CN108361230A - 一种气动精准间歇供脂控制系统及其供脂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精准间歇供脂气动控制系统，涉及间歇供脂设备技术领域，包括蓄能器、温度传感器和控制器，主线管路的两端分别连接至蓄能器和至少一套气动单元，气动单元的输出端连接有供脂单元，供脂单元连接至需润滑的轴承座，温度传感器固定在轴承座上。本发明还提供了一种精准间歇供脂气动控制系统的供脂方法。本发明依靠蓄能器对供脂单元的动力供给，能够保证供脂过程的平稳运行；通过控制器对电磁阀的控制，能够控制供脂单元的动力供给与切断，通过流量传感器和压力传感器二能够精确换算出容气腔的体积变化，最终达到精确的间歇性供脂的效果，能够有效适应摩擦副表面对润滑脂的添加需求，改善轴承座摩擦副的润滑效果。

Description

一种气动精准间歇供脂控制系统及其供脂方法
技术领域
本发明涉及间歇供脂设备技术领域，具体的说是一种精准间歇供脂气动控制系统及其供脂方法。
背景技术
轴承座摩擦副表面对润滑脂的添加量和添加次数均有一定的要求：润滑脂添加过少、次数过低，摩擦副表面将会出现乏脂效应，润滑表面将会恶化，导致摩擦副表面润滑失效；润滑脂添加量过多、次数过多，摩擦副表面将会出现泛脂效应，造成润滑脂浪费的同时，摩擦副表面的散热效果较差，也将影响润滑脂的润滑效果。对轴承座润滑点实现精准、间歇供脂过程的控制显得尤为必要。然而，现有的润滑系统在精准、间歇供脂方面并没有取得较好的效果。造成这种局面的原因主要是：
1)选用供脂器进行轴承座润滑点供脂过程中，供脂器的动力一般为机械传动系统或化学反应的化学能，供脂器的工作呈现出持续性、微流量特性，机械传动系统或化学反应过程的间歇控制相对较为复杂；
2)选用集中润滑系统进行轴承座润滑点供脂过程中，因润滑脂在管路中的长距离输运，难以推算集中润滑系统管路出口处的压力，供脂过程多为泛脂，实现精准供脂尤为困难。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明提出了一种精准间歇供脂气动控制系统，致力于解决前述背景技术中的技术问题。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：
一种精准间歇供脂气动控制系统，包括蓄能器、温度传感器和控制器，蓄能器内存储有高压气体，主线管路的一端连接至蓄能器，主线管路的另一端连接有至少一套气动单元，气动单元与控制器电性连接，气动单元的输出端连接有供脂单元，供脂单元连接至需润滑的轴承座，温度传感器固定在轴承座上，且与控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，所述气动单元包括供气缸、流量传感器与压力传感器二，供气缸内设有可沿供气缸轴向移动的活塞一，供气缸的端部设有进气口，活塞一与进气口之间设有容气腔，进气口处连接有支线管路，支线管路上安装有电磁阀三，流量传感器与压力传感器二均位于支线管路上电磁阀三与供气缸之间，流量传感器与压力传感器二分别与控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，所述供脂单元包括缸体，缸体的一端设有出脂口，出脂口与轴承座的进脂口相连接，缸体内设有可沿供缸体的轴向移动的活塞二，活塞二与出脂口之间设有用于存储润滑脂的容脂腔，活塞一与活塞二之间设有连杆。
作为本发明的进一步的改进，所述供脂单元的缸体与供气缸呈复合缸结构，供气缸位于缸体内。
作为本发明的进一步的改进，所述主线管路上设有三通接头，三通接头的第三端连接有充气管路，充气管路的末端用于连接气源，充气管路上设有常闭的电磁阀一，主线管路上还安装有电磁阀二，电磁阀一与电磁阀二均与控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，还包括压力传感器一，压力传感器一可以安装在蓄能器内，也可以安装在主线管路上，压力传感器一与控制器电性连接，压力传感器一用于监控蓄能器内的压力变化，并将监测结果反馈至控制器。
作为本发明的进一步的改进，所述温度传感器的数量为两个，两个所述温度传感器对称的布置在轴承座上水平轴线以下位置。
一种精准间歇供脂气动控制系统的供脂方法，当轴承座的温度超出临界值时，蓄能器将高压气体送入气动单元内，气动单元推动供脂单元向轴承座内送入一定体积的润滑脂。
作为本发明的进一步的改进，送入轴承座内的润滑脂的体积的计算方法为，根据气体状态方程：P·V＝n·R·T，视温度T不变时，监控蓄能器送入气动单元的高压气体的流量和气动单元内的压强变化量，即可计算出气动单元内的体积变化量，另外，由于供脂单元的体积变化量与气动单元的体积变化量呈线性关系，即可计算出供脂单元的体积变化量，也即送入轴承座内的润滑脂的体积。
