維修--向設(shè)備潤(rùn)滑要效益
王大中
(中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)摩擦學(xué)分會(huì)教育培訓(xùn)與咨詢委員會(huì))
設(shè)備從開(kāi)始規(guī)劃到報(bào)廢，構(gòu)成了它的整個(gè)壽命周期。我們把它分為三個(gè)部分，第一個(gè)部分，為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造。第二部分為安裝、試車(chē)。第三個(gè)部分為使用．維修，這一部分是設(shè)備規(guī)劃和投盜所要達(dá)到的目的，這一部分占設(shè)備壽命周期絕大部分．時(shí)間最氏的一段。也是設(shè)備壽命周期中最重要的部分。未來(lái)的設(shè)備制造業(yè)要求能夠提供設(shè)備生命周期最重要部分的服務(wù)支持，這使得維護(hù)工作發(fā)生了根本的變化。在企業(yè)成本增加情況下，少維修、免維修，以降低成本，提高競(jìng)
爭(zhēng)力，就成為企業(yè)重要課題。
潤(rùn)滑油是設(shè)各的血液，對(duì)于設(shè)備正常運(yùn)行起著重要作用。也有人說(shuō)，潤(rùn)滑劑也應(yīng)算機(jī)器零件①．至于有40----60％以上設(shè)備故障由潤(rùn)滑不良引起的。這足以說(shuō)明潤(rùn)滑在設(shè)備中的重要地位，盡管如此，人們還是更愿意組織相當(dāng)人數(shù)、設(shè)施和備件的隊(duì)伍專(zhuān)心致志地更換和修理零件，而不肯在潤(rùn)滑上下功夫，走一條投資少，效益好，少維修的路子。那么，潤(rùn)滑技術(shù)創(chuàng)新究竟給維修帶來(lái)了什么?
一、油品高性能化，減少了維修次數(shù)
①當(dāng)今機(jī)械設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)．正向著體積小、重量輕、效益高、壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展，潤(rùn)滑油品隨之也在更新?lián)Q代，油中加了高效添加劑(硫，磷、氯)等極性物質(zhì)，通過(guò)與金屬表面的反應(yīng)形成了化學(xué)吸附膜，新一代油品與傳統(tǒng)油品其潤(rùn)滑機(jī)理迥然不同，傳統(tǒng)選油靠節(jié)線速度來(lái)選擇油的粘度，基本思想是保證把足夠的油帶到嚙合部位，以便形成油膜這對(duì)純礦物油選油是對(duì)的，但對(duì)加有極壓添加劑的油就不正確了。由于吸附機(jī)理發(fā)生了根本要化，形成的化學(xué)吸附膜要比原來(lái)
物理吸附其強(qiáng)度提高5--10倍，不存在油帶不到嚙合部位的問(wèn)題，因此靠節(jié)線速度已不再是選擇潤(rùn)滑油粘度大小的條件。這種潤(rùn)滑機(jī)理上的變化，幾乎是一場(chǎng)潤(rùn)滑發(fā)展史上的革命，油品高性能化帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益：如將鈣基臘改用相同的鋰基脂換油期可提高6倍，IKG可以當(dāng)6KG用，緊普通HL液壓油改用相同粘度抗磨液壓油HM，泵的壽命可以提高10倍。l臺(tái)泵等于10臺(tái)泵用，廣州軋鋼廠650軋機(jī)齒輪原用40號(hào)機(jī)械油齒厚每年磨損量0．1mm，齒輪壽命只有5年，(每
對(duì)齒輪42萬(wàn)元)。改用了220號(hào)中負(fù)荷齒輪油后，齒厚磨損每年降到0.01-0.03mm，齒輪壽命延長(zhǎng)到10-15年，換油期由一年延長(zhǎng)到三年。
