递进式分配器缺陷分析及其改良应用.doc

递进式分配器的缺陷分析及其改良应用 摘要：递进式分配器内部油道细长且复杂，高压下经过其中的润滑油脂易于沉积硬化堵塞油道，致使集中润滑系统瘫痪；润滑泵出口设置压力表或在递进式分配器进、出油口间设置压差传感器等改良措施或可以在一定条件下优化设备润滑效果。关键词：递进式分配器 堵塞油道 压力表 改良 在机电设备集中润滑领域，递进式分配技术应用非常广泛，其性能特点是分配精确，适合于稀油和低粘稠度油脂的润滑分配。近年来，由于应用习惯和过度宣传效应，也常被广泛应用于高粘稠度油脂的润滑分配，尤其是在风电集中润滑系统中。但是，限于其结构特点，递进式分配技术在应用于风电机组的润滑分配时，很容易造成堵塞以至于整个润滑系统瘫痪故障。润滑油脂变质硬化的原因 润滑油脂是由起润滑作用的基础稀油和稠化剂等通过物理过程混合而成，稠化剂分散在基础稀油中，形成结合强度较低的三维结构的胶束纤维结构骨架，基础稀油被吸附和固定在结构骨架中，使油失去流动性。在储存和使用过程中，基础稀油会从结构骨架中分离出来，特别是在管道压力输送中，挤压和揉搓加剧了基础稀油分离，随着基础稀油逐步分离析出，稠化剂逐步皂化沉积，最终如肥皂一般硬。长期的氧化变质也加剧油脂变质硬化。在润滑部位适量的分油是有益于润滑，但在管道输送中分油造成的皂化沉积会造成流通截面逐渐缩小，增加管道阻力。 递进式分配器结构分析分析各排油口每循环排油量均为0.2ml的带有十个和十六个润滑点的递进式分配器（图1），十个润滑点的递进式分配器有五个带五段直径和两个台肩的精密柱塞所构成的柱塞副，有多条交叉的细长孔，一个进油口，十个排油口，各排油口排油顺序依次为左侧1、3、5、7、9，右侧2、4、6、8、10，然后一直按此顺序往复循环，每次运行结束可能会停在其中任一排油口，其中，排油口9和10排出的油在分配器内流道长度最长（表1），约为271毫米。图中示出了排油口9实时排油情况，排油道分困油区和交换区，困油区油脂只随柱塞做往复移动不参与交换，交换区油脂量为0.2ml，从排油口9排出；压油道也分困油区和交换区，困油区油脂也只是往复移动不交换，交换区油脂来自进油口。等到排油口10排油时，原排油道变为压油道，原压油道变为排油道，两侧交换区作用相反。十六个润滑点的递进式分配器有八个柱塞副，一个进油口，十六个排油口，分配器内流道长度最长达406毫米。 图1 递进式分配器原理图 表1 递进式分配器内最长流道长度流通截面mm3孔22.5孔宽0.7柱塞台肩2处总长10润滑点最大流道长度mm751801627116润滑点最大流道长度mm12027016406堵塞原因分析及现象以十个润滑点的递进式分配器为例，排油口9和10的排油过程最复杂，两侧困油区内有相当一部分油脂被永远困在里面，只能往复挤压而不能排出。在递进式分配器安装运行的最初一段时间，由于油脂新鲜，递进式分配器内部油道内还没有油脂皂化沉积，阻力不超过2MPa。但是随着时间推移，在如此细长的流道内，在几兆帕甚至二十几兆帕压力挤压和揉搓下,基础稀油分离加剧，很容易就流走，而稠化剂逐步皂化，一点点沉积硬化，原本就细长的流道就像血管一样越来越细，特别是各宽0.7毫米长8毫米的柱塞台肩间隙处和困油的那部分油道，极易梗塞（图2）。随着分配器内部油道阻力越来越大，甚至达到十几兆帕，当管路系统总的阻力超过润滑泵出口设定的溢流阀压力（一般为3035MPa）时，该排油口就停止排油。而递进式分配器递进排油的结构使得其它排油口也无法排油，造成整个集中润滑系统瘫痪。此时，没有专业的维修人员和清洁的环境，分配器一般无法修复，只能更换。通常情况下，堵塞最先发生在递进式分配器内流道距离最长的排油口。 图2 柱塞台肩间隙处油脂沉积硬化 从表1 可见，十六个润滑点的递进式分配器润滑点更多,内部流道更长也更复杂，更易于堵塞。因此，集中润滑系统管路越长、递进式分配器润滑点数越多，油脂越粘稠，集中润滑系统由于堵塞而瘫痪的时间就越提前，当然也与气温和油脂的品质有一定关系，有的集中润滑系统仅仅两三年时间就因此而瘫痪。绝大多数递进式分配器堵塞的案例并不是由于油脂内混入了杂质，而是由递进式分配器自身结构原理所造成的，这得到了大量应用案例的印证。 递进式分配技术改良应用由于递进式分配器非常容易堵塞，所以用户会在递进式分配器上设置堵塞报警器，但是一旦报警，就意味着整个集中润滑系统已经瘫痪，润滑点不再有润滑脂供应，应该迅速修理，这往往让人措手不及。例如风力发电机，一般的保养周期是半年，如果保养时没报警，保养刚结束不久堵塞报警，让人莫衷一是，因此在递进式分配器上设置堵塞报警器，不能解决递进式分配器堵塞这一技术难题，也不能实现故障预报，给管理工作造成极大困扰，大大增加管理成本。有以下改良方案可供参考选择，方案一：在润滑泵泵油口处接压力表（图3），在集中润滑系统安装调试好后记录下压力表读数。随着时间推移，管道系统阻力会越来越大，压力表读数也会越来越大，在定期保养时观察记录压力表读数，当压力有规律地达到一定值时，即使递进式分配器能够排油，也应该考虑更换。例如，如果润滑泵泵油口设置的安全阀压力为30MPa，当压力表读数达到2025MPa左右时，即可考虑更换递进式分配器，做到计划管理，否则要不了多久，要么分配器堵塞报警，要么安全阀溢流，这两种情况都使得润滑点不再能得到油脂供应，影响设备润滑。 图3 润滑泵泵油口处接压力表方案二：在递进式分配器进油口和其内部流道距离最长的排油口之间接压差指示阀或传感器（图4