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【摘要】梅钢5#燒结机于2011年12月投产，在设备润滑方面，选用了THRH-Ⅲ型集中润滑系统，该系统智能化程度高，能精确的将油量控制、定时润滑、智能显示、远程监控与控制集中到一起；同时设有人机界面及上位机，便于操作和维护。但在日常的使用中，也出现了一些设备问题，并一一做了分析改进。
【关键词】烧结；润滑系统
1、THRH-Ⅲ型集中润滑系统简介
1.1 THRH-Ⅲ型集中润滑原理
THRH-Ⅲ型集中润滑主要由控制系统、动力系统、给油系统、检测系统、系统管网等部分组成。各部分协调工作，在整个智能润滑系统中，每一部分的功能作用都非常重要，润滑原理见图1，其中实线表示管道，虚线代表数据线。润滑原理过程有以下5个步骤：
（1）当润滑周期开始时，控制系统启动润滑泵，将贮脂桶内润滑脂加压后输出，润滑脂先经过滤器和溢流阀，再由容积式流量传感器计量，然后沿给油总管输送到各分油箱进油口。
（2）同时，控制系统检测给油总管内润滑脂压力，当压力正常时，控制系统依次向本润滑周期的各润滑点发给油命令。每条给油命令包含一个润滑点编号和命令代码。
（3）现场各分油箱的分油控制器同时接收并解码给油命令。当某路电磁给油器的电磁阀被接通时，润滑脂经分油箱内过滤器、电磁阀和油流开关流出，再沿给油支管从润滑点注油孔注入润滑部位。
（4）给油时，控制系统比较该润滑点给油设定值和流量传感器的反馈值，当注满设定量润滑脂后，该点润滑结束，电磁阀被关断。
（5）控制系统结束一个润滑点给油后再转向下一润滑点，直至所有润滑点均给油完毕后停止润滑泵运转，等待下一润滑周期。
1.2 THRH-Ⅲ型集中润滑的主要设备
1.2.1 控制系统设备
采用德国西门子S7-200 PLC作为控制器，具有中文文本显示和调节功能，用户可通过文本显示器或触摸屏上的信息获得相关润滑信息，并且可以准确获得润滑作业时的故障情况。该控制系统可以全面协调系统各部分的运行状态，可对系统运行状况进行实时监控。
1.2.2 动力系统设备
润滑系统是由高压油泵来向整个润滑系统提供动力的。可对动力油泵进行无级调压。该动力系统受主控柜中的可编程逻辑控制器PLC控制。用户通过PLC来控制油泵的工作状态。当进行润滑作业时，向高压油泵发出高电平信号，进而启动高压油泵进行作业。
1.2.3 给油系统设备
使用电磁阀作为给油器件的润滑系统，其原理是供油管与润滑点之间接有电磁阀，在电磁阀组的旁边设置了容积式流量计，使用PLC来控制电磁阀的开关，同时检测容积式流量计的状态。该系统中，调整润滑点的加脂量是通过调整电磁阀的接通次数来实现的。每个润滑点可以“定时定量”的自动加油，系统可以检测堵塞的电磁阀，并可以确定电磁阀所在的电控分油箱的箱号和位置。
1.2.4 检测系统设备
THRH-Ⅲ润滑系统的油泵供油系统内部有液位传感器，PLC通过定量及流量传感器检测各点的供油状况，加上其他传感器的信号，使PLC对每个点的故障检测与判断更可靠准确。主控柜输出故障报警及故障点位置的文本显示。
2.梅钢5#烧结机主要润滑点设置
THRH-Ⅲ润滑系统主要是对烧结区域设备加油，共设置64个加油箱，266个加油点。依据烧结机设备安装使用说明书及参考机械设备润滑技术等标准，合理制定润滑周期和加油量。既保证设备的润滑用油，又不使油品浪费。在5#烧结机开机前设置了具体润滑周期和加油量，具体见下表一。
3.润滑系统主要故障分析
3.1 润滑系统加油量异常偏多
3.1.1 加油量异常偏多现象
THRH-Ⅲ润滑系统随梅钢5#烧结机投产使用以来，在初期便出现了实际用油量比设计值偏多的现象，但并不明显。在运行一段时间后，特别是2013年以来，实际用油量偏多现象越来越明显，见下图2，为2013年1月～7月的日均用油量统计曲线图。而观察台车密封板，并未发现油脂显著增多，与此同时，出现了多次个别滑道润滑点因累积油脂过多发生失火的现象，严重影响了烧结生产的正常进行，也造成很大的安全隐患。同时，用油量的增加也提高了烧结矿的成本。