②用多級(jí)油，減少初期磨損
我們還是用目前消耗能源最大的汽車(chē)為例，據(jù)報(bào)道，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損60％是發(fā)生在起動(dòng)初期，由于潤(rùn)滑油尚未被泵送到潤(rùn)滑部位的期間，而當(dāng)使用多級(jí)油后，則大為不同，這種油改善了油品粘溫性，既能保證高溫時(shí)足夠的粘度，保證潤(rùn)滑，又能使油的低溫粘度較低，較快的被泵送到潤(rùn)滑部位達(dá)到了減少初期磨損，節(jié)約了能源，對(duì)齒輪部位也如此。多級(jí)油還有以下優(yōu)點(diǎn)：
·使發(fā)動(dòng)機(jī)在更寬的溫度范圍內(nèi)工作．避免季節(jié)換油，達(dá)到冬夏通用，南北通用。
·減低燃料消耗5—10％。
·冷天易起動(dòng)。
·良好的軸承潤(rùn)滑，維持較低機(jī)油耗量。
目前，美國(guó)90％以上汽油機(jī)油，60％以上柴油機(jī)油均采用多級(jí)油：日本汽油機(jī)油幾乎達(dá)到100%，柴油機(jī)油達(dá)52％。我國(guó)汽油機(jī)油只占13％，柴油機(jī)油占16％。可見(jiàn)潛在經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。
從宏觀看，一切產(chǎn)品．一切原材料都要消耗不等能源。一臺(tái)設(shè)備從原料生產(chǎn)冶煉，軋制、鑄鍛到機(jī)加裝配都要消耗大量能源，我們?nèi)绻苁褂酶咝阅苡汀⒍嗉?jí)油，運(yùn)行中加強(qiáng)維護(hù)，完全可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命。一臺(tái)設(shè)備等于幾臺(tái)．十幾臺(tái)使用。將大幅減少維修，其間接和直接效益又何以用數(shù)字計(jì)算呢!
二、高清潔度油品，帶來(lái)了少維修
近年來(lái)陸續(xù)有報(bào)導(dǎo)．由于油品污染造成的損失數(shù)目驚．人。如某礦山新油運(yùn)到礦井地面．其污染度已達(dá)到NASIO級(jí)。某礦務(wù)局從國(guó)外引進(jìn)綜采機(jī)組由于油液污染嚴(yán)重，短短幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)，就有數(shù)十臺(tái)液壓泵和液壓馬達(dá)損壞，造成直接經(jīng)濟(jì)損失幾十萬(wàn)美元。某筑路單位從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)卡特公司各種工程機(jī)械達(dá)幾百萬(wàn)元，由于使用時(shí)不懂維護(hù)，短短幾年造成液壓閥組卡咬，動(dòng)作失效，換成國(guó)產(chǎn)閥組至今處于出工不出力狀態(tài)。國(guó)內(nèi)外資料表明，液壓元件失效70-85％，歸因于油品污染，變質(zhì)，這其中除了管理上問(wèn)題外，還由于近年來(lái)液壓潤(rùn)滑元件精密程度越來(lái)越高運(yùn)動(dòng)間隙變�。畬�(duì)超細(xì)微粒越來(lái)越敏感所致，加之一些用油單位不認(rèn)識(shí)，又沒(méi)有檢測(cè)手段造成事故頻繁。通過(guò)國(guó)內(nèi)外大量實(shí)際研究證實(shí)除了油品本身質(zhì)量外，常與管理維護(hù)不當(dāng)使油污染有關(guān)，要在油品高清潔度上下功夫，必須有一個(gè)與使用設(shè)備相適應(yīng)的高效潤(rùn)滑過(guò)濾系統(tǒng)，把污染物及時(shí)分離出來(lái)。
