集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
根據(jù)機(jī)械設(shè)備總體設(shè)計(jì)中各機(jī)械及摩擦副的潤(rùn)滑要求、工況和環(huán)境條件,進(jìn)行集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)并確定合理的潤(rùn)滑系統(tǒng),包括潤(rùn)滑系統(tǒng)類型的確定、計(jì)算及選定組成系統(tǒng)的各潤(rùn)滑元器件的性能、規(guī)格、數(shù)量、系統(tǒng)中所有管路尺寸及布局等。
集中潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟如下:
潤(rùn)滑點(diǎn)確定 →需油量的計(jì)算→供油方式的選擇→分配器的選定→潤(rùn)滑泵的選定→ 附件的選用
一、潤(rùn)滑點(diǎn)的確定
圍繞集中潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、工況和環(huán)境條件,收集所有潤(rùn)滑點(diǎn)必要的參數(shù)。例如:幾何參數(shù),如最高、最低及明遠(yuǎn)的潤(rùn)滑點(diǎn)的位置尺寸、潤(rùn)滑點(diǎn)范圍、摩擦副有關(guān)尺寸等;工況參數(shù),如速度、載荷等:環(huán)境條件,如溫度、濕度、有無(wú)砂塵等;運(yùn)動(dòng)形式,如變速運(yùn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)動(dòng)、間歇運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)等
二、需油量的選擇
摩擦副的耗油量與摩擦付的面積、材料、運(yùn)動(dòng)速度、表面光滑程度、壓強(qiáng)、油料的性能等因素有關(guān),因此是沒(méi)有絕對(duì)的計(jì)算公式的。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),下面的計(jì)算公式僅供參考,最終還要根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)的實(shí)際情況調(diào)整油量的計(jì)算值。
| 滾動(dòng)軸承 (滾珠軸承、滾柱軸承、滾針軸承) 需油量 Q =0.04×滾道內(nèi)徑×排數(shù)×K |
| 鏈條 需油量Q=0.008×長(zhǎng)度×寬度× K |
| 滑動(dòng)軸承 需油量 Q =0.023×轉(zhuǎn)軸直徑×軸承長(zhǎng)度×K |
| 滾動(dòng)導(dǎo)軌 需油量 Q =0.012×移動(dòng)件長(zhǎng)度×排數(shù)×K |
| 平面導(dǎo)軌 需油量 Q =0.0017×移動(dòng)件長(zhǎng)度×寬度×K (水平方向) 需油量 Q =0.006×移動(dòng)件長(zhǎng)度×寬度×K (垂直方同) |
| 齒輪 需油量 Q=0.046×分度圓直徑×齒寬×K |
| 圓柱導(dǎo)軌 需油量 Q =0.023×直徑×移動(dòng)件長(zhǎng)度×K(水平方向) 需油量 Q -0.07×直徑×移動(dòng)件長(zhǎng)度×K(垂直方向) |
| 凸輪 需油量 Q =0.013×接觸圓周×寬度× K |
※采用稀油潤(rùn)滑的,表中需油量Q單位為ml/h。
※采用油脂潤(rùn)滑的,表中需油量Q單位為ml/4h。
※表中直徑、長(zhǎng)度、寬度單位為cm。
※K為給油系數(shù),與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān),可查下圖。

3. 供油方式的選擇
※油料的選擇
全損耗潤(rùn)滑的主要目的是減少磨損,起冷卻作用的很少,因?yàn)樗挠土坑邢蓿豢赡軒ё吆芏酂崃俊膰?guó)內(nèi)外使用情況顯示,目前使用的油劑已向較濃的方向發(fā)展,有的開(kāi)始用軟油脂。因濃油及油脂對(duì)密封性能、環(huán)境管理、減少潤(rùn)滑油的流失等都優(yōu)于稀油,缺點(diǎn)是在低溫下使用有影響,因?yàn)檎扯入S溫度的變化而變化,應(yīng)在使用中注意。
※供油方式的選擇:
1. 抵抗式(或稱節(jié)流式)集中稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)
抵抗式集中稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)中所使用的潤(rùn)滑油泵有活塞潤(rùn)滑泵和齒輪潤(rùn)滑泵之分,組成潤(rùn)滑系統(tǒng)的特點(diǎn)是有所區(qū)別的。
1.1 抵抗式集中稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)(活塞泵)
