油脂分油器定量控制及應用分析

姚林曉 吳松 劉潤 易楠

（華北水利水電大學，河南鄭州 450045）

油脂分油器定量控制及應用分析

姚林曉 吳松 劉潤 易楠

（華北水利水電大學，河南鄭州 450045）

油脂分油器是實現油脂向潤滑點定量供應的裝置，能夠促進機械潤滑的智能化和集中化。基于此，根據油脂分油器的結構及工作原理，分析油脂定量控制方法。根據各類分油器的不同特性，結合潤滑點需油量及分布情況，選擇合適的油脂輸送方式。

油脂分油器；工作原理；定量控制

油脂分油器是安裝在油脂供給源與潤滑點之間的機械裝置，主要作用是完成潤滑脂向潤滑點的定量供應［1］。其工作的初始動力來源于潤滑系統油路中油脂的壓力，利用分油器內部活塞的定量運動完成機械潤滑。

對油脂分油器的結構和工作原理的研究，有利于實現對各個潤滑點供送潤滑劑量的精確控制。潤滑劑量的控制對機械潤滑效果有十分重要的影響。潤滑劑對機械部件起潤滑抗磨、密封防銹、冷卻減震的作用，潤滑劑過多或過少都會使運動件產生高溫，影響其使用壽命。本文主要研究3種常用油脂分油器的定量控制方法和應用，為此后集中潤滑系統的定量控制設計研究積累經驗。

1 油脂分油器定量控制方法與特點

1.1 定量加壓式分油器

定量加壓式分油器有1個進油口和1個出油口，能實現單個潤滑點的精確潤滑，其工作原理如圖1所示。

當潤滑系統中油泵開始工作時，油路中油壓上升，推動分油器內的傘形閥上移至封住芯桿的中心孔。油路中的油脂進入分油器的下油腔，油脂的壓力克服計量件內的彈簧力逐漸推動活塞上升，同時將上一循環儲存在上油腔內的油脂逐漸向外排出［2］。當活塞行程為S到達上腔頂點時，排油完畢。當潤滑系統中油泵停止工作時，油路中剩余油脂通過卸荷閥回到油箱中，系統壓力迅速下降，分油器活塞在彈簧作用下開始回復，傘形閥復位封住分油器進油口，活塞把儲存在下油腔內的油脂通過芯桿中心孔壓送到上油腔，即完成了下個過程的供油儲備。

圖1 定量加壓式分油器工作原理示意圖

在一個工作循環中，定量加壓分油器的排油量與上油腔體積變化量V相等。對于同一種型號的分油器，V只與活塞行程S有關：

式（1）中，R1為分油器外殼內徑，R2為芯桿外徑。對于同一型號的分油器，R1、R2完全相同，活塞行程越大，單次供油越多。定量加壓式分油器活塞行程在確定后不能改變，分油器排油量始終一定。

定量加壓分油器特點：①屬直壓動作型，即由潤滑泵輸送的壓力油脂推動計量件內置活塞動作，強制排出定量的油脂；②排油量精確，在一次供油周期內計量件僅排油一次，在潤滑系統中相互間距離的遠近高低，臥裝或立裝軍隊計量間的排量無影響；③強制排油，能有效防止油脂逆流，動作靈敏；④一個潤滑系統中鏈接多個定量加壓分油器，當某個潤滑點出現供油故障時對系統整體壓力影響不大，不便于故障監測。

1.2 遞進式分油器

遞進式分油器通過柱塞按順序動作，以遞進式逐點向各潤滑點供油，其工作原理如圖2所示。

圖2 遞進式分油器工作原理

在每個潤滑周期結束后至下個潤滑周期開始前，分油器中即儲備有油脂。當一個潤滑周期開始時，油脂以一定壓力進入分油器，首先推動柱塞A向右移動，使柱塞A右側油脂通過出油口6排出；繼續供油，柱塞M、柱塞E依次向右運動，油脂依次通過出油口1和出油口2排出；隨后在系統壓力下，柱塞A、柱塞M、柱塞E依次向左運動，依次向潤滑點3、4、5供油，完成一個潤滑周期［3］。

在遞進式分油器中，一個出油口的排油量V取決于其連通的活塞運動時的活塞行程S。當活塞端面為直徑R的圓時：

由于一個活塞向左和向右運動時行程S不變，所以連接在同一個柱塞左右兩端的出油口排油量相等。但同一個遞進式分油器中，各個活塞端面直徑R和行程S均不相同，保證了連接在同一分油器上的各個潤滑點供油量的差異。定量加壓式分油器的各個活塞行程在確定后同樣無法改變。

遞進式分油器特點：①將油脂強制、定量、順序地輸送給各潤滑部位；②必須排油暢通，任意堵塞分配器出油口、潤滑系統管道、潤滑點或潤滑點油槽未開設鞋油口，均會導致該系統超負載，分配器全不出油，便于監測；③一個潤滑系統中可有多組遞進式分油器并聯，也可有最多三級分油器串聯，根據潤滑點的不同需油量制定不同的連接方式。

