润滑脂(干油)集中润滑系统

北京科技大学 润滑技术讲座 1 润滑脂润滑脂 于油于油 集中润滑系统集中润滑系统 特点 1 供脂量精确 避免不必要的浪费 2 供脂时间准确 防止摩擦副润滑不足 3 自动化程度高 可节省人力和减轻劳动强度 4 系统工作可靠性高 可避免漏加润滑脂造成的摩擦功耗增加和设备磨损破坏 5 设备投资较大 润滑脂润滑特点 粘着性强 润滑持续时间长 流动性差 无法循环使用 要求 定时间 定消耗量补充 足够的润滑脂 保持良好的润滑状态 避免过量而造成浪费 污染 必须保证 定时 定量供脂 第一节第一节 干油集中润滑系统的组成和工作原理干油集中润滑系统的组成和工作原理 干油集中润滑系统组成 干油集中润滑系统组成 一般由润滑脂泵 于油泵 润滑脂过滤器 压力表 换 向装置 输脂主管 给油器 输脂支管等组成 一 双线非顺序式干油集中润滑系统一 双线非顺序式干油集中润滑系统 1 双线非顺序式给油器工作原理双线非顺序式给油器工作原理 给油器工作原理如下 管高压一进入给油器配油腔下腔一推动配油柱塞 3 向上 移动一配油腔下腔与下通道接通 将上通道与出脂口 A 接通一 H 管经配油腔下 腔一下通道进人压油腔下腔一推动压油柱塞 2 向上移动一将压油腔上腔的润滑脂 经上通道 出脂口 A 送人连接 A 口的摩擦副支管 北京科技大学 润滑技术讲座 2 供脂主管压力每交替变化一次 即完成一次供脂动作 供脂量由压油腔的直径和压油柱塞的行程决定 指示杆 6 与压油柱塞 2 为刚性连接 通过调节螺丝 8 在护罩 7 上的位置 可以改 变指示杆 6 的行程 从而改变压油柱塞 2 的行程 而达到改变供脂量 在护罩 7 通过视窗观察指示杆 6 的运动情况 判定给油器的工作情况 2 手动干油站工作原理手动干油站工作原理 北京科技大学 润滑技术讲座 3 手动于油站由人工驱动的柱塞式油泵 换向阀 储脂筒 压力计 单向阀 过滤 器和手摇柄等组成 工作原理如下 干油站的手摇柄与小齿轮 1 联接 摇动手摇柄一小齿轮带动齿条 柱塞 2 左右往复运动 北京科技大学 润滑技术讲座 4 柱塞 2 向左运动 单向阀 3 关闭 压力脂将左腔的单向阀 4 顶开 润滑脂在柱塞 的压迫下经过换向阀 6 进人主脂管 当所有的给油器工作完毕后 随着柱塞 式油泵不断工作主腊管 内的压力迅速升高 通过压力表可观察到主脂管 内 66 压力值 当主脂管 内的压力达到定值时 表明所有的给油器工作完毕 一次供 脂过程已经结束 此时停止泵脂 并将换向阀 6 推至左端 为下次主腊管 供脂做 好准备 干油泵上方储油泵加压强迫流动的方式 以保证润滑脂能可靠地进入柱塞式油泵 吸油腔 通过专用加脂孔和过滤器对储脂筒进行加脂作业 防止机械杂质对于泊系统元件 的堵塞以及减少对于油系境元件磨损 3 双线手动于油集中润滑系统的操作双线手动于油集中润滑系统的操作 北京科技大学 润滑技术讲座 5 手动干油集中润滑系统特点 设备维护筒单 操作简便 手动干油集中润滑系统用于 工作点数少 供脂要求不高 工作环境允许人工进 行润滑操作的单体机械设备 不适用 工作压力低不适合多点数 较长距离的生产线设备的润滑 4 双线电动于油集中润滑系统的操作双线电动于油集中润滑系统的操作 北京科技大学 润滑技术讲座 6 图 9 4 为流出式双线电动于泊集中润滑系统 双线电动干油集中润滑由电 动干油站 双线给油器 压力操纵阀 电极限开关 供脂主管 l 供脂主管 若干供脂支管组成 其工作过程如下 启动电动于油站电机 于油站向供脂主管之一压送润滑脂 各 双线给油器在压力润滑脂的作用下 分别动作向供脂支管压进一定体积量的润滑 脂 当所有的双线给油器动作完毕后 设在系统最远端的压力操纵阀起动 推动 极限开关发讯 使电磁换向阀换向 