該系統(tǒng)由DHB系列等公稱壓力低于0.5MPa的活塞潤(rùn)滑泵與BJ型抵抗式計(jì)量件、單排分油塊及有關(guān)管路附件組成,主管路外徑一般為?4。通過(guò)計(jì)算各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)中摩擦副所需的耗油量,按需選擇不同排量的柱塞潤(rùn)滑泵與不同規(guī)格的計(jì)量件(參考抵抗式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的選用和計(jì)算)。活塞潤(rùn)滑泵輸出定量的潤(rùn)滑油后,通過(guò)抵抗式計(jì)量件對(duì)各潤(rùn)滑點(diǎn)的供油量進(jìn)行控制與分配,所以各潤(rùn)滑點(diǎn)實(shí)際得到的油量取決于柱塞潤(rùn)滑泵的排量及工作時(shí)間(或沖程)以及計(jì)量件的流量定數(shù)。
計(jì)量件內(nèi)設(shè)有單向閥,既可防止排出的潤(rùn)滑油劑逆流,又可使計(jì)量件在主油管路壓力達(dá)到0.15MPa以上時(shí)才能排油,所以在潤(rùn)滑系統(tǒng)中相互間距離遠(yuǎn)、近、高、低的同型號(hào)計(jì)量件在實(shí)際使用中其出油量基本相同。
系統(tǒng)特點(diǎn):
◆系統(tǒng)工作壓力低。
◆潤(rùn)滑泵供油量準(zhǔn)確
◆計(jì)量件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,使用壽命長(zhǎng)
◆油排可任意并聯(lián)、串聯(lián)組合,安裝自由方便,計(jì)量件任意方位安裝不影響出油量。
◆既能滿足各潤(rùn)滑點(diǎn)中摩擦副的耗油量需求,又不會(huì)造成能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。
◆適用于主油管路長(zhǎng)不超過(guò)5m、高不超過(guò)2m,潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)在20點(diǎn)以下的小型機(jī)械設(shè)備。
1.2 抵抗式稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)(齒輪泵)
該系統(tǒng)由公稱壓力2.5MPa的稀油潤(rùn)滑齒輪泵(或泵組)與GQL型稀油濾油器、BJ型抵抗式計(jì)量件、分油塊及有關(guān)管路附件組成,主管路外徑一般為?6。通過(guò)計(jì)算各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)中摩擦副所需的耗油量,按需選擇不同流量的潤(rùn)滑泵與不同規(guī)格的計(jì)量件。潤(rùn)滑泵輸出定量的潤(rùn)滑油后,通過(guò)計(jì)量件對(duì)各潤(rùn)滑點(diǎn)的供油量進(jìn)行控制與分配,所以各潤(rùn)滑點(diǎn)實(shí)際得到的油量取決于潤(rùn)滑泵的流量及工作時(shí)間以及計(jì)量件的流量定數(shù)。
因計(jì)量件在主油管路壓力達(dá)到0.15MPa以上時(shí)才能排油,所以在潤(rùn)滑系統(tǒng)中相互間距離遠(yuǎn)、近、高、低的同型號(hào)計(jì)量件在實(shí)際使用中其出油量基本相同。計(jì)量件計(jì)量準(zhǔn)確、排油暢通、靈敏度高、使用壽命長(zhǎng),確保了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
系統(tǒng)特點(diǎn):
◆系統(tǒng)工作壓力低,油泵無(wú)卸荷閥,所以潤(rùn)滑泵停止工作后無(wú)卸荷過(guò)程;
◆潤(rùn)滑泵中的溢流閥只有在管路堵塞時(shí)作安全閥用;
◆潤(rùn)滑泵流量大,系統(tǒng)可滿足群多潤(rùn)滑點(diǎn)摩擦副的耗油量需求;
◆可在潤(rùn)滑泵內(nèi)配置有壓力開(kāi)關(guān)或在系統(tǒng)中設(shè)置壓力開(kāi)關(guān),以濫測(cè)潤(rùn)滑系統(tǒng)主管路斷流和失壓;
◆計(jì)量件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,使用壽命長(zhǎng);
◆油排可任意并聯(lián)、串聯(lián)組合,安裝自由方便,計(jì)量件任意方位安裝不影響出油量,并且系統(tǒng)中潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)可任意增減配置。
◆適用主管路長(zhǎng)不超過(guò)12m,高不超過(guò)5m,潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)群多的各類機(jī)械改備上全損耗間歇潤(rùn)滑或連續(xù)循環(huán)潤(rùn)滑。
