容積式集中潤滑系統探索

白永勝

摘要： 在機床整機中，機床潤滑系統占據重要位置，機床潤滑系統的好壞直接關系到機床的使用壽命。為此，本文通過闡述潤滑的分類，分析潤滑系統的控制原理，研究潤滑系統故障，同時提出相應的政策建議，進而在一定程度上為探索容積式集中潤滑系統提供參考依據。

Abstract： In the machine tool， the machine tool lubrication system occupies an important position， the quality of machine lubrication system is directly related to the life of the machine. To this end， this paper describes the classification of lubrication， analyzes the control theory of lubrication system， researches lubrication system failure， meanwhile propose appropriate policy recommendations， and thus to some extent， to provide a reference for exploring volumetric centralized lubrication systems.

關鍵詞： 系統；集中潤滑；創新

Key words： system；centralized lubrication；innovation

中圖分類號：TE357 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）11-0048-02

0 引言

設計、調試、維修保養機床潤滑系統，通常情況下對于提高機床的精度、延長機床使用壽命等具有重要的作用。但是，在潤滑系統中，其電氣控制方面依然存在下列問題：

一是監控潤滑系統的工作狀態。對于普通機床控制系統來說，通常情況下，只是監控油箱油面，避免出現供油不足，對于潤滑系統出現的漏油、油路堵塞等現象，難以做出及時的反應。

二是在潤滑循環和給油時間方面，設置的比較單一，容易造成一定的浪費。在不同的工作狀態下，普通機床需要不同劑量的潤滑，例如：與加工階段相比，機床在暫停階段需要的潤滑油數量就比較少。針對上述情況，需要改進設計普通機床電氣控制系統中的潤滑控制部分，進而在一定程度上對潤滑系統的工作狀況進行實時的監控，使機床機械部件處于良好的潤滑狀態，同時能夠根據機床的工作狀態，對供油、循環時間等進行自動的調整，在一定程度上節約潤滑油。

對于運動副來說，為了降低磨損，通常情況下需要在運動副表面保持適當的潤滑油膜，也就是在磨擦副表面之間維持恒量供油，進而在一定程度上形成油膜。一般情況下，這是進行連續供油的最佳特性（恒流量）。對于小型軸承來說每小時的需油量通常為1-2滴，按照此要求，對一般潤滑設備進行連續供油存在一定的難度。實踐證明，在供油方面不管是過量，還是不足，同樣存在一定的危害。例如：對一些軸承在過量供油時會產生附加熱量、污染和浪費。

通常情況下，對潤滑設備進行周期性的定量供油，一方面可以保護油膜，另一方面又不會造成污染和浪費，可以說，周期性的定量供油是一種良好的潤滑方式。因此，通過周期供油系統取代連續供油。利用該系統使按照預定的周期時間對各潤滑點進行定量供油，在機床整機潤滑中占有重要位置，在現代機床導軌、絲桿等滑動副的潤滑，通常采用集中潤滑系統。所謂集中潤滑系統通常情況下就是通過一個液壓泵提供一定排量、一定壓力的潤滑油，在一定程度上對系統中的所有主、次油路上的分流器進行供油，然后按照所需油量，通過分流器對各潤滑點進行分配油，潤滑時間、次數、故障報警，以及停機等由控制器完成，在一定程度上實現了自動潤滑的目的，其特點是定時、定量供油，并且供油準確、效率高，使用方便，同時能夠延長機器的使用壽命，確保其使用性能。

1 潤滑的分類

1.1 單線阻尼式潤滑系統

對于單線阻尼式潤滑系統來說，通常情況下主要適用于機床潤滑點需油量少，以及需周期用油的場合。該系統利用阻尼式分配器，按照一定的比例將泵打出的油分配到相應的潤滑點。該系統通常用于循環系統或者開放系統，潤滑點的油量通常情況下通過時間進行控制。該潤滑系統的優點是使用靈活，潤滑點多一個或少一個對系統沒有影響，用戶可以自行安裝，當某一點發生阻塞時，其他點的使用不受影響。

1.2 遞進式潤滑系統

對于遞進式潤滑系統來說，通常情況下由泵站、遞進片式分流器兩部分組成，通過附有的控制裝置進行監控。其特點是：能夠監測任一潤滑點的堵塞情況，同時做出報警，進而終止運行，進而在一定程度上對設備進行保護；定量準確、壓力高，甚至高達21MPa，另外，一方面可以使用稀油，另一方面對使用油脂潤滑的情況都適用。