3.1.2 确定用油量异常偏多原因
首先确定理论用油量，因为滑道的用油量占总用油量的97%以上，所以就可以用滑道的用油量代表整个润滑系统的用油量。根据下面公式并且以及开机设置的加油计划可计算出理论用油量为约18升，远远小于实际用油量。
分析用油量偏多的方法：在润滑系统自动加油时，润滑系统的系统压力较低，关上油泵出油口的手动球阀开启油泵，压力表压力高；关上所有分油箱前面的球阀开启油泵，压力表压力高。分油箱球阀处于打开状态，用扳手拧开多个分油箱的出油口管接头卡套，开启油泵，多个拧开处不断往外泄油，通过以上方法，分析认为系统存在泄露现象。
通过对现场分油箱的拆检以及测量，发现流量定量传感器的铜芯和铜芯腔间隙过大，并且部分铜芯上已磨损出凹槽；导致泄油。具体分析见图3，图中件1为检测原件，件2为电磁阀，件3为铜芯。弹簧在右边安装，电磁阀在左边安装，左图是电磁阀无电时，阀芯在左边的情况，P口与A口相同，B口与D口相同，定量流量传感器的铜芯在油压作用下运动到右极限位置，定量流量传感器右腔的油脂从D口排出；右图是电磁阀有电时铜芯在右位的情况，P口与B口相同，A口与D口相同，定量流量传感器的铜芯在油压作用下运动到左极限位置，定量流量传感器右腔的油脂从D口排出；电磁阀每往复一次，D口排出两个定量腔的油脂，此种情况，只有在电磁阀工作时才会出油。而当铜芯磨损后，P口经A口、B口始终与D口相通，不管电磁阀是否工作往复，只要系统存在压力，D口都在出油。 以上分析是导致润滑系统出油量偏多的主要原因，分析图2日均用油量统计图还可以得出，用油量随月份的增加而增多，而1～7月温度逐渐升高，即用油量随温度的升高而增加。这可以从油脂的运动粘度上得出答案。当温度低时，油脂运动粘度高，而本系统采用容积式加油，由于运动粘度高，油脂不易充满定量腔，导致电磁阀运动一次，加出去的油没有达到两个定量腔的量；当温度高时，油脂运动粘度低，可以加足两个定量腔的量。这也是造成出油异常的次要原因。
3.1.3 确定加油量异常的解决方案
根据原因分析，提出以下两个步骤解决此问题。
首先，对分油箱内铜芯进行改进。由于铜芯起计量作用，要在定量腔内不断运动，所以铜芯外径不能增加太多，以免阻塞定量腔，但铜芯与定量腔间隙过大，又造成油脂泄露。综合以上情况，对铜芯做以下两个方面的改进：
（1）铜芯直径由11.90mm改为11.94mm。
（2）在铜芯外侧加工两道凹槽，放置O型圈。具体件下图4.
使用改进后的阀芯对全部266个铜芯全部进行了更换。
其次，针对出油量随温度变化比较大的情况，对加油计划重新进行了设定，分为夏季加油计划和冬季加油计划，具体数据见下表。
3.1.4 改造效果
通过以上两个方面的改进，烧结用油量明显减少，基本与系统设置的用油量相符合，有效的解决了润滑系统加油异常偏多的问题，避免了油脂的大量浪费，杜绝了因油脂堆积导致的火灾的发生，使烧结生产更顺利、更安全。
3.2 其他常见故障
3.2.1 润滑系统管网阻塞故障
管网阻塞是润滑系统在使用过程中最常见的故障，主要发生在分油箱进口过滤网处和与电磁阀连接的柱塞上。这类事故主要是因为加油和打扫卫生时导致杂物进入以及油品质量问题引起。解决方法：对过滤网和柱塞进行清洗；规范加油和打扫作业；加有质量保证的油脂。
3.2.2 润滑系统报警信号缺失
在THRH-Ⅲ润滑系统的报警设置中，只有关于分油箱润滑点阻塞的报警信号，但在润滑系统的使用过程中，多次出现了加油泵跳电以及现场所有分油箱断电，而润滑系统没有出现报警的现象，烧结设备最多有15小时未加油，致使现场设备特别是滑道磨损严重。解决方法：新增加补油泵、加油泵、分油箱跳电报警信號到中控上位机，使操作人员能及时发现问题，通知检修人员处理。
4、结语
