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钢丝绳合股机淋油装置技术改造

文档作者：赵摇楠王海文高优静文档来源：陕西省机械研究院		点击数：	更新时间： 2021年09月08日
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钢丝绳合股机淋油装置技术改造*
赵摇楠, 王海文, 高优静
(陕西省机械研究院,陕西咸阳摇712000)
摘摇要:钢丝绳在生产当中采用的是连续淋油工艺,以保证钢丝绳的良好润滑性。由于润滑脂的融点高,常温下呈凝
固状态,合股机经过长期的生产运行,设备上大量堆积油脂,造成了很大浪费和污染。针对这一现状,对合股机的压线
瓦和后变形器部分改装了高温吹气和加热融油装置,以实现最大程度上解决设备长期积油造成的浪费和环境污染问题。
关键词:钢丝绳;合股淋油;加热除油;热空气
中图分类号:TG356. 45摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2014)02-0148-03
Technical Transformation for Wire Rope Stranding Machine Oil Dripping Device
ZHAO摇Nan,WANG Hai-wen,GAO You-jing (Mechanical Design Institute of Shaanxi Province,Xianyang Shaanxi摇712000,China)
Abstract: The production of wire rope has continuous pour oil process to ensure the good lubricity for wire rope. Due to the
high melting point of the grease,solidification state of normal temperature,stranding machine after a long period of operation
with a large number of accumulation oil may cause great waste and pollution. Aimed at the status, the high temperature oil gas
and heating equipment are modified in line pressing tilres and back deformation device for stranding machine,so as to solve
waste and environmental pollution for long-term equipment production caused by oil problem.
Key words: wire rope;partnership with oil;heating oil;high temperature air
0摇引摇言
钢丝绳的润滑作用人们早有认识,钢丝绳表面形
成的疲劳裂纹,如果润滑油脂充填其内,可阻止原电
池的生成而防止疲劳裂纹的进一步扩展[1] 。钢丝绳
制造期间预润滑和使用过程中的润滑对其使用寿命
具有非常重要的影响,甚至在一定条件下成为关键影
响因素[1] 。钢丝绳生产过程中实施润滑的根本目的
是在钢丝绳运输、贮存期间提供防腐保护,同时也为
钢丝绳在使用初期提供合适的润滑,通过减小组股钢
丝之间、股与股之间、钢丝绳与轮槽之间的摩擦而延
长钢丝绳使用寿命[1] 。
我国钢丝绳制造行业的传统涂油方式为捻制过
程中股绳涂油或成品绳涂油[2] 。传统涂油工艺的生
产方式使绳的表面涂油量多,而且不易控制钢丝绳的
浸油量,尤其股涂油工艺在合绳时甩得机台附近到处
都是油脂,既污染了操作环境,又不利于文明生产和
生产现场的管理。同时又因为成品绳外层含油量多,
给使用者带来不便[2] 。
笔者以某石油钢管钢绳有限公司为背景,以其现
有合股设备为对象进行改造升级。由于合股机在压