1.3 容積式潤滑系統

該系統向潤滑點供油，通常情況下是通過量閥為分配器來實現的，在容積式潤滑系統中配有壓力繼電器，進而在一定程度上使系統油壓達到預定值后發訊，停止電動機延時，從分配器定量供給潤滑油，對于容積式潤滑系統來說，通過換向閥進行卸荷，在一定程度上保持一個最低壓力，借助定量閥分配器對潤滑油進行補充，再次起動電動機是，將這一過程重復，進而在一定程度上達到規定潤滑時間。

2 潤滑系統的控制原理

機床潤滑系統的控制分為兩部分：電器控制和電子自動控制。

2.1 電氣控制原理

潤滑系統電器控制圖如圖1所示，通過控制交流接觸器KM1來控制潤滑電機主電源。經過電子自動控制來實現自動控制。endprint

2.2 自動控制原理

圖2為潤滑系統自動控制流程圖。當普車供電系統上電之后，便發出信號，使得潤滑系統開始工作，首次潤滑60s后，電機停止工作潤滑泵的供油壓力由裝在齒輪泵上的限壓溢流閥來調整，限壓溢流閥的溢流壓力一般調整為2.5MPa油路中的壓力大于2.5MPa時，齒輪泵直接向油箱內溢流，無油液輸出。箱內裝有浮子式液位開關，當油液減少到最低油位時，開關的浮子落下，液位開關閉合，油位報警燈亮，蜂鳴器鳴響。該裝置裝有一電子控制器可用它設置供油時間和間歇時間，當主系統開關接通時，開始向各潤滑點供油點供油其供油時間60S（可人為調整），計時完成后，便進入間歇時間30min（可人為調整）潤滑電動機停止工作。30min后再次工作60S，并循環工作。QF4為電動機過載保護開關，SL為潤滑油檢測開關，當電動機過載或潤滑油不足時則使系統發出報警信號。

潤滑系統的主輸油管道使用？準6*1的油管（尼龍管、鋁管或銅管），分支輸油管使用？準4*1的油管。使用？準6*1的尼龍管在安裝卡套時，管端應裝入外徑？準4的襯套，油管的管端應伸出2-3mm。以使安裝連接后卡套能卡緊油管，保證接頭連接處的密封性。

3 潤滑系統故障分析

3.1 潤滑系統工作狀態的監控

3.1.1 過載檢測

將過載保護元件應用到潤滑泵的供電回路中，在控制系統中，將其熱過載觸點作為輸入信號，潤滑泵一旦出現過載，即可被控制系統檢測到，同時進行相應的處理，在一定程度上使機床立即停止運行。

3.1.2 油面檢測

機床運行一段時間后，由于潤滑油是一種消耗品，潤滑油在潤滑泵油箱內的數量會逐漸減少。當油箱內潤滑油到達最低油位時，如果操作人員沒有及時發現，并進行添加，這時油面檢測開關會立即動作，油位報警燈亮，蜂鳴器鳴響。

3.1.3 壓力檢測

通過容積式集中潤滑系統處理機床的潤滑。對于容積式集中潤滑系統來說，只要容積式集中潤滑系統能夠正常工作，按照事先設定的潤滑劑，將相應的潤滑油供給該每個潤滑點。但是當容積式集中潤滑系統出現異常情況或失效，或者供油管路發生堵塞、漏油等情況，不管這種情況發生在供油回路中的任何一處，都會在一定程度上導致壓力出現異常。根據這個特點，在設計的過程中，在潤滑泵的出口處安裝相應的壓力檢測開關，同時將開關信號輸入控制系統，系統內的壓力在潤滑泵每次工作之后都要進行相應的檢查，在檢查過程中發現異常，機床工作立即停止，同時發出報警信號。

3.2 潤滑時間及潤滑次數的控制

通常情況下，為了降低機床運動副的磨損，需要在運動副表面保持適當的潤滑油，也就是對摩擦表面進行恒量供油，進而在一定程度上形成油膜。對于機床運動副來說，需要的潤滑油量要適當，通過連續供油方式往往達不到理想的效果。

對于集中潤滑系統來說，由于自身配置相應的微處理器，進而在一定程度上對潤滑泵停止時間和每次供油時間進行專門的設定，進一步對潤滑泵間隙工作進行控制，在控制面板上，操作人員可以進行任意的設定。

但是處于不同工作狀態的機床，在潤滑油的需求量方面存在一定的差異。如果機床中配置FANUC數控系統，潤滑油量可以通過控制潤滑泵的工作時間，進行調節。但是，在機床加工運行狀態下，需要對潤滑系統的供油方式進行綜合考慮，其它工作狀態沒有顧及。

通常情況下，按照（長度+移動行程）×寬度×K的公式，計算機床導軌需要的潤滑油量。通過對公式進行分析，可以看出：導軌上的軸的移動距離影響機床導軌潤滑油的需要量。

參考文獻：

[1]張泉，辛景.ZDRH-2000智能集中潤滑系統在縱鋼燒結機上的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2012（07）.