THRH-Ⅲ润滑系统从2011年11月投产使用到现在，总体使用性能良好，但在出油量的准确计量、分油箱的频繁阻塞等方面有待进一步的提高。
作者简介
靳洪涛（1983-），男，江苏南京人，职称：助理工程师，学历：本科，主要研究方向：机械冶金设备
【关键词】烧结；润滑系统
1、THRH-Ⅲ型集中润滑系统简介
1.1 THRH-Ⅲ型集中润滑原理
THRH-Ⅲ型集中润滑主要由控制系统、动力系统、给油系统、检测系统、系统管网等部分组成。各部分协调工作，在整个智能润滑系统中，每一部分的功能作用都非常重要，润滑原理见图1，其中实线表示管道，虚线代表数据线。润滑原理过程有以下5个步骤：
（1）当润滑周期开始时，控制系统启动润滑泵，将贮脂桶内润滑脂加压后输出，润滑脂先经过滤器和溢流阀，再由容积式流量传感器计量，然后沿给油总管输送到各分油箱进油口。
（2）同时，控制系统检测给油总管内润滑脂压力，当压力正常时，控制系统依次向本润滑周期的各润滑点发给油命令。每条给油命令包含一个润滑点编号和命令代码。
（3）现场各分油箱的分油控制器同时接收并解码给油命令。当某路电磁给油器的电磁阀被接通时，润滑脂经分油箱内过滤器、电磁阀和油流开关流出，再沿给油支管从润滑点注油孔注入润滑部位。
（4）给油时，控制系统比较该润滑点给油设定值和流量传感器的反馈值，当注满设定量润滑脂后，该点润滑结束，电磁阀被关断。
（5）控制系统结束一个润滑点给油后再转向下一润滑点，直至所有润滑点均给油完毕后停止润滑泵运转，等待下一润滑周期。
1.2 THRH-Ⅲ型集中润滑的主要设备
1.2.1 控制系统设备
采用德国西门子S7-200 PLC作为控制器，具有中文文本显示和调节功能，用户可通过文本显示器或触摸屏上的信息获得相关润滑信息，并且可以准确获得润滑作业时的故障情况。该控制系统可以全面协调系统各部分的运行状态，可对系统运行状况进行实时监控。
1.2.2 动力系统设备
润滑系统是由高压油泵来向整个润滑系统提供动力的。可对动力油泵进行无级调压。该动力系统受主控柜中的可编程逻辑控制器PLC控制。用户通过PLC来控制油泵的工作状态。当进行润滑作业时，向高压油泵发出高电平信号，进而启动高压油泵进行作业。
1.2.3 给油系统设备
使用电磁阀作为给油器件的润滑系统，其原理是供油管与润滑点之间接有电磁阀，在电磁阀组的旁边设置了容积式流量计，使用PLC来控制电磁阀的开关，同时检测容积式流量计的状态。该系统中，调整润滑点的加脂量是通过调整电磁阀的接通次数来实现的。每个润滑点可以“定时定量”的自动加油，系统可以检测堵塞的电磁阀，并可以确定电磁阀所在的电控分油箱的箱号和位置。
1.2.4 检测系统设备
THRH-Ⅲ润滑系统的油泵供油系统内部有液位传感器，PLC通过定量及流量传感器检测各点的供油状况，加上其他传感器的信号，使PLC对每个点的故障检测与判断更可靠准确。主控柜输出故障报警及故障点位置的文本显示。
2.梅钢5#烧结机主要润滑点设置
THRH-Ⅲ润滑系统主要是对烧结区域设备加油，共设置64个加油箱，266个加油点。依据烧结机设备安装使用说明书及参考机械设备润滑技术等标准，合理制定润滑周期和加油量。既保证设备的润滑用油，又不使油品浪费。在5#烧结机开机前设置了具体润滑周期和加油量，具体见下表一。
3.润滑系统主要故障分析
3.1 润滑系统加油量异常偏多
3.1.1 加油量异常偏多现象
THRH-Ⅲ润滑系统随梅钢5#烧结机投产使用以来，在初期便出现了实际用油量比设计值偏多的现象，但并不明显。在运行一段时间后，特别是2013年以来，实际用油量偏多现象越来越明显，见下图2，为2013年1月～7月的日均用油量统计曲线图。而观察台车密封板，并未发现油脂显著增多，与此同时，出现了多次个别滑道润滑点因累积油脂过多发生失火的现象，严重影响了烧结生产的正常进行，也造成很大的安全隐患。同时，用油量的增加也提高了烧结矿的成本。
3.1.2 确定用油量异常偏多原因