线瓦部分,通过对捻制钢丝绳浇注润滑脂(常温下为
固态),使其有自润滑性。因此,长时间的浇注随着
钢丝分线盘高速旋转,离心力的作用,油脂被大量甩
在分线盘防护罩上堆积;除此之外,合股后的钢丝绳
经后变形器成型后,自身表面所带润滑脂温度下降,
长时间凝结在滚轮装置上。以上两主要部分都存在
严重的积油现象,虽经钢丝绳滤油(表面)套的过滤,
但仍有部分油脂被带入钢丝绳卷筒,影响产品的合格
率以及机体周边环境整洁。
上述现象,不仅仅是局限于所改造的设备,其他
合股设备都或多或少存在着相同问题。生产设备存
在积油和污染问题已经成为企业生产中的普遍现象,
因此,为了切实贯彻企业文明生产和管理的方针,对
现有合股设备的改造升级也迫在眉睫,这也是企业提
高生产环境质量的首要问题。
1摇钢丝绳生产中的润滑工艺
在常规钢丝绳相关资料中十分重视钢丝绳生产
过程润滑,且对润滑有专门的技术标准。目前,钢丝
绳生产主要采用的是喷涂润滑脂工艺,喷油装置一般
都安装在合股机压线瓦进口合股处(即钢丝合拢前
的捻制锥顶处)。经过长期的生产经验积累,在分线
盘高速旋转时,要使钢丝表面能均匀喷涂上润滑油
脂,最好的位置就在钢丝合拢前的捻制锥顶处[2] 。
合股机生产钢丝绳股的喷涂油工艺,如图1 所示。
·148·
经验交流摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2014 年第2 期(第27 卷,总第130 期) ·机械研究与应用·
* 收稿日期:2014-03-11
项目名称:国家科技支撑计划《陕西省数控一代机械产品创新应用示范工程》(编号:NP. 2013BAF04B00)
作者简介:赵摇楠(1986-),男,陕西咸阳人,助理工程师,主要从事非标产品设计、技术改造及产品质量监督检测和科技咨询服务等方面的
工作。
图1摇钢丝绳股喷涂油工艺
1. 浇油管摇2. 压线瓦摇3. 合股机摇4. 分线盘
2摇合股机分线盘钢丝高温吹油装置
2. 1 高温吹油装置安装部位
在合股机机头分线盘处,随着分线盘的高速旋
转,附着在钢丝表面的部分表面油脂,由于惯性沿钢
丝反向被甩出,长时间的生产,机头防护罩内侧堆积
了大量油脂,如图2 所示。通过长时间的观察,要使
表面油脂不被沿反向甩出,就必须在其相对方向上施
加阻尼作用。
由于钢丝合拢处的淋油量较集中,我们认为在压
线瓦进口端面安装一锥形高温吹气挡油罩可有效阻
挡油脂反向被甩出。安装如图3 所示。
图2摇机头防护罩积油摇图3摇高温吹油装置安装部位
1. 浇油管摇2. 压线瓦摇3. 合股机
4. 分线盘摇5. 高温吹气挡油罩
2. 2摇压缩热空气的形成原理
高温吹气挡油罩的压缩空气由设备气源提供,通
过调压阀和调速阀控制空气压力和流速。为避免压
缩空气加速冷凝表面油脂的发生,必须对压缩空气进
行预加热循环。
由于表面油脂的滴点温度一般在60 益以上,因
此压缩空气温度至少要达到60 益才能达到预期效
果。我们采用紫铜管作为气管,将铜管盘绕在主加热
油箱内靠近加热管处,进行加热处理,通过空气温度
传感器反馈信号给温控仪控制压缩空气温度始终保
持在60 益以上。
2. 3摇吹气孔的设计与分布
要使高温压缩空气能沿钢丝切向对反向流动的
油脂起到阻尼作用,吹气孔的倾斜角非常重要。经过
多次试验,发现在挡油罩最大直径15毅端面开吹气
孔,可达到较好的阻尼效果。在半锥形挡油罩上均匀
分布6 个连通的吹气孔。结构如图4 所示。
图4摇吹气孔结构
2. 4摇接油与回油装置
从喷油管喷出的表面脂一部分喷涂在了高速旋
转的钢丝表面,而另一部分则会随着压线瓦端面,沿
导流槽导流到接油槽内。由于高温液化的油脂遇到
机体会迅速将热量传导在机体上,为避免油脂迅速降
温冷凝堆积在导流槽内,使旋转钢丝挂油影响钢丝绳
股含油质量,因此有必要在导流槽底面加装电加热带
进行预加热。当接油槽内油脂液位超过回油口时,油
脂将通过回油槽流回主加热油箱进行循环利用。如
图5 所示。
图5摇接油与回油装置
1. 浇油管摇2. 压线瓦摇3. 合股机摇4. 分线盘摇5. 主加热油管
6. 接油槽摇7. 回油槽摇8. 高温吹气挡油罩摇9. 导流槽
10. 电加热带摇11. 电加热棒摇12. 电加热棒
3摇后变形器加热融油装置