[2]胡鴻偉.模具的價值分析——6-32001D機油濾油器座硬模設計[J].價值工程，1987（03）.

[3]楊德芹.數控機床潤滑系統控制的改進[J].機電產品開發與創新，2009（03）.endprint

2.2 自動控制原理

圖2為潤滑系統自動控制流程圖。當普車供電系統上電之后，便發出信號，使得潤滑系統開始工作，首次潤滑60s后，電機停止工作潤滑泵的供油壓力由裝在齒輪泵上的限壓溢流閥來調整，限壓溢流閥的溢流壓力一般調整為2.5MPa油路中的壓力大于2.5MPa時，齒輪泵直接向油箱內溢流，無油液輸出。箱內裝有浮子式液位開關，當油液減少到最低油位時，開關的浮子落下，液位開關閉合，油位報警燈亮，蜂鳴器鳴響。該裝置裝有一電子控制器可用它設置供油時間和間歇時間，當主系統開關接通時，開始向各潤滑點供油點供油其供油時間60S（可人為調整），計時完成后，便進入間歇時間30min（可人為調整）潤滑電動機停止工作。30min后再次工作60S，并循環工作。QF4為電動機過載保護開關，SL為潤滑油檢測開關，當電動機過載或潤滑油不足時則使系統發出報警信號。

潤滑系統的主輸油管道使用？準6*1的油管（尼龍管、鋁管或銅管），分支輸油管使用？準4*1的油管。使用？準6*1的尼龍管在安裝卡套時，管端應裝入外徑？準4的襯套，油管的管端應伸出2-3mm。以使安裝連接后卡套能卡緊油管，保證接頭連接處的密封性。

3 潤滑系統故障分析

3.1 潤滑系統工作狀態的監控

3.1.1 過載檢測

將過載保護元件應用到潤滑泵的供電回路中，在控制系統中，將其熱過載觸點作為輸入信號，潤滑泵一旦出現過載，即可被控制系統檢測到，同時進行相應的處理，在一定程度上使機床立即停止運行。

3.1.2 油面檢測

機床運行一段時間后，由于潤滑油是一種消耗品，潤滑油在潤滑泵油箱內的數量會逐漸減少。當油箱內潤滑油到達最低油位時，如果操作人員沒有及時發現，并進行添加，這時油面檢測開關會立即動作，油位報警燈亮，蜂鳴器鳴響。

3.1.3 壓力檢測

通過容積式集中潤滑系統處理機床的潤滑。對于容積式集中潤滑系統來說，只要容積式集中潤滑系統能夠正常工作，按照事先設定的潤滑劑，將相應的潤滑油供給該每個潤滑點。但是當容積式集中潤滑系統出現異常情況或失效，或者供油管路發生堵塞、漏油等情況，不管這種情況發生在供油回路中的任何一處，都會在一定程度上導致壓力出現異常。根據這個特點，在設計的過程中，在潤滑泵的出口處安裝相應的壓力檢測開關，同時將開關信號輸入控制系統，系統內的壓力在潤滑泵每次工作之后都要進行相應的檢查，在檢查過程中發現異常，機床工作立即停止，同時發出報警信號。

3.2 潤滑時間及潤滑次數的控制

通常情況下，為了降低機床運動副的磨損，需要在運動副表面保持適當的潤滑油，也就是對摩擦表面進行恒量供油，進而在一定程度上形成油膜。對于機床運動副來說，需要的潤滑油量要適當，通過連續供油方式往往達不到理想的效果。

對于集中潤滑系統來說，由于自身配置相應的微處理器，進而在一定程度上對潤滑泵停止時間和每次供油時間進行專門的設定，進一步對潤滑泵間隙工作進行控制，在控制面板上，操作人員可以進行任意的設定。

但是處于不同工作狀態的機床，在潤滑油的需求量方面存在一定的差異。如果機床中配置FANUC數控系統，潤滑油量可以通過控制潤滑泵的工作時間，進行調節。但是，在機床加工運行狀態下，需要對潤滑系統的供油方式進行綜合考慮，其它工作狀態沒有顧及。

通常情況下，按照（長度+移動行程）×寬度×K的公式，計算機床導軌需要的潤滑油量。通過對公式進行分析，可以看出：導軌上的軸的移動距離影響機床導軌潤滑油的需要量。

參考文獻：

[1]張泉，辛景.ZDRH-2000智能集中潤滑系統在縱鋼燒結機上的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2012（07）.