作为本发明的进一步的改进，还包括当蓄能器内的高压气体的压力不足时，使用气源向蓄能器内补充高压气体的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明依靠蓄能器对供脂单元的动力供给，能够保证供脂过程的平稳运行；通过控制器对电磁阀的控制，能够控制供脂单元的动力供给与切断，达到间歇的供脂的效果；通过支线管路上的流量传感器和压力传感器二，能够精确换算出容气腔的体积变化，进而得出供脂单元内部活塞的运行距离，达到对供脂量的精确控制。该系统可以实现供脂单元的精准、间歇供脂，能够有效适应摩擦副表面对润滑脂的添加需求，改善轴承座摩擦副的润滑效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本具体实施方式的主视图；
图2为本具体实施方式的供脂单元的局部详图。
图中，1-轴承座，2-温度传感器，3a-容气腔，3b-容脂腔，4-压力传感器二，5-流量传感器，6-电磁阀三，7-支线管路，8-气源，9-电磁阀一，10-主线管路，11-电磁阀二，12-蓄能器，13-压力传感器一，14-控制器。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1和图2所示，一种精准间歇供脂气动控制系统，包括蓄能器12、温度传感器2和控制器14，蓄能器12内存储有高压气体，主线管路10的一端连接至蓄能器12，主线管路10的另一端连接有至少一套气动单元，高压气体通过主线管路10进入气动单元内，为气动单元提供稳定的压力，气动单元与控制器14电性连接，气动单元的输出端连接有供脂单元，供脂单元连接至需润滑的轴承座1，温度传感器2固定在轴承座1上，且与控制器14电性连接，温度传感器2用于监测轴承座1的温度变化。还包括压力传感器一13，压力传感器一13可以安装在蓄能器12内，也可以安装在主线管路10上，压力传感器一13与控制器14电性连接，压力传感器一13用于监控蓄能器12内的压力变化，并将监测结果反馈至控制器14。
当气动单元的数量为多套时，多套气动单元之间相互并联。
气动单元包括供气缸、流量传感器5与压力传感器二4，供气缸内设有可沿供气缸轴向移动的活塞一，供气缸的端部设有进气口，活塞一与进气口之间设有容气腔3a，进气口处连接有支线管路7，支线管路7上安装有电磁阀三6，流量传感器5与压力传感器二4均位于支线管路7上电磁阀三6与供气缸之间，流量传感器5与压力传感器二4分别于控制器14电性连接，且分别用于监测支线管路7上的气体流量和气体压力。
供脂单元包括缸体，缸体的一端设有出脂口，出脂口与轴承座1的进脂口相连接，缸体内设有可沿供缸体的轴向移动的活塞二，活塞二与出脂口之间设有用于存储润滑脂的容脂腔3b，活塞一与活塞二之间设有连杆。
由活塞一与活塞二之间通过连杆相连，因此容脂腔3b的体积与容气腔3a的体积呈线性相关，所以当温度传感器2监测到轴承座1的温度超过临界值时，控制器14控制电磁阀三6打开，蓄能器12内的高压气体依次通过主线管路10和支线管路7进入容气腔3a中，使容气腔3a中的气压变大，推动活塞二移动，活塞一跟随活塞二移动，容脂腔3b的体积随之变小，位于容脂腔3b内的润滑脂被挤入轴承座1内，电磁阀三6关闭则润滑脂停止进入轴承座1内，通过控制电磁阀三6的开启与关闭，进而达到间歇性的给轴承座1润滑的目的。另外，根据气体状态方程：P·V＝n·R·T，视温度T不变时，当气体的压强P及物质的量n(对应流量)的变化量已知时，则可以确定体积V的变化量，所以利用流量传感器5与压力传感器二4分别测量支线管路7(也即容气腔3a)内的流量变化和压力变化，即可计算出容气腔3a内的体积变化，进而可以计算出容脂腔3b内的体积变化，也即向轴承座1内添加的润滑脂的体积。所以控制器14根据流量传感器5与压力传感器二4的监控，控制电磁阀三6的开启与关闭，就能够达到向轴承座1内间歇性的精准添加润滑脂的目的。
进一步的，供脂单元的缸体与供气缸呈复合缸结构，供气缸位于缸体内，这样既减小了设备的体积，而且活塞一与活塞二之间的连杆完全位于复合缸内，不会与外界接触，提高了连杆运行的稳定性。
进一步的，轴承座1在使用过程中，由于流体动压润滑的作用，轴承座1的水平轴线的下半部分受到的摩擦最严重，发热量也最大，为了能够精确的监测轴承座1的发热情况，温度传感器2的数量为两个，两个温度传感器2对称的布置在轴承座1上水平轴线以下位置，两个温度传感器2均与控制器14电性连接，其中任意一个温度传感器2监测的温度值超出临界值时，控制器14控制电磁阀三6打开，利用气压向轴承座1中补充润滑脂。
