CN113653929A - 一种掘进机及自动润滑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机及自动润滑系统，自动润滑系统包括若干设于润滑脂泵箱的润滑泵单元，每个所述润滑泵单元构成一个润滑回路，全部所述润滑回路并联，所述润滑回路与分配装置连接后向若干润滑点供脂。上述自动润滑系统，主动对各润滑点输出润滑脂，保证各摩擦副始终处于良好的润滑状态，不受人为和工作环境的限制，减少了设备因润滑不良而造成的损坏，降低了工人劳动强度，提高了设备开机率。

Description

一种掘进机及自动润滑系统

技术领域

本发明涉及煤矿机械设备，特别涉及一种自动润滑系统。还涉及一种掘进机。

背景技术

对于煤矿机械设备而言：其一、由于矿井工作地点空间有限，所以要求煤矿机械设备结构紧凑、体积小、承载大，因此轴承、齿轮等摩擦副部位承受的压力负荷较大；其二、煤矿机械设备要根据生产需要，经常移动，工作环境多变，负荷变化大；其三、煤矿设备特别是采掘设备多属于重负荷，中速及低速传动，大多数要求频繁启动，设备常承受启动，停机时的冲击负荷，设备部件连接部位瞬时压力增大；其四、煤矿生产环境条件恶劣：温湿、淋头水、有煤尘及瓦斯，很多煤矿井下还有含硫的有害气体，因此煤矿设备都要遇到防火、防爆、防潮、防锈和防腐蚀等问题。所以，有效的润滑是延长设备使用寿命的关键。

轴承、齿轮靠齿轮油能实现良好的润滑，而摩擦副等部位则依靠人工手持黄油枪定期进行注脂来实现润滑。例如掘进机的铰接销轴和支重轮，在掘进机工作过程中要定期补加润滑脂。这种润滑方式主要存在以下缺点：(1)井下工人需定期用黄油枪给支重轮注入润滑脂，每次注脂还要拆卸轮轴端面上的螺堵，费时费力；(2)补加润滑脂的量难以掌握，只能依靠工人的经验来判断，而事实上过多过少的润滑脂对滑动轴承和浮动密封的影响都是不利的；(3)在掘进机工作过程中，往往由于底板比较松软，支重轮沉陷在泥泞之中，工人不方便维护；(4)由于操作工忽略了支重轮的润滑，久而久之可能会造成滑动轴承和密封因缺油磨损损坏。

因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的自动润滑系统使本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动润滑系统，主动对各润滑点输出润滑脂，保证各摩擦副始终处于良好的润滑状态，不受人为和工作环境的限制，减少了设备因润滑不良而造成的损坏，降低了工人劳动强度，提高了设备开机率。本发明的另一目的是提供一种掘进机。

为实现上述目的，本发明提供一种自动润滑系统，包括若干设于润滑脂泵箱的润滑泵单元，每个所述润滑泵单元构成一个润滑回路，全部所述润滑回路并联，所述润滑回路与分配装置连接后向若干润滑点供脂。

优选地，还包括程序控制装置和电机，所述电机控制所述润滑泵单元，所述程序控制装置通过继电器控制所述电机。

优选地，还包括传感器，所述传感器与所述程序控制装置信号连接，所述传感器逐一设于全部所述润滑回路。

优选地，还包括操作及显示装置，所述操作及显示装置连接所述程序控制装置以实现润滑控制及采集信息和指令反馈结果的实时显示。

优选地，所述分配装置包括回转分配阀，三个所述润滑泵单元与所述回转分配阀的三个进脂口分别连接以构成三个所述润滑回路，所述回转分配阀具有若干所述润滑点。

优选地，所述分配装置包括销轴一级分配器和销轴二级分配器，一个所述润滑泵单元与一个所述一级分配器连接，所述一级分配器分别与两个所述销轴二级分配器连接，所述销轴二级分配器具有若干所述润滑点。

优选地，所述分配装置包括承重轮一级分配器和承重轮二级分配器，一个所述润滑泵单元与一个所述一级分配器连接，所述一级分配器分别与两个所述承重轮二级分配器连接，所述承重轮二级分配器具有若干所述润滑点。

优选地，所述分配装置设有用以检测堵塞故障的检测装置。

优选地，所述润滑泵单元设有用以当泵压超过阈值时开启排油的安全阀。

本发明还提供一种掘进机，包括如上述所述的自动润滑系统。

相对于上述背景技术，本发明所提供的自动润滑系统包括润滑泵单元，润滑泵单元设于润滑脂泵箱，润滑泵单元的数量为若干，每个润滑泵单元构成一个润滑回路，全部润滑回路并联，润滑回路与分配装置连接后向若干润滑点供脂。该自动润滑系统通过润滑泵单元提供动力，向各个润滑回路供脂，经由分配装置后向若干润滑点供脂，该自动润滑系统相较于人工注脂而言，以系统的形式主动对各润滑点输出润滑脂，保证各摩擦副始终处于良好的润滑状态，不受人为和工作环境的限制，减少了设备因润滑不良而造成的损坏，降低了工人劳动强度，提高了设备开机率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自动润滑系统的原理图；

