的润滑油。碳化的润滑油堵塞进油口或出油口,降低轴承寿命,解决这个问题可以通过监控油的流速。某些机器的支承轴颈还自带了迷宫密封——里面也会形成沉积物,久而久之会降低密封效率。当迷宫密封被堵塞,油就会改道沿着轴流下来,污染纸。
选择优质的油品是烘干部的关键,并且选择合适的黏度,注意油品的温度范围与工况温度相符,黏度和温度因素必须同时满足,保持规定的流速,监控出油口的油温。同时要做好除水工作,使用滤油机、除水设备等,做好油液监测工作,定期采样油品,检查水的含量是否超标,机器、密封等部件有无磨损、油是否变质。联系专业可靠的油液监测实验室,或者考虑安装一部现场分析设备,都是不错的选择。
图3. 一位技术员正在检测润滑油。通过检测可以显示出润滑油里的含水量,润滑性能以及发现部件磨损
卷取部(Reeler)
相比前面的工序,卷纸机(reeler)的工况环境对于轴承来说要好得多。环境干燥,温度在室温程度(25°C左右),尽管如此,还是要注意纸张上的粉尘对轴承造成问题。
卷纸机通常用润滑脂,良好的密封和定期加油有助于防尘,无论是手动加脂还是自动加脂,要注意防止润滑脂污染纸品。按照要求使用润滑脂,清除干净变质润滑脂,避免油品混用。
对于使用油进行润滑的高速卷纸机,有效的过滤有助于解决粉尘问题,另外可以定期做油品检测,检查过滤是否有效。注意观察过滤器是否阻塞,保证油循环的顺畅。
选择造纸机油的关键因素
1)水解安定性:水分是造纸机润滑系统中最大的危害物。
2)过滤性:更换过滤器比较费时,费用也较高,而且更换频率过高是油品过滤性较差和系统维护较差的信号。
3)稳定的黏度:这其中的关键就是油品的组成要有好的氧化安定性和热安定性,同时集中润滑系统的设计要有加热/冷却装置,维持系统较为恒定的工作温度,保证油品的黏度。
4)沉积控制能力:当油品老化时,它们将通过各种机理分解,形成副产物,影响油品的性能。这些副产物将增加油品的粘度,堵塞滤网。当它们沉积在移动部件如轴承上时,能够增加接触压强,损坏设备,甚至导致停机。因此,油品的配方必须具有良好的沉积物控制能力。
总结:水分和高温是造纸机整个运行过程中始终要注意的,另外要注意保持油循环的通畅,防止油受到脏污。最理想的温度是控制在62摄氏度~72摄氏度之间(145°F ~160°F),这个范围内,既有利于油里的杂质沉降,也有利于油里水分的排出。在停机维护对机器进行冲洗的过程中,要注意防范润滑油和密封件受到水的污染。
下一篇:天然气发动机油硝化的原因
上一篇:自己换机油,哪种方法最好?