首先确定理论用油量，因为滑道的用油量占总用油量的97%以上，所以就可以用滑道的用油量代表整个润滑系统的用油量。根据下面公式并且以及开机设置的加油计划可计算出理论用油量为约18升，远远小于实际用油量。
分析用油量偏多的方法：在润滑系统自动加油时，润滑系统的系统压力较低，关上油泵出油口的手动球阀开启油泵，压力表压力高；关上所有分油箱前面的球阀开启油泵，压力表压力高。分油箱球阀处于打开状态，用扳手拧开多个分油箱的出油口管接头卡套，开启油泵，多个拧开处不断往外泄油，通过以上方法，分析认为系统存在泄露现象。
通过对现场分油箱的拆检以及测量，发现流量定量传感器的铜芯和铜芯腔间隙过大，并且部分铜芯上已磨损出凹槽；导致泄油。具体分析见图3，图中件1为检测原件，件2为电磁阀，件3为铜芯。弹簧在右边安装，电磁阀在左边安装，左图是电磁阀无电时，阀芯在左边的情况，P口与A口相同，B口与D口相同，定量流量传感器的铜芯在油压作用下运动到右极限位置，定量流量传感器右腔的油脂从D口排出；右图是电磁阀有电时铜芯在右位的情况，P口与B口相同，A口与D口相同，定量流量传感器的铜芯在油压作用下运动到左极限位置，定量流量传感器右腔的油脂从D口排出；电磁阀每往复一次，D口排出两个定量腔的油脂，此种情况，只有在电磁阀工作时才会出油。而当铜芯磨损后，P口经A口、B口始终与D口相通，不管电磁阀是否工作往复，只要系统存在压力，D口都在出油。 以上分析是导致润滑系统出油量偏多的主要原因，分析图2日均用油量统计图还可以得出，用油量随月份的增加而增多，而1～7月温度逐渐升高，即用油量随温度的升高而增加。这可以从油脂的运动粘度上得出答案。当温度低时，油脂运动粘度高，而本系统采用容积式加油，由于运动粘度高，油脂不易充满定量腔，导致电磁阀运动一次，加出去的油没有达到两个定量腔的量；当温度高时，油脂运动粘度低，可以加足两个定量腔的量。这也是造成出油异常的次要原因。
3.1.3 确定加油量异常的解决方案
根据原因分析，提出以下两个步骤解决此问题。
首先，对分油箱内铜芯进行改进。由于铜芯起计量作用，要在定量腔内不断运动，所以铜芯外径不能增加太多，以免阻塞定量腔，但铜芯与定量腔间隙过大，又造成油脂泄露。综合以上情况，对铜芯做以下两个方面的改进：
（1）铜芯直径由11.90mm改为11.94mm。
（2）在铜芯外侧加工两道凹槽，放置O型圈。具体件下图4.
使用改进后的阀芯对全部266个铜芯全部进行了更换。
其次，针对出油量随温度变化比较大的情况，对加油计划重新进行了设定，分为夏季加油计划和冬季加油计划，具体数据见下表。
3.1.4 改造效果
通过以上两个方面的改进，烧结用油量明显减少，基本与系统设置的用油量相符合，有效的解决了润滑系统加油异常偏多的问题，避免了油脂的大量浪费，杜绝了因油脂堆积导致的火灾的发生，使烧结生产更顺利、更安全。
3.2 其他常见故障
3.2.1 润滑系统管网阻塞故障
管网阻塞是润滑系统在使用过程中最常见的故障，主要发生在分油箱进口过滤网处和与电磁阀连接的柱塞上。这类事故主要是因为加油和打扫卫生时导致杂物进入以及油品质量问题引起。解决方法：对过滤网和柱塞进行清洗；规范加油和打扫作业；加有质量保证的油脂。
3.2.2 润滑系统报警信号缺失
在THRH-Ⅲ润滑系统的报警设置中，只有关于分油箱润滑点阻塞的报警信号，但在润滑系统的使用过程中，多次出现了加油泵跳电以及现场所有分油箱断电，而润滑系统没有出现报警的现象，烧结设备最多有15小时未加油，致使现场设备特别是滑道磨损严重。解决方法：新增加补油泵、加油泵、分油箱跳电报警信號到中控上位机，使操作人员能及时发现问题，通知检修人员处理。
4、结语
THRH-Ⅲ润滑系统从2011年11月投产使用到现在，总体使用性能良好，但在出油量的准确计量、分油箱的频繁阻塞等方面有待进一步的提高。
作者简介
靳洪涛（1983-），男，江苏南京人，职称：助理工程师，学历：本科，主要研究方向：机械冶金设备