1.3 雙線式分油器

雙線分油器適用于雙線潤滑系統中，有2個進油口和2個出油口，工作原理如圖3所示。

圖3 雙線分油器工作原理

當雙線潤滑系統中通過3a線路供油時，活塞4a向下運動堵住出油口5，活塞4b在油脂壓力下工作，將系統中儲存的油脂通過出油口6排出，完成第一階段供油。

潤滑系統切換至3b管道供油時，第二階段供油開始，分配器2個活塞按第一階段運動反向工作，并使定量油脂通過出油口5排出，完成一個潤滑周期［4］。

在以上2個供油階段中，出油口的排油均是通過活塞4b運動壓送完成的，排油量V與活塞行程S有關，式（2）對雙線式分油器同樣適用，R為活塞端面直徑。與定量加壓式分油器和遞進式分油器不同的是，雙線式分油器中活塞的行程可以通過調節螺絲改變。因此，雙線式分油器的排油量可以在一定范圍內調節。

雙線式分油器特點：①給油量可在規定范圍內進行調節，但需在復原狀態下進行；②強制供油，給油量定量、準確；③可通過只是干動作監測分配器工作情況；④可方便將偶數給油口合并為奇數給油口出油，得到2倍出油量。

2 油脂分油器應用分析

在實際應用中，分油器的選擇除了與潤滑點的分布情況相關外，分油器的工作特點和對油脂的定量控制也有較大影響。常用的3種分油器應用情況分別如下。

2.1 定量加壓分油器

多適用于潤滑點群多，管路距離長，給油量要求準確，間歇潤滑的大中型機械設備。例如，機床、商務車、印刷、包裝、紡織和農用等機械設備。

2.2 遞進式分油器

遞進式分油器的工作情況便于監測，因此遞進式集中潤滑系統廣泛適用于油脂量需求準確與強制給油的各類機械設備中。在潤滑點群多，管路距離遠的設備中，也具有其獨特的優勢。例如，冶金、店里、港口、礦山、船舶、起重、木工、食品和建筑工程等機械設備。

2.3 雙線式集中潤滑系統

雙線式集中潤滑系統中，系統壓力通常較高。系統安裝后，分配器數量可任意增減，不影響系統的正常工作。該系統能向多達1 000個潤滑點供送油脂適用于有大量呈帶狀分布的潤滑點的機械設備。例如，礦山、冶金、電力、水泥、磚瓦、制糖和釀造等行業機械設備［5］。

3 應用現狀與問題分析

集中潤滑系統具有“準量準時、省工降費、安全高效環保、延長設備壽命”的科學潤滑模式和良好潤滑效果，使其在國內車輛及工業設備等領域被廣泛應用。設計和生產集中潤滑產品的工廠增多和壯大，加速了集中潤滑產業的發展。然而，目前使用的油脂分配器也存在一些問題。潘斌等［6］指出油脂分油器處在集中潤滑系統的終端，在實際應用中會存在終端注脂壓力不足的缺限，對部分密封性要求高，排油阻力大的摩擦副潤滑不到位；在集中潤滑系統使用2a左右時，潤滑脂不到位或注油量不足問題更突出；在潤滑系統循環供油過程中，返回油箱的油脂中會帶有氣泡，且在下一循環工作周期會被油泵壓入配油器，影響配油器的儲油量，并對摩擦副的潤滑狀態產生不利影響。

針對目前存在的問題，韓清水等［7］提出使用粘稠的NLGI-0級極壓鋰基脂時，能確保自動調整臂等密封要求較高的潤滑點精確加注油脂的需求，并改變市場上直角的泄壓式分油器結構，使用加壓式分油器提高排油壓力。

4 結語

關于油脂分油器的研究，目前多限于集中潤滑系統工作中油脂的定量控制，尚無系統的應用理論。本文僅從各分油器工作原理方面初步討論了油脂分油器的應用與發展，以期為進一步的集中潤滑研究打下基礎。

［1］張桂榮.汽車底盤潤滑脂全自動集中潤滑系統簡介［J］.山東交通科技，1996（Z1）：40-42.

［2］魏俞涌.車輛底盤自動集中潤滑系統的研究及應用［D］.杭州：浙江工業大學，2009.

［3］梁雪.遞進式分配器的缺陷分析及其改良應用［A］//中國農機工業協會風能設備分會風能產業，2014：3.

［4］何平.遞進式集中潤滑系統在鍛壓機械中的應用［J］.鍛壓機械，1996（3）：43-44.

［5］李敬國，高文杰，劉希宏，等.雙線式自動干油集中潤滑系統參數設置與安裝［J］.安裝，2000（3）：6-8.

［6］潘斌，金鑫，趙民章.車輛集中潤滑應用現狀之問題分析［J］.城市公共交通，2008（5）：20-22.

［7］韓清水.AR60A車輛集中潤滑系統的技術特點［J］.城市公共交通，2007（4）：19-21.

Quantitative Control and Application Analysis of Grease Oil Separator

Yao Linxiao Wu Song Liu Run Yi Nan
（North China University of Water Resources and Electrical Power，Zhengzhou Henan 450045）

Grease oil separator is the device to realize quantitative supply oil to lubricating points,and to promote the intelligent and centralized lubrication.According to the structure and working principle of the grease oil separator, the quantitative control method of oil was analyzed.According to the different characteristics of oil separator,com?bined with the amount of oil and distribution of the lubrication point,we choose the right means of oil transportation.

oil separator；working principle；quantitative control

TH137.8+4

：A

：1003-5168（2017）01-0082-03

2016-12-12

姚林曉（1970-），碩士，副教授，研究方向：機械設計。