維修--向設(shè)備潤滑要效益
王大中
(中國機械工程學(xué)會摩擦學(xué)分會教育培訓(xùn)與咨詢委員會)
設(shè)備從開始規(guī)劃到報廢，構(gòu)成了它的整個壽命周期。我們把它分為三個部分，第一個部分，為規(guī)劃、設(shè)計、制造。第二部分為安裝、試車。第三個部分為使用．維修，這一部分是設(shè)備規(guī)劃和投盜所要達到的目的，這一部分占設(shè)備壽命周期絕大部分．時間最氏的一段。也是設(shè)備壽命周期中最重要的部分。未來的設(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
爭力，就成為企業(yè)重要課題。
潤滑油是設(shè)各的血液，對于設(shè)備正常運行起著重要作用。也有人說，潤滑劑也應(yīng)算機器零件①．至于有40----60％以上設(shè)備故障由潤滑不良引起的。這足以說明潤滑在設(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)施和備件的隊伍專心致志地更換和修理零件，而不肯在潤滑上下功夫，走一條投資少，效益好，少維修的路子。那么，潤滑技術(shù)創(chuàng)新究竟給維修帶來了什么?
一、油品高性能化，減少了維修次數(shù)
①當(dāng)今機械設(shè)備的發(fā)展趨勢．正向著體積小、重量輕、效益高、壽命長的方向發(fā)展，潤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)油品其潤滑機理迥然不同，傳統(tǒng)選油靠節(jié)線速度來選擇油的粘度，基本思想是保證把足夠的油帶到嚙合部位，以便形成油膜這對純礦物油選油是對的，但對加有極壓添加劑的油就不正確了。由于吸附機理發(fā)生了根本要化，形成的化學(xué)吸附膜要比原來
物理吸附其強度提高5--10倍，不存在油帶不到嚙合部位的問題，因此靠節(jié)線速度已不再是選擇潤滑油粘度大小的條件。這種潤滑機理上的變化，幾乎是一場潤滑發(fā)展史上的革命，油品高性能化帶來了可觀的經(jīng)濟效益：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臺泵等于10臺泵用，廣州軋鋼廠650軋機齒輪原用40號機械油齒厚每年磨損量0．1mm，齒輪壽命只有5年，(每
對齒輪42萬元)。改用了220號中負荷齒輪油后，齒厚磨損每年降到0.01-0.03mm，齒輪壽命延長到10-15年，換油期由一年延長到三年。
②用多級油，減少初期磨損
我們還是用目前消耗能源最大的汽車為例，據(jù)報道，汽車發(fā)動機的磨損60％是發(fā)生在起動初期，由于潤滑油尚未被泵送到潤滑部位的期間，而當(dāng)使用多級油后，則大為不同，這種油改善了油品粘溫性，既能保證高溫時足夠的粘度，保證潤滑，又能使油的低溫粘度較低，較快的被泵送到潤滑部位達到了減少初期磨損，節(jié)約了能源，對齒輪部位也如此。多級油還有以下優(yōu)點：
·使發(fā)動機在更寬的溫度范圍內(nèi)工作．避免季節(jié)換油，達到冬夏通用，南北通用。
·減低燃料消耗5—10％。
·冷天易起動。
·良好的軸承潤滑，維持較低機油耗量。
目前，美國90％以上汽油機油，60％以上柴油機油均采用多級油：日本汽油機油幾乎達到100%，柴油機油達52％。我國汽油機油只占13％，柴油機油占16％。可見潛在經(jīng)濟效益不言而喻。
從宏觀看，一切產(chǎn)品．一切原材料都要消耗不等能源。一臺設(shè)備從原料生產(chǎn)冶煉，軋制、鑄鍛到機加裝配都要消耗大量能源，我們?nèi)绻苁褂酶咝阅苡汀⒍嗉売�，運行中加強維護，完全可以延長設(shè)備壽命。一臺設(shè)備等于幾臺．十幾臺使用。將大幅減少維修，其間接和直接效益又何以用數(shù)字計算呢!