SKF軸承制造商是世界最負(fù)有盛名的公司，它們通過(guò)大量試驗(yàn)，深入研究了負(fù)荷，油液粘度，顆粒污染物等各種因素對(duì)軸承壽命的影響得出結(jié)論：即清除潤(rùn)滑油中2-5微米固體顆粒，滾動(dòng)軸承疲勞壽命可延長(zhǎng)到原來(lái)的10-50倍。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合研究理論，使用改趙后的清潔型機(jī)器潤(rùn)滑油將發(fā)動(dòng)機(jī)壽命延長(zhǎng)8倍，1997年BHP(澳大利亞墨爾本大學(xué)維護(hù)技術(shù)研究院)鋼鐵維修委員會(huì)在日本BHP鋼鐵公司兩大軋鋼廠中，通過(guò)運(yùn)行中潤(rùn)滑問(wèn)題的研究，在1975年-1985年間NSC鋼廠設(shè)備故障率由每年342起減少到85起。設(shè)備故障率減少87％。又在此期間通過(guò)在全廠范圍內(nèi)實(shí)行潤(rùn)靖污染預(yù)防控制工藝，取得了顯著效益。全廠范圍內(nèi)軸承購(gòu)買(mǎi)率減少5％，液壓泵更新率減少80％，潤(rùn)滑油消耗減少83％，潤(rùn)滑故障頻率減少90％。②我國(guó)天津港務(wù)局是外貿(mào)主要港口之一，現(xiàn)在66個(gè)泊位，各類(lèi)機(jī)械2272臺(tái)(套)，船舶44艘，設(shè)備固定資產(chǎn)總值達(dá)17億元，該局從20世紀(jì)90年代開(kāi)始抓油渡凈化工作，使得各種發(fā)動(dòng)機(jī)，鏟車(chē)、吊車(chē)、裝載車(chē)故障明顯下降。停機(jī)維修損失大為減少，每年節(jié)約油料和維修成本高達(dá)500萬(wàn)元。當(dāng)前，已有單位，甚至將新進(jìn)油品(當(dāng)然不是高清潔度油)先過(guò)濾達(dá)到要求污染度等級(jí)再用．針對(duì)這一全球技術(shù)課題，美國(guó)一公司提出了“全面清潔度控制”(TCC)的觀念，旨在從單個(gè)零件的生產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行及今后的工作壽命的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，降低污染物發(fā)生率及其影響與全面質(zhì)量管理(TQC)相似，TCC也需要“全過(guò)程，全系統(tǒng)，全體人員”參加，特別是液壓系統(tǒng)，其失效除了系統(tǒng)本身硬件質(zhì)量不合格外，往往與系統(tǒng)管理．工作不落實(shí)有效規(guī)章制度，規(guī)范，末能實(shí)施有關(guān)。因此要想真正落實(shí)TCC，必須做到“三全”管理才行。③目前我國(guó)清潔度油生產(chǎn)不多，就是生產(chǎn)多，在運(yùn)行過(guò)程中，也必須在線過(guò)濾才算最好。因?yàn)閷⒂椭蓄w粒物分離出去，會(huì)使軸承疲勞壽命提高lO一50倍。這種既節(jié)省投資，因?yàn)橐慌_(tái)濾油機(jī)有幾萬(wàn)元就可買(mǎi)到，又能大量減少維修，又有巨大的效盞，是任何只知道從機(jī)械備件本身上找原因的人，無(wú)法想象的。
三、特種專(zhuān)用潤(rùn)滑劑改變了維修手段
①治理漏油