2、定量式(或稱容積式)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)
定量式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)按分配器排油形式分為加壓式、缷壓式。加壓式分配器的工作原理是在系統(tǒng)加壓過(guò)程中排油,系統(tǒng)卸荷后儲(chǔ)油;卸壓式分配器的工作原理是在系統(tǒng)加壓過(guò)程中儲(chǔ)油,系統(tǒng)卸荷后排油。
2.1系統(tǒng)組成(參考定量式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的選用和計(jì)算)
加壓式定量稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由公稱壓力為2.5MPa左右且具有卸荷功能的稀油潤(rùn)滑泵與DPQ型加壓式稀油定量分配器、GQL濾油器及有關(guān)管路附件組成。
卸壓式定量稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由公稱壓力為2.5MPa左右且具有卸荷功能的稀油潤(rùn)滑泵與 DPQX 型卸壓式稀油定量分配器,GQL濾油器及有關(guān)管路附件組成。
加壓式定量油脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由公稱壓力為4.OMPa左右且具有卸荷功能的油脂潤(rùn)滑泵與T86型加壓式油脂定量分配器、GQG油脂濾油器、及有關(guān)管路附件組成。其系統(tǒng)布局與加壓式稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)相同,區(qū)別在于潤(rùn)滑泵、分配器及濾油器的型式不同。
卸壓式定量油脂集中潤(rùn)滑系統(tǒng)由公稱壓力為4.OMpa左右且具有卸荷功能的油脂潤(rùn)滑泵與DPQX 型卸壓式油脂定量分配器,GQG濾油器、及有關(guān)管路附件組成。其系統(tǒng)布局與卸壓式稀油集中潤(rùn)滑系統(tǒng)相同,區(qū)別在于潤(rùn)滑泵、分配器及濾油器的型式不同(。
2.2系統(tǒng)特點(diǎn):
潤(rùn)滑點(diǎn)各摩擦副每次得到的油量取決于分配器的儲(chǔ)油容積,與潤(rùn)滑泵流量無(wú)關(guān),當(dāng)系統(tǒng)主管路壓力達(dá)到額定值后,潤(rùn)滑泵輸出多余的油劑通過(guò)溢流閥回到油箱。潤(rùn)滑泵必須是間歇工作,即通過(guò)潤(rùn)滑泵自帶的控制器或主機(jī) PLC 設(shè)定工作時(shí)間和間歇時(shí)間,且潤(rùn)滑泵停止工作后系統(tǒng)主管路都得卸荷,因?yàn)榧訅菏胶筒顗菏椒峙淦髟谙到y(tǒng)主管路卸荷后才能儲(chǔ)存油劑,為下一工作循環(huán)作準(zhǔn)備,而卸壓式分配器在系統(tǒng)主管路卸荷后才能排出油劑。
◆系統(tǒng)必須間歇工作,間歇時(shí)間和工作時(shí)間應(yīng)設(shè)置合理,以便于油泵每次工作主管路都能達(dá)到額定工作壓力,油泵停止工作后主管路都能完卸荷。
◆系統(tǒng)定時(shí)定量地向各潤(rùn)滑點(diǎn)輸送潤(rùn)滑油劑,能滿足各潤(rùn)滑點(diǎn)中摩擦副的耗油量需求,不會(huì)產(chǎn)生油量過(guò)多而造成能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。
◆潤(rùn)滑泵內(nèi)設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)(選裝件)或在系統(tǒng)管路末端設(shè)置壓力開(kāi)關(guān),用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主管路斷流和失壓。
◆系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單、方便,根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)實(shí)際需油量選用相應(yīng)排量的分配器。
◆適用于潤(rùn)滑點(diǎn)群多,主管路距離長(zhǎng)(高),給油劑量要求準(zhǔn)確、稀油(或油脂)間歇潤(rùn)滑的各種機(jī)械設(shè)備。
3、遞進(jìn)式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)
遞進(jìn)式集中潤(rùn)滑系統(tǒng)即可是稀油潤(rùn)滑系統(tǒng),亦可是油脂潤(rùn)滑系統(tǒng)。由各種公稱壓力為1~16MPa的潤(rùn)滑泵與遞進(jìn)式分配器及有關(guān)管路附件組成(見(jiàn)示圖五)。