随着使用时间的推移，蓄能器12必然面临着能量的损失，需要向蓄能器12内补充高压气体，为了便捷的实现向蓄能器12内的补充高压气体，主线管路10上设有三通接头，三通接头的第三端连接有充气管路，充气管路的末端用于连接气源8，充气管路上设有常闭的电磁阀一9，主线管路10上还安装有电磁阀二11，电磁阀二11位于压力传感器一13与气动单元之间，电磁阀一9与电磁阀二11均与控制器14电性连接。当压力传感器一13监测到蓄能器12内的压力值降低到临界压力以下时，控制器14控制电磁阀二11关闭，电磁阀一9打开，气源8向蓄能器12内补充高压气体，当蓄能器12内的气体压力值达到预设值时，电磁阀一9关闭，气源8停止向蓄能器12内补充气体。
本发明依靠蓄能器对供脂单元的动力供给，能够保证供脂过程的平稳运行；通过控制器对电磁阀的控制，能够控制供脂单元的动力供给与切断，达到间歇的供脂的效果；通过支线管路上的流量传感器和压力传感器二，能够精确换算出容气腔的体积变化，进而得出供脂单元内部活塞的运行距离，达到对供脂量的精确控制。该系统可以实现供脂单元的精准、间歇供脂，能够有效适应摩擦副表面对润滑脂的添加需求，改善轴承座摩擦副的润滑效果。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：包括蓄能器、温度传感器和控制器，蓄能器内存储有高压气体，主线管路的一端连接至蓄能器，主线管路的另一端连接有至少一套气动单元，气动单元与控制器电性连接，气动单元的输出端连接有供脂单元，供脂单元连接至需润滑的轴承座，温度传感器固定在轴承座上，且与控制器电性连接。
2.根据权利要求1所述的精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：所述气动单元包括供气缸、流量传感器与压力传感器二，供气缸内设有可沿供气缸轴向移动的活塞一，供气缸的端部设有进气口，活塞一与进气口之间设有容气腔，进气口处连接有支线管路，支线管路上安装有电磁阀三，流量传感器与压力传感器二均位于支线管路上电磁阀三与供气缸之间，流量传感器与压力传感器二分别与控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：所述供脂单元包括缸体，缸体的一端设有出脂口，出脂口与轴承座的进脂口相连接，缸体内设有可沿供缸体的轴向移动的活塞二，活塞二与出脂口之间设有用于存储润滑脂的容脂腔，活塞一与活塞二之间设有连杆。
4.根据权利要求3所述的精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：所述供脂单元的缸体与供气缸呈复合缸结构，供气缸位于缸体内。
5.根据权利要求1所述的精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：所述主线管路上设有三通接头，三通接头的第三端连接有充气管路，充气管路的末端用于连接气源，充气管路上设有常闭的电磁阀一，主线管路上还安装有电磁阀二，电磁阀一与电磁阀二均与控制器电性连接。
6.根据权利要求1所述的精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：还包括压力传感器一，压力传感器一可以安装在蓄能器内，也可以安装在主线管路上，压力传感器一与控制器电性连接，压力传感器一用于监控蓄能器内的压力变化，并将监测结果反馈至控制器。
7.根据权利要求1所述的精准间歇供脂气动控制系统，其特征在于：所述温度传感器的数量为两个，两个所述温度传感器对称的布置在轴承座上水平轴线以下位置。
8.一种根据权利要求1所述的精准间歇供脂气动控制系统的供脂方法，其特征在于；当轴承座的温度超出临界值时，蓄能器将高压气体送入气动单元内，气动单元推动供脂单元向轴承座内送入一定体积的润滑脂。
9.根据权利要求8所述的精准间歇供脂气动控制系统的供脂方法，其特征在于：送入轴承座内的润滑脂的体积的计算方法为，根据气体状态方程：P·V＝n·R·T，视温度T不变时，监控蓄能器送入气动单元的高压气体的流量和气动单元内的压强变化量，即可计算出气动单元内的体积变化量，另外，由于供脂单元的体积变化量与气动单元的体积变化量呈线性关系，即可计算出供脂单元的体积变化量，也即送入轴承座内的润滑脂的体积。
10.根据权利要求8所述的精准间歇供脂气动控制系统的供脂方法，其特征在于：还包括当蓄能器内的高压气体的压力不足时，使用气源向蓄能器内补充高压气体的步骤。
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