二、高清潔度油品，帶來了少維修
近年來陸續(xù)有報導(dǎo)．由于油品污染造成的損失數(shù)目驚．人。如某礦山新油運到礦井地面．其污染度已達到NASIO級。某礦務(wù)局從國外引進綜采機組由于油液污染嚴重，短短幾個月時間內(nèi)，就有數(shù)十臺液壓泵和液壓馬達損壞，造成直接經(jīng)濟損失幾十萬美元。某筑路單位從國外購買卡特公司各種工程機械達幾百萬元，由于使用時不懂維護，短短幾年造成液壓閥組卡咬，動作失效，換成國產(chǎn)閥組至今處于出工不出力狀態(tài)。國內(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題外，還由于近年來液壓潤滑元件精密程度越來越高運動間隙變小．對超細微粒越來越敏感所致，加之一些用油單位不認識，又沒有檢測手段造成事故頻繁。通過國內(nèi)外大量實際研究證實除了油品本身質(zhì)量外，常與管理維護不當(dāng)使油污染有關(guān)，要在油品高清潔度上下功夫，必須有一個與使用設(shè)備相適應(yīng)的高效潤滑過濾系統(tǒng)，把污染物及時分離出來。
SKF軸承制造商是世界最負有盛名的公司，它們通過大量試驗，深入研究了負荷，油液粘度，顆粒污染物等各種因素對軸承壽命的影響得出結(jié)論：即清除潤滑油中2-5微米固體顆粒，滾動軸承疲勞壽命可延長到原來的10-50倍。根據(jù)發(fā)動機綜合研究理論，使用改趙后的清潔型機器潤滑油將發(fā)動機壽命延長8倍，1997年BHP(澳大利亞墨爾本大學(xué)維護技術(shù)研究院)鋼鐵維修委員會在日本BHP鋼鐵公司兩大軋鋼廠中，通過運行中潤滑問題的研究，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％。又在此期間通過在全廠范圍內(nèi)實行潤靖污染預(yù)防控制工藝，取得了顯著效益。全廠范圍內(nèi)軸承購買率減少5％，液壓泵更新率減少80％，潤滑油消耗減少83％，潤滑故障頻率減少90％。②我國天津港務(wù)局是外貿(mào)主要港口之一，現(xiàn)在66個泊位，各類機械2272臺(套)，船舶44艘，設(shè)備固定資產(chǎn)總值達17億元，該局從20世紀90年代開始抓油渡凈化工作，使得各種發(fā)動機，鏟車、吊車、裝載車故障明顯下降。停機維修損失大為減少，每年節(jié)約油料和維修成本高達500萬元。當(dāng)前，已有單位，甚至將新進油品(當(dāng)然不是高清潔度油)先過濾達到要求污染度等級再用．針對這一全球技術(shù)課題，美國一公司提出了“全面清潔度控制”(TCC)的觀念，旨在從單個零件的生產(chǎn)系統(tǒng)開始運行及今后的工作壽命的整個生產(chǎn)過程中，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．工作不落實有效規(guī)章制度，規(guī)范，末能實施有關(guān)。因此要想真正落實TCC，必須做到“三全”管理才行。③目前我國清潔度油生產(chǎn)不多，就是生產(chǎn)多，在運行過程中，也必須在線過濾才算最好。因為將油中顆粒物分離出去，會使軸承疲勞壽命提高lO一50倍。這種既節(jié)省投資，因為一臺濾油機有幾萬元就可買到，又能大量減少維修，又有巨大的效盞，是任何只知道從機械備件本身上找原因的人，無法想象的。
三、特種專用潤滑劑改變了維修手段
①治理漏油
跑、冒、滴、漏一直是我國不少企業(yè)存在的老大難，特別是一些煙草、食品、醫(yī)藥漏油帶來的危害更丈。跑、冒、滴、捕有設(shè)計上制造上或密封件質(zhì)量問題，也有不少是屬運行中維護上。這里介紹從潤滑油上來解決的方法，既以脂治漏，如一些變速箱、傳動箱、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值達到10x106mm·r／min或更高，早已突破過去教科書3×105mm·r／min的界限。在一些靜密封低速、重載動密封可以應(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、減少環(huán)境污染，遠比機械設(shè)備改造上下功丈簡單，造價低、見效快。對一些長期跑、冒、滴、漏的老大難企業(yè)不失為一個好辦法。
②重型齒輪早期康復(fù)處理——跑臺油
××廠減速器，額定功率1260KW，使用185h，發(fā)現(xiàn)齒面有點蝕現(xiàn)象，3個月后發(fā)現(xiàn)70％以上工作齒面有點蝕，任其發(fā)展下去，很快會報廢，傳統(tǒng)修理辦法．有的降級使用，有的焊補修復(fù)，完全用機械工程領(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，齒輪運轉(zhuǎn)時，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蝕快速磨掉的作用。減速器運轉(zhuǎn)5個月，檢查齒面狀況點蝕斑已不見。齒面變得比較光滑④。鞍鋼××廠1660噸大剪減速器．原用N320中負荷齒輪油，后發(fā)現(xiàn)點蝕，改用N150低凝高極壓齒輪油后，已運轉(zhuǎn)6年，工作正常。齒面點蝕反而減少⑤。這里重要是添加劑量和跑臺時間控制．新的康復(fù)方法，完全拋開傳統(tǒng)的作法，利用近年來添加劑發(fā)展成果，利用化學(xué)手段，不拆機器，甚至不停車，對齒輪進行修復(fù)，可使壽命成倍甚至十一倍增長。
③高溫絲扣防粘劑的應(yīng)用
通常設(shè)備在維修保養(yǎng)時，首先是拆御，其次重新組袈，這其中有一些螺栓會因銹蝕酸堿侵蝕，高低溫工況卜難以拆下，用鋸鋸斷，氧氣燒斷等，甚至擰斷，無法修理。我國有相當(dāng)部分企業(yè)，螺紋是不涂任何潤滑劑的，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．便會形成一層固體潤滑膜,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)，長期使用后，仍比較容易拆卸，縮短了設(shè)備修理停機時間，減輕了維修工人勞動強度。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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