該系統(tǒng)的工作原理是由潤(rùn)滑泵輸出的壓力油劑推動(dòng)遞進(jìn)式分配器內(nèi)的柱塞,使其進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),將油劑強(qiáng)制、定量、順序地輸送給各潤(rùn)滑點(diǎn)。在遞進(jìn)式分配器上設(shè)置循環(huán)指示器(選裝件),用來(lái)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)作狀況。如果配置循環(huán)發(fā)訊器(選裝件)并與控制器聯(lián)接便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
遞進(jìn)式潤(rùn)滑系統(tǒng)的選用方法詳見(jiàn)附錄四。
系統(tǒng)特點(diǎn):
◆多種公稱壓力等級(jí)的潤(rùn)滑泵可配置,可根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)所需的油壓任意選擇。
◆強(qiáng)制向潤(rùn)滑點(diǎn)供送油劑,潤(rùn)滑點(diǎn)得到的油劑壓力高。
◆由分配器柱塞的截面積和行程確定出油口每一循環(huán)的給油量,所以給油量準(zhǔn)確。
◆通過(guò)循環(huán)指示器(選裝件)可目測(cè)分配器動(dòng)作次數(shù);通過(guò)循環(huán)發(fā)訊器(選裝件)反饋分配器的動(dòng)作次數(shù)給控制器,由控制器控制油泵工作與間歇。
◆循環(huán)指示器(或循環(huán)發(fā)訊器)還可監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑系統(tǒng)因管路斷流、失壓及潤(rùn)滑點(diǎn)堵塞等引起的分配器動(dòng)作失靈。
◆其中一個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)堵塞則整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。
◆遞進(jìn)式分配器排油暢通、靈敏,使用壽命長(zhǎng)。
◆可使用各種油劑,但潤(rùn)滑泵須根據(jù)所用的油劑決定類型。
◆廠泛適用于潤(rùn)滑點(diǎn)群多、管路距離遠(yuǎn)(高)、給油量要求準(zhǔn)確且強(qiáng)制給油的各類機(jī)械設(shè)備。
四、分配器的選定
潤(rùn)滑系統(tǒng)的供油方式確定后,等于確定了所用分配器的形式,然后根據(jù)各個(gè)摩擦副上安置的潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)量、位置、集結(jié)程度,按盡量就近接管原則將潤(rùn)滑系統(tǒng)劃分為若干個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)群,每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)群設(shè)置幾只分配器,再根據(jù)分配器每個(gè)出油口所連潤(rùn)滑點(diǎn)的需油量最終確定分配
器的型號(hào)。
五、潤(rùn)滑泵的選定
潤(rùn)滑系統(tǒng)的供油方式確定后,根據(jù)系統(tǒng)所消耗的油劑總量,可確定潤(rùn)滑泵的額定流量、公稱壓力、油箱容積,再根據(jù)機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng),確定工作電源、是否配置控制器等。
●供油頻率的選擇
全損耗型自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)都是間歇供油的。潤(rùn)滑點(diǎn)中摩擦副的需油量對(duì)于潤(rùn)滑齒輪油泵來(lái)說(shuō),都是很少量的。所以,油泵的工作時(shí)間很短(一般都<20秒,系統(tǒng)主管路達(dá)到額定工作壓力后保壓幾秒鐘就可以)而油泵的休息時(shí)間較長(zhǎng)(一般都>10分種)。如果摩擦副需油量較大時(shí),應(yīng)增加抵抗式計(jì)量件的流量定數(shù)或定量式計(jì)量件(分配器)的容積,而不是靠提高油泵供油頻率所獲得。如果把供油間歇時(shí)間設(shè)計(jì)得很短,那就失去間歇潤(rùn)滑的意義。
手動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定手動(dòng)油泵的工作時(shí)間及每次拉動(dòng)次數(shù)。
六、附件的選用
活動(dòng)部位的管路選用組合軟管,其余盡可能使用鋼性管(如紫銅管);潤(rùn)滑點(diǎn)接頭根據(jù)潤(rùn)滑點(diǎn)螺紋、位置空間選定;其余附件根據(jù)系統(tǒng)要求選用。