同时切断电动机电源 完成 次供脂过程 经过预先设定的时间间隔后 系统自动启动开始下一供脂过程 压力操纵阀后装双线给油器 防止压力操纵阀腔内的润滑脂老化 变质 干 固影响压力操纵阀的正常使用 双线非顺序式于油集中润滑系统的特点是系统工作可靠 各给油器独立工作 互不于扰 缺点 所需的管路多 投资成本大 二 单线非顺序式子油集中润滑系统二 单线非顺序式子油集中润滑系统 北京科技大学 润滑技术讲座 7 用一根输蹭主管向单栈给油器供脂 输脂主管一次压力变化过程后 润滑系统的单线给油器就完成 次向摩擦副定量 供脂的动作 特点 1 结构紧凑 体积小 重量轻 2 线路简单 节约管材 3 单线给油器制造精度高 工艺性差 毒 供脂距离短 系统适合于润滑点数较少的单体设备润滑 1 单线非顺序式给油器工作原理单线非顺序式给油器工作原理 田 9 7 为单线非顺序式给油器结构图 其工作原理如下 压力润滑脂从输脂主管进人进油口 空心滑阀 2 在压力脂的作用下 向上移动打 开配油通路 3 压力润滑脂经配油通路 3 进入压油柱塞 4 上腔推动压油柱塞向下 移动 将处于空心滑阀 2 和压油柱塞 4 之间压油腔 7 的润滑脂从出油口 5 压入润 滑支管 送到摩擦副 完成一次定量供脂 当输脂主管压力逐渐降低时 在恢复 弹簧 6 的作用下 空心滑阀 2 向下移动 将配油通路 3 与空心滑阀 2 的环形槽和 中心通孔接通 形成压油柱塞 4 上腔 配油通路 3 空心滑阔 2 压油腔 7 之间 的通路 润滑脂沿着该通路 在恢复弹簧 6 的作用下 由压油柱塞 4 上腔进入压 油腔 7 为下一次供脂做好准备 因指示杆 8 与压油柱塞 4 为刚性连接 通过调 节螺丝 9 在护罩 10 上的位置 可以改变指示杆 8 的行程 周可改变压油柱塞 4 的行程 丽达到改变供脂量 在护罩 10 上开有视窗 检查人员可通过视窗观察 指示杆 8 的运动情况 来判定各给油器的工作情况是否正常 北京科技大学 润滑技术讲座 8 2 单线电动加油泵单线电动加油泵 图 9 8 为单线电动加油泵结构图 其工作原理是电动机通过套筒联轴器带动双 头螺杆 7 将运动传给螺旋齿轮 8 再带动圆盘形凸轮 9 与分配柱 10 一起旋转 凸轮 9 的边缘嵌入柱塞 11 末端的凹槽里 这样 当凸轮转动时 将带动柱塞作 轴向往复运动 实现吸油和压油动作 凸轮每旋转一周 每个柱塞各压进两次润 滑脂 北京科技大学 润滑技术讲座 9 3 单线非顺序式于油集中润滑系统单线非顺序式于油集中润滑系统 单线非顺序式于油集中润滑系统如图 9 9 所示 为了便于对系统工作状态 的观察 应在电动加油泵的出口处安装压力表 为防止机械杂质堵塞单线给油器 应在电动加油泵的出口处安装干油过滤器 第二节第二节 干油集中润滑系统的分类干油集中润滑系统的分类 1 根据供脂的管线分类根据供脂的管线分类 单管线 单线于袖集中润滑系统 采用单根输脂管向供脂点供脂 北京科技大学 润滑技术讲座 10 双管线 双线于油集中润滑系统 采用两根辅脂管向供脂点供脂 2 根据供腊的驱动方式分类根据供腊的驱动方式分类 手动干油集中润滑系统 采用人工为动力源 电动于溃集中润滑系统 采用电动机作为动力源 风动于油集中润滑系统 采用压力气源作为动力源 3 根据双线供脂管路布置形式分类根据双线供脂管路布置形式分类 流出式干油集中润滑系统 环流式干油集中润滑系统 4 单线供脂时 根据润滑点的动作颊序分类单线供脂时 根据润滑点的动作颊序分类 单线顺序式 润滑点的给脂顺序为逐点递进的方式 单线非顺序式 润滑点的给脂为随机方式 单线循环式 第三节第三节 干油集中润滑系统的设计和计算干油集中润滑系统的设计和计算 一 设计步骤一 设计步骤 于油集中润滑系统的设计步骤如下 