跑、冒、滴、漏一直是我國(guó)不少企業(yè)存在的老大難，特別是一些煙草、食品、醫(yī)藥漏油帶來(lái)的危害更丈。跑、冒、滴、捕有設(shè)計(jì)上制造上或密封件質(zhì)量問(wèn)題，也有不少是屬運(yùn)行中維護(hù)上。這里介紹從潤(rùn)滑油上來(lái)解決的方法，既以脂治漏，如一些變速箱、傳動(dòng)箱、齒輪箱等，一是線速度在6-8m／s以下可以采用GM成膜膏，取代潤(rùn)滑油。在齒輪線速度小于10m／s以下也可以采用合成油為基礎(chǔ)油調(diào)制半流體脂，一些工況適合條件下，可以采用以脂代油，據(jù)一些資料介紹，現(xiàn)在以脂代油，其DV值達(dá)到10x106mm·r／min或更高，早已突破過(guò)去教科書(shū)3×105mm·r／min的界限。在一些靜密封低速、重載動(dòng)密封可以應(yīng)用耐高溫、高壓、耐多種介質(zhì)的耐油密封脂進(jìn)行堵漏，都
可收到了滿意效果。以脂冶漏不但可以文明生產(chǎn)、減少維護(hù)、減少環(huán)境污染，遠(yuǎn)比機(jī)械設(shè)備改造上下功丈簡(jiǎn)單，造價(jià)低、見(jiàn)效快。對(duì)一些長(zhǎng)期跑、冒、滴、漏的老大難企業(yè)不失為一個(gè)好辦法。
②重型齒輪早期康復(fù)處理——跑臺(tái)油
××廠減速器，額定功率1260KW，使用185h，發(fā)現(xiàn)齒面有點(diǎn)蝕現(xiàn)象，3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)70％以上工作齒面有點(diǎn)蝕，任其發(fā)展下去，很快會(huì)報(bào)廢，傳統(tǒng)修理辦法．有的降級(jí)使用，有的焊補(bǔ)修復(fù)，完全用機(jī)械工程領(lǐng)域的辦法處理齒輪修復(fù)。由于科學(xué)發(fā)展，開(kāi)辟一條新的途徑，就是用化學(xué)工程方法。油中加入了極壓添加劑，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒接觸區(qū)，由于摩擦力的作用，局部產(chǎn)生高溫、高壓，可使油中的極壓添加劑的化學(xué)元素與金屬反應(yīng)生成化學(xué)反應(yīng)膜，這層反應(yīng)膜不僅隔開(kāi)金屬齒面、降低磨損，還提高了齒面的承載能力。油中的添加劑可起到軟化金屬使輪齒上的點(diǎn)蝕快速磨掉的作用。減速器運(yùn)轉(zhuǎn)5個(gè)月，檢查齒面狀況點(diǎn)蝕斑已不見(jiàn)。齒面變得比較光滑④。鞍鋼××廠1660噸大剪減速器．原用N320中負(fù)荷齒輪油，后發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕，改用N150低凝高極壓齒輪油后，已運(yùn)轉(zhuǎn)6年，工作正常。齒面點(diǎn)蝕反而減少⑤。這里重要是添加劑量和跑臺(tái)時(shí)間控制．新的康復(fù)方法，完全拋開(kāi)傳統(tǒng)的作法，利用近年來(lái)添加劑發(fā)展成果，利用化學(xué)手段，不拆機(jī)器，甚至不停車(chē)，對(duì)齒輪進(jìn)行修復(fù)，可使壽命成倍甚至十一倍增長(zhǎng)。
③高溫絲扣防粘劑的應(yīng)用
通常設(shè)備在維修保養(yǎng)時(shí)，首先是拆御，其次重新組袈，這其中有一些螺栓會(huì)因銹蝕酸堿侵蝕，高低溫工況卜難以拆下，用鋸鋸斷，氧氣燒斷等，甚至擰斷，無(wú)法修理。我國(guó)有相當(dāng)部分企業(yè)，螺紋是不涂任何潤(rùn)滑劑的，每年造成大量螺紋連接付損壞。
高溫絲扣防粘劑是一種油膏狀物資，涂敷于絲扣上，當(dāng)螺栓、螺母旋緊時(shí)．便會(huì)形成一層固體潤(rùn)滑膜,從而防止金屬與金屬直接接觸，防止絲扣磨損、冷焊、卡咬或燒結(jié)，長(zhǎng)期使用后，仍比較容易拆卸，縮短了設(shè)備修理停機(jī)時(shí)間，減輕了維修工人勞動(dòng)強(qiáng)度。在化工、油田鉆具，酸堿高壓、密封工況下都獲得滿意效果。
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