3. 1摇变形器加热融油装置的安装与工作原理
由于钢丝合股后与变形器滚轮接触,表面脂迅速
冷凝在了滚轮上,因此后变形器滚轮是表面脂冷凝堆
积比较严重的部分,如图6 所示。
图6摇后变形器积油
摇摇为了降低表面脂的冷凝速度,有必要在此处安装
加热保温装置。后变形器加热融油装置如图7 所示。
将滚轮支架安装在加热油箱中,通过电加热棒加
热油脂将热量传导给支架,使凝结在支架上的油脂融
化到油箱内,另外,为了减少油箱内热量的散失,在油
箱上方加装保温罩,保温罩顶部内侧安装有电加热
·149·
·机械研究与应用·2014 年第2 期(第27 卷,总第130 期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇经验交流
板,起到辅助加热的作用。保温罩和油箱内安装有温
度传感器,通过温度传感器将温度信号反馈给温控
仪,由温控仪控制电加热器的运行。
图7摇后变形器加热融油装置
1. 后纵向变形滚轮摇2. 后横向变形滚轮摇3. 电加热板摇4. 电加
热棒摇5. 回油槽摇6. 后变形器加热油箱摇7. 主加热油箱
3. 2摇回油装置
后变形器加热油箱必须预加一定量的油脂,进行
传导加热。当油箱油脂收集到回油液位时,油脂将沿
回油槽回收到主加热油箱进行循环利用。
4摇生产应用试验
2012 年9 月该石油钢管钢绳有限公司合股车间
对一台合股机进行了改造,安装了高温压缩空气吹油
装置和后变形器加热融油装置,通过1 个月的生产试
运行,彻底解决了合股机机体周边的甩油污染问题。
根据生产用表面脂量的记录,改造前用油量为25. 4
L/ 天,改造后用油量为23. 5 L/ 天,可节油为1. 9 L/
天。经过对样品钢丝绳含油量的检测,改造后的钢丝
绳股含油量符合标准检测要求。
目前该石油钢管钢绳有限公司根据生产试运行
的数据正在规划合股车间其他合股设备的淋油改造
项目,来整体改善合股车间生产设备的生产环境和淋
油浪费的问题。
5摇结摇语
通过对合股设备的项目改造,既顺应了企业文明
生产要求,又提高了生产管理水平。在满足钢丝绳产
品质量标准要求的前提下,降低了企业的生产成本,
减少了污染,极大地改善了劳动者的生产操作环境。
参考文献:
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(5):1-2.
[2]摇宋学明,卢世合,王春贵. 钢丝绳股涂油喷油装置的研制[J]. 天
津冶金,1995(4):
狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮狮
7-8.
(上接第120 页)
30 益,结果如图3 如示。对整个模型施加油淬前的
加热温度为850 益,求解时采用瞬态热分析,设置求
解时间为5 min,设置时间子步为10,打开自动时间
步长,施加温度偏移为273 益,如图4 ~6 所示。
图3摇施加载荷后的模型摇摇图4摇第33 s 温度分布云图
图5摇第47 s 分度分布云图摇摇图6摇第61 s 温度分布云图
4摇分析得到油淬结果
从图4 可看出,在第33 s 时,最低温度为
234. 426 益,此时奥氏体组织还没有转变为马氏体组
织,正处在将要转变为马氏体的临界温度230 益,根
据亚共析钢奥氏体等温转变曲线图得知,此时将有一
部分高温奥氏体组织转变为铁素体组织,转变区域大
致在法兰与法兰颈转角处。从图5 可以看出,大部份
的奥氏体组织已经转变成了马氏体组织,只有少部份
将转变成托氏体组织。从图6 可看出,剩下的奥氏体
组织已经全部转变成了马氏体组织。
5摇结摇论
通过建立对焊法兰的有限元模型,并对油淬时间
与法兰温度的关系进行分析,了解了法兰油淬后各部
份的组织分布。在轴颈,法兰内孔等处将得到淬透性
较好的马氏体组织;在法兰与法兰轴颈转角处,将得
到复杂的组织:铁素体+托氏体+马氏体+残留奥氏
体。得到淬火后的组织分布,对回火时得到所需的回
火组织和消除内应力有非常重要的作用。
参考文献:
[1]摇聂理君,尹立孟,刘摇炳,等. ANSYS 在淬火过程数值模拟的应
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