1 根据各润滑点的摩擦表面的需要 计算出润滑脂的消耗量 并选择给油器的形 式和大小 2 确定润滑制度 工作循环时间 3 选择润滑站的形式和大小 4 根据设备的各摩擦副的分布 绘制管路布置图 J 确定管道尺寸 验算管道中的压力损失 完虚系境设汁说明书编制和管路布置 图绘制工作 二 按设计步骤进行设计计算二 按设计步骤进行设计计算 润滑脂的损耗方式 工作面积 热蒸发 水淋 流失 灰尘污染 1 计算润滑脂的消耗量计算润滑脂的消耗量 选择给油器的形式和大小每个滑滑点的润滑脂的消托定额 Q 为 滑动轴承 mL 班 9 1QDL KK 0025 12 滚动轴承 mL 班 9 2 QDN KK 0025 12 滑动平面 mL 班 9 3QBL KK 0025 112 齿轮 mL 班 9 4Qbd 0025 上面各式 D 轴孔直径 cm L 轴承长度 cm 北京科技大学 润滑技术讲座 11 N 轴承系数 单列轴承 2 5 双列轴承 5 B 滑动平面宽度 cm L1 滑动平面长度 cm b 小齿轮的宽度 cm d 小齿轮的节圆直径 cm 每班为八小时 K1 为速度对润滑脂消耗量的影响系数 见表 9 1 系数 K1 的值 表 9 1 转速 r min 微动2050100200300400 K10 30 50 71 01 81 82 5 K2 为工况条件对润滑脂消耗量的影响系数 见表 9 2 系数 K2 的值 表 9 2 工况条件粉尘作业室外作业高温 80 C 气体及水污染 K20 3 10 3 10 3 60 3 6 根据 Q 值 计算各个润滑点在工作循环时间内所需的润滑脂的总量 选择给油器 每一给油器的供脂量由下式确定 厘米 3 每根支管 每行程 9 5QQT 1 8 式中 Q1 给油器每一个工作柱塞 每次动作供给润滑点润滑脂的容量 T 工作循环时间 或润滑周期 即前后两次供脂的间隔时间 全系统每一工作循环的润滑脂需要量 Q总为 mL Qvvvv 总 1234 v1 全部分配器给脂量总和 mL v2 全部分配器损失脂量总和 mL 它是指分配器或阀件完成一个工作的同时 也将该元件中某一油腔中的润滑脂由一条供脂主管转移到另一条供脂主管或转移 到管线外面去了 其量随然不大 但不可忽视 表 9 3 为各种分配器损失脂量 v3 换向阀和压力操纵阀损失脂量总和 mL 表 9 4 为各种换向阀和压力操纵 阀损失脂量 北京科技大学 润滑技术讲座 12 v4 压力为 10 或 20MPa 时 系统管路内脂的压缩量总和 mL 表 9 5 为压力 为 10 或 20MPa 时 系统管路内脂的压缩量 2 确定润滑制度 确定润滑制度 润滑制度或干油站的工作循环周期 即前后两次供脂的间隔内油泵工作时间 加上油泵停歇时间 通常决定与摩擦表面的特点和工作条件如工作温度 载荷 速度 周围环境是 否有水淋 潮湿 灰尘 腐蚀介质等 对于手动干油站 小时T 4 对于自动干油站 可参考表 9 6 来确定 3 选择润滑站的形式 大小 和数量 选择润滑站的形式 大小 和数量 润滑站选择时应考虑如下内容 润滑站选择时应考虑如下内容 1 润滑点的数目是采用动力方式的主要依据之一 当润滑点少时 采用手动干 油集中润滑系统 反之 则采用电动干油集中润滑系统 若加脂操作环境恶劣 机器工作繁重 加脂操作自动化程度要求高 均需采用电动干油集中润滑系统 2 机器润滑点的分布情况 根据设备润滑点的布置形式 润滑点的多少 远近 设备润滑的要求 分别采用顺序式 非顺序式 流出式 环流式 单线式 双线 式等 3 手动干油站数量的确定 当润滑点为 30 40 个 输脂主管延伸半径长度为 2 15 米时 可采用手动 干油集中润滑系统 其润滑站的数量 N 计算可按下式 个 9 6N Q TQc 