[2]胡鴻偉.模具的價值分析——6-32001D機油濾油器座硬模設計[J].價值工程，1987（03）.

[3]楊德芹.數控機床潤滑系統控制的改進[J].機電產品開發與創新，2009（03）.endprint

2.2 自動控制原理

圖2為潤滑系統自動控制流程圖。當普車供電系統上電之后，便發出信號，使得潤滑系統開始工作，首次潤滑60s后，電機停止工作潤滑泵的供油壓力由裝在齒輪泵上的限壓溢流閥來調整，限壓溢流閥的溢流壓力一般調整為2.5MPa油路中的壓力大于2.5MPa時，齒輪泵直接向油箱內溢流，無油液輸出。箱內裝有浮子式液位開關，當油液減少到最低油位時，開關的浮子落下，液位開關閉合，油位報警燈亮，蜂鳴器鳴響。該裝置裝有一電子控制器可用它設置供油時間和間歇時間，當主系統開關接通時，開始向各潤滑點供油點供油其供油時間60S（可人為調整），計時完成后，便進入間歇時間30min（可人為調整）潤滑電動機停止工作。30min后再次工作60S，并循環工作。QF4為電動機過載保護開關，SL為潤滑油檢測開關，當電動機過載或潤滑油不足時則使系統發出報警信號。

潤滑系統的主輸油管道使用？準6*1的油管（尼龍管、鋁管或銅管），分支輸油管使用？準4*1的油管。使用？準6*1的尼龍管在安裝卡套時，管端應裝入外徑？準4的襯套，油管的管端應伸出2-3mm。以使安裝連接后卡套能卡緊油管，保證接頭連接處的密封性。

3 潤滑系統故障分析

3.1 潤滑系統工作狀態的監控

3.1.1 過載檢測

將過載保護元件應用到潤滑泵的供電回路中，在控制系統中，將其熱過載觸點作為輸入信號，潤滑泵一旦出現過載，即可被控制系統檢測到，同時進行相應的處理，在一定程度上使機床立即停止運行。

3.1.2 油面檢測

機床運行一段時間后，由于潤滑油是一種消耗品，潤滑油在潤滑泵油箱內的數量會逐漸減少。當油箱內潤滑油到達最低油位時，如果操作人員沒有及時發現，并進行添加，這時油面檢測開關會立即動作，油位報警燈亮，蜂鳴器鳴響。

3.1.3 壓力檢測

通過容積式集中潤滑系統處理機床的潤滑。對于容積式集中潤滑系統來說，只要容積式集中潤滑系統能夠正常工作，按照事先設定的潤滑劑，將相應的潤滑油供給該每個潤滑點。但是當容積式集中潤滑系統出現異常情況或失效，或者供油管路發生堵塞、漏油等情況，不管這種情況發生在供油回路中的任何一處，都會在一定程度上導致壓力出現異常。根據這個特點，在設計的過程中，在潤滑泵的出口處安裝相應的壓力檢測開關，同時將開關信號輸入控制系統，系統內的壓力在潤滑泵每次工作之后都要進行相應的檢查，在檢查過程中發現異常，機床工作立即停止，同時發出報警信號。

3.2 潤滑時間及潤滑次數的控制

通常情況下，為了降低機床運動副的磨損，需要在運動副表面保持適當的潤滑油，也就是對摩擦表面進行恒量供油，進而在一定程度上形成油膜。對于機床運動副來說，需要的潤滑油量要適當，通過連續供油方式往往達不到理想的效果。

對于集中潤滑系統來說，由于自身配置相應的微處理器，進而在一定程度上對潤滑泵停止時間和每次供油時間進行專門的設定，進一步對潤滑泵間隙工作進行控制，在控制面板上，操作人員可以進行任意的設定。

但是處于不同工作狀態的機床，在潤滑油的需求量方面存在一定的差異。如果機床中配置FANUC數控系統，潤滑油量可以通過控制潤滑泵的工作時間，進行調節。但是，在機床加工運行狀態下，需要對潤滑系統的供油方式進行綜合考慮，其它工作狀態沒有顧及。

通常情況下，按照（長度+移動行程）×寬度×K的公式，計算機床導軌需要的潤滑油量。通過對公式進行分析，可以看出：導軌上的軸的移動距離影響機床導軌潤滑油的需要量。

參考文獻：

[1]張泉，辛景.ZDRH-2000智能集中潤滑系統在縱鋼燒結機上的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2012（07）.

[2]胡鴻偉.模具的價值分析——6-32001D機油濾油器座硬模設計[J].價值工程，1987（03）.

[3]楊德芹.數控機床潤滑系統控制的改進[J].機電產品開發與創新，2009（03）.endprint