硕士论文投稿油液分析在轧辊轴承故障诊断的应用

　　这篇硕士论文投稿发表了在轧辊轴承故障诊断的应用，论文探讨了某冷轧板厂连轧机组使用的4辊轧机结构，分析了故障出现原因，并给出了相应的诊断方案，初步判断了轴承烧毁的原因，根据检测数据进行了分析探讨。

　　摘要：某冷轧板厂使用新配方轧制油后，冷轧轧辊轴承烧毁的频率增大。将新配方轧制油按不同比例与轴承润滑脂进行了混兑试验，结果表明轧制油对润滑脂的防腐性和胶体稳定性产生较大影响，是轴承烧毁的主要原因。

　　关键词：硕士论文投稿,油液分析,轧辊轴承,预防维修,故障诊断

　　1故障现象

　　某冷轧板厂连轧机组使用的4辊轧机结构如图1所示，轧辊圆柱滚子轴承采用2#锂基脂润滑，正常使用寿命一般在1500h以上[1]，由于工艺原因，该轴承在运行过程中会混入少量的轧制油，但自投产以来设备一直运行正常。2014年10月该公司采购了一批新的轧制油，该批次的挥发油进行了产品升级，优化了轧制油的挥发性能，但自从使用新的轧制油以后，连轧机组冷轧轧辊轴承故障烧毁的频率明显增大，故障轴承的在线时间仅不到80h，个别轴承甚至35h就出现轴承润滑脂烧干的现象而不得拆换下线。对拆下的轴承进行观察发现，轴承润滑脂普遍出现干涸现象(图2)，滚柱上边缘有高温加热的痕迹(图3)，部分轴承滚道上出现点蚀现象。

　　2诊断方案

　　2.1故障原因初步判断从故障的特征表现，初步判断轴承烧毁的原因可能有以下2个方面[2]：(1)新润滑脂性能不合格;(2)新配方轧制油影响了润滑脂的性能。2.2诊断方案根据故障原因的初步判断，制定以下诊断方案[3]。(1)对轧辊轴承用新润滑脂进行全面分析，评价润滑脂是否合格。检测项目见表1。(2)采用热混兑方法，模拟现场逐步升温至80℃[2]、搅拌状态下，将润滑脂和轧制油分别按照9∶1，5∶5的比例进行混兑，对混兑后的样品按表2所示的项目进行检测，评定轧制油对润滑脂性能的影响。

　　3检测数据分析

　　3.1润滑脂检测结果分析润滑脂检测结果见表3，其各项指标符合GB/T7323-20082#极压锂基润滑脂的国家质量标准[4]。3.2混兑试验测试结果及分析3.2.1铜片腐蚀将轧制油加入润滑脂中充分混兑后，观察混合物的铜片腐蚀性能(100℃，24h)。(1)没有轧制油时，铜片腐蚀等级为1b，此时铜片颜色不变，试验后的润滑脂颜色与新脂无异(图4)。(2)当油脂比例为1∶9时，铜片腐蚀等级为2a，此时铜片基体颜色不变，表面局部变黑，试验后的润滑脂颜色较新脂加深(图5)。(3)当油脂比例为5∶5时，铜片基体颜色不变，铜片腐蚀等级为3b，此时铜片表面变黑，局部有变紫现象，试验后的润滑脂已经变成黑色(图6)。试验结果表明，轧制油与润滑脂混兑后，一方面影响润滑脂的防腐性能，另一方面会导致润滑脂氧化颜色加深，且轧制油比例越高，铜片的腐蚀程度和润滑脂氧化程度越深。3.2.2最大无卡咬负荷PB最大无卡咬负荷检测结果见表4，测试结果显示，轧制油与润滑脂按1∶9和5∶5比例混合后，混合样的PB结果无变化。3.2.3烧结负荷PD烧结负荷检测结果见表5，烧结试验表明，轧制油与润滑脂按1：9和5：5比例混合后，混合样的PD值与比混合前润滑脂相比略有降低。3.2.4蒸发量蒸发量检测结果见表6，测试结果显示，轧制油与润滑脂按1：9混合后，混合样的蒸发量与润滑脂相比明显变高，表明混入轧制油对润滑脂的蒸发量产生影响，会加速润滑脂中基础油的蒸发。3.3故障分析轴承在运行过程中会不可避免地混入轧制油，轧制油的性能会对轴承润滑脂产生一定的影响。混入轧制油后，润滑脂的抗腐蚀性能和极压抗磨性能下降，这一方面会导致轴承表面金属腐蚀，另一方面会导致油膜强度降低，引发疲劳点蚀[5]。此外，混入轧制油后润滑脂蒸发损失增加，一方面与混油有关，轧制油混入润滑脂后，对润滑脂进行了稀释，使得润滑脂的胶体结构被破坏，高温高压下，润滑脂中的部分基础油更容易析出流失，导致润滑脂变干[6];另一方面与轧制油的挥发性有关，轧制油在经过配方改良后，挥发性得以提升，当润滑脂中混入轧制油后，基础油的挥发性受到影响，即提高轧制油挥发性的因素同样也提高了基础油的挥发性，在轴承运行时，润滑脂中的基础油在高温下加速挥发，并在金属的催化作用下加速氧化，使得轴承润滑脂短期内干涸变硬，失去润滑作用，最终导致轴承烧毁。

　　4结论

　　(1)润滑脂中混入轧制油会降低润滑脂的防腐性和极压抗磨性能，并对润滑脂的胶体稳定性和基础油挥发性能产生影响，不仅会使轴承表面出现腐蚀和点蚀，还会使润滑脂变稠变硬，失去润滑作用，这是导致该起故障的主要原因。(2)轧制油配方更新，挥发性提高是导致该起事故的重要原因，实际应用中，润滑系统中某一因素的改变都可能导致润滑失效，制定合适的分析方案模拟现场运行，可以有效地对设备润滑情况进行评估。

　　参考文献

　　[1]黄庆学，陈占福.轧机轴承与轧辊寿命研究及应用[M].北京：冶金工业出版社，2003.

　　[2]黄志坚.轧机轧辊与轴承使用维修技术[M].北京：冶金工业出版社，2008.

　　[3]汪德涛，林亨耀.设备润滑手册[M].北京：机械工业出版社，2009.

　　[4]中国石油化工股份有限公司科技开发部编.石油产品国家标准汇编[S].北京：中国标准出版社，2005.

　　[5]杨国安.滚动轴承故障诊断实用技术[M].北京：中国石化出版社，2012.

　　[6]黄文轩.润滑剂添加剂性质及应用[M].北京：中国石化出版社，2012.

　　作者：何伟楚 赵畅畅 杨智宏 单位：广州机械科学研究院有限公司

　　推荐阅读：《中国医药工业》(月刊)创刊于1970年，由上海医药工业研究院;中国化学制药工业协会主办。获奖情况：1994年国家医药管理局信息成果一等奖;1996年上海市优秀科技期刊二等奖;1997年全国优秀科技期刊三等奖;中国期刊方阵“双效”期刊。