24 1000 总 式中 24 每昼夜工作时间 小时 油站利用系数 考虑润滑脂受压体积减小 油站工作泄漏 一般 Qc 手动润滑站储脂筒的容积 一般为 3 5 升 4 自动干油集中站数量的确定 自动干油集中站数量可达 500 个以上 润滑范围 区间半径 可在 5 120 米之间 供脂能力可按下式确定 厘米 3 分 9 7Q Q t 自 总 式中 t 每个周期电动机工作时间 一般取 t 5 10 分钟 油站利用效率 当干油泵工作时间 t 超过上述规定值时 应增加自动干油集中站的数量 4 确定干油集中润滑系统结构 确定干油集中润滑系统结构 北京科技大学 润滑技术讲座 13 干油集中润滑系统的形式 干油站的位置 管线配置 管线走向 给油器的安装 等 绘制干油集中润滑系统原理图和管线配置草图 5 输脂主管的液压损失计算 输脂主管的液压损失计算 1 影响润滑脂的传输压力损失的因素 影响润滑脂的传输压力损失的因素 1 润滑脂的粘度 针入度 2 工作环境温度 3 传输润滑脂管径 4 管长 5 润滑脂润滑脂的传输流量 2 验算油站油泵供脂能力 验算油站油泵供脂能力 并应保证压力操纵阀或换向阀等的工作压力要求 管路中的总压力损失应小于 4 6MPa 输脂管的直径主要根据管路的延伸长度来确定 参照表 9 7 润滑脂的传输压力损失由润滑脂的流动性来决定 润滑脂的流动性能取决于润滑 脂的组成和结构 同时也与流动速度 温度有关 干油集中润滑系统的工作压力 为 10 40 MPa 工作温度一般为 15 25 C 当温度过低时 可采用与输脂管 并行敷设蒸汽管道 并用保温材料将它们包扎在一起的方法 以降低输脂阻力 3 液压损失的计算步骤如下 液压损失的计算步骤如下 1 确定润滑系统的最低温度 因为温度减低 润滑脂的流动性变低 液压损失 增加 2 确定润滑系统输脂主管中各段管道上所分配的润滑脂流量 mL min 3 表 9 8 为一种润滑脂管道压力损失与管道润滑脂流量表 根据表 9 8 查出管 道 位长度上压力损失MPa m P 4 计算各管道的平均压力损失为 Mpa 9 8Pl P l 计算管道的长度 最后求出各管道流向的总压力损失 若管道的总压力损失为 4 6 MPa 则P 该系统符合设计要求 系统总供脂压力还应包括各分配器所需的起动压力 各种 控制器的换向压力等 考虑到干油集中润滑系统的工作条件随季节更换而变化 且系统压力损失也 难以精确计算 因此在确定系统工作压力时 通常以不超过润滑脂泵额定工作压 力的 85 为宜 北京科技大学 润滑技术讲座 14 干油集中润滑技术的发展趋势分析干油集中润滑技术的发展趋势分析 在矿山 冶金 船舶以及起重运输等行业 大型设备的干油润滑大多采用集 中供脂的润滑方式 多年以来 干油集中润滑的方式不断改进 从单线集中润滑 采用片式分配器 双线集中润滑 采用双线分配器 到智能集中润滑方式 集中 润滑设备的形式有了长足的进步和发展 1 早期的干油集中润滑方式 早期 2000 年以前 的干油集中润滑大多是单线集中润滑和双线集中润滑的 方式 与人工手动加油方式相比 这 2 种集中润滑方式均解决了设备的多点自 动供油问题 极大地减轻了人工加油的劳动量 降低了操作风险 提高了设备运 行的可靠性和稳定性 在相当程度上提高了主机设备的运转率 但这 2 种传统 的集中润滑方式都存在一定的弊端 1 1 单线干油集中润滑的堵塞现象 该方式下 设备各润滑点之间是一种串联关系 按设定好的顺序依次供油 如果一个点发生堵塞 会造成相互串联的所有润滑点都无法正常润滑 致使大面 积润滑堵塞 若无法及时准确地找到故障点 会给维护检修带来不便 其工作原 理如图 1 所示 为 6 个出油口依次出油 上边的 1 个分配器为母分配器 下边的 6 个分配器 为子分配器 每个子分配器带 6 个出油口 单线集中润滑系统的这种弊端 极 大地限制了其使用范围 主要应用在润滑点数少 各润滑点对润滑供应都有比较 苛刻要求的情况下 但实际生产中 大量采用的是双线集中润滑形式 1 2 双线干油集中润滑的泄漏现象 北京科技大学 润滑技术讲座 15 设备各润滑点之间是一种并联关系 系统将所有的润滑点均分为 2 组 其 不足是 系统中一旦有润滑点泄漏 造成 2 根主油管末端之间的差压难以建立 系统不换向 就会造成所有润滑点都不能得到润滑 整个系统处于瘫痪状态 且 无法及时发现 不利于操作人员及时维修 给设备安全运行造成威胁 其工作原 理如图 2 所示 图 2 中分配器为双线式分配器 其工作过程为 随着 2 根主油管的交替打压 各分配器的 2 个半边也交替出油 连在同一个系统中的分配器数量可以很多 系统可以为很多点提供润滑 但由于双线集中润滑供油的具体情况不清 工厂实 际应用时 为了保障设备润滑的需要 多采取超量供油 造成润滑油浪费严重 以钢厂铁前烧结为例 一台 360 m 2 的烧结机滑道 每个月正常需要的 2 号锂 基脂约 1 t 左右 但由于各供油点出油情况不明 为了保护设备 提高负压风利 用率 一般采用大量供脂的方式 每月实际用脂量达到 3 6 t 造成浪费和污染 2 干油集中润滑方式的现状 自 2000 年以后 自动检测和控制技术逐步引入集中润滑系统 从顺序喷油 润滑开始 发展出一种智能干油集中润滑系统 其主要目标就是解决上述 2 种 集中润滑方式的不足 提高集中润滑系统运行的稳定性 控制的灵活性和润滑设 备工作状况的可见性 其实现的手段就是 通过电磁阀控制各个给油点 通过油 流开关或油流计量装置 检测油路是否通畅 各点单独受电磁阀控制 点与点之 间没有关联 避免在润滑点之间形成故障链的可能 系统不会再因一个润滑点的 故障 引起大面积润滑不畅的现象 能够明确知道各润滑点的供油情况 包括油 路是否通畅 每次供油的供油量等 在系统中有润滑点润滑不正常的时候 能及 北京科技大学 润滑技术讲座 16 时发现并给出报警信号 指明故障位置 满足维护人员及时 方便地处理问题的 需要 其工作原理如图 3 所示 图 3 中系统的分油由智能分油箱完成 其工作过程为 分油箱通过通信线 路受控于主控柜 并将执行情况经过通信线路上报主控制柜 智能分油箱的数量 可以很多 系统可以同时为多个润滑点提供润滑 从以上介绍及原理图可以看出 智能干油集中润滑比传统的单线双线集中润 滑虽然有了很大的进步 但也存在如下弊端 1 现场需要控制油流通断的电磁阀和对油流进行监控的检测装置 2 现场需要布设对电磁阀和检测装置件进行监控的专用线缆 由于大多数工业 现场环境温度高 粉尘大 湿度大 腐蚀性强 并不适合电子器件和线路的布设 所以 必须解决恶劣环境下的设备应用问题 3 干油集中润滑的发展趋势 今后几年 干油集中润滑设备将在以下几个方面进行技术改进和发展 3 1 采用载波通信方式 减少控制系统和现场之间的连线数量 取消在恶劣环境中易受损的专用通 信线缆 现场只有线径较大 受高温高腐蚀影响较小的动力线路 不仅简化了电 路 使系统组合更加合理 而且提高了整个系统在高腐蚀等恶劣环境下的可靠性 和稳定性 在干油集中润滑系统中 一个油泵站一般只为同一个车间或工段的设备提供 润滑 其间的工业电源也用同一个变压器 适合于应用载波方式进行通信 3 2 新型液控阀的设计 实现通过一种液体完成对另外一种液体的控制 当在环境恶劣的现场完全不 采用电子器件和线缆的时候 如果仍然能够实现对各个润滑点的单独控制和单独 北京科技大学 润滑技术讲座 17 检测 可以说这样的集中润滑设备就是最理想的润滑设备 实现这个思路的关键 就是