图2为图1中承重轮二级分配器的润滑点示意图；

图3为图1中销轴二级分配器的润滑点示意图；

图4为图1中回转分配阀的润滑点示意图；

图5为本发明实施例提供的润滑泵单元的原理图；

图6为本发明实施例提供的承重轮二级分配器的示意图；

图7为本发明实施例提供的回转分配阀的示意图。

其中：

1-润滑泵单元、2-销轴一级分配器、3-销轴二级分配器、4-回转分配阀、5-传感器、6-承重轮一级分配器、7-承重轮二级分配器、8-程序控制装置、9-操作及显示装置、10-继电器、11-电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图7，其中，图1为本发明实施例提供的自动润滑系统的原理图，图2为图1中承重轮二级分配器的润滑点示意图，图3为图1中销轴二级分配器的润滑点示意图，图4为图1中回转分配阀的润滑点示意图，图5为本发明实施例提供的润滑泵单元的原理图，图6为本发明实施例提供的承重轮二级分配器的示意图，图7为本发明实施例提供的回转分配阀的示意图。

在第一种具体的实施方式中，本发明所提供的自动润滑系统包括若干润滑泵单元1，若干不做数量限制，可以是一个，也可以是两个及两个以上的多个；若干润滑泵单元1设于润滑脂泵箱，每个润滑泵单元1构成一个润滑回路，全部润滑回路并联，润滑回路与分配装置连接后向若干润滑点供脂。

在本实施例中，润滑油存于润滑脂泵箱，润滑泵单元1提供动力，润滑油通过润滑回路向该润滑回路通向的润滑点供脂。该自动润滑系统相较于人工注脂而言，以系统的形式主动对各润滑点输出润滑脂，保证各摩擦副始终处于良好的润滑状态，不受人为和工作环境的限制，减少了设备因润滑不良而造成的损坏，降低了工人劳动强度，提高了设备开机率。

需要注意的是，事实上机械设备注脂润滑是一项技术性很强的工作，包含了润滑剂选用、润滑方式的设计、润滑节能等很多内容，是一个复杂的管理体系，具有丰富的技术内涵。因此，随着科学技术的进步和生产手段的不断提高，传统的、过去行之有效的规章制度以至观念，有的已经或逐步变成生产发展的障碍，大胆抛弃旧秩序、旧观念，利用当代先进技术，建立起新的生产秩序，以主动润滑维护为目标的科学的组织形式，是煤矿机械自动化发展的必然和要求。

进一步的，还包括程序控制装置8和电机11，电机11控制润滑泵单元1，程序控制装置8通过继电器10控制电机11。

在本实施例中，程序控制装置8可采用但不仅局限于电控箱及可编程控制器如PLC的形式，由PLC程序自动控制润滑系统实现润滑；除此以外，电机11为防爆电机，继电器10带过热保护。在此基础上，本发明针对人工润滑的不足，研究开发一种适用于煤矿机械设备的自动集中润滑系统。该系统依靠设备自身的电气控制系统，通过可编程控制器对电机11的开关量控制，进而实现润滑泵单元1定时定量的向各润滑点输出润滑脂，从而实现对润滑点的润滑控制。只要设备开机工作，即可保证各摩擦副始终处于良好的润滑状态，不受人为和工作环境的限制，减少了设备因润滑不良而造成的损坏，降低了工人劳动强度，提高了设备开机率。

进一步的，还包括传感器5，传感器5与程序控制装置8信号连接，传感器5逐一设于全部润滑回路。

在本实施例中，传感器5可采用但不仅局限于流量传感器的形式。在此基础上，自动集中润滑系统可根据设备现场的温度、湿度、粉尘等不同条件或设备各润滑部位的润滑要求，采用不同润滑脂量适时对各润滑点进行润滑。其突出优点是改变了传统的人工润滑方式，采用PLC程序控制的可靠方式，通过记忆掘进机油泵电机的累计开机时间，按时自动控制电机11的通断，从而驱动润滑泵单元1定时定量的输出润滑脂。润滑管路上还装有流量传感器实时反馈润滑情况。每一个润滑点均通过液压软管与分配器之间连接，在设备大部件装配之前就将各润滑点装好不受润滑点位置和环境的影响。并且每一个点的润滑脂量都可以通过分配器来调节。

需要说明的是，在本实施例的自动润滑系统的基础上，可进一步结合可编程控制器设定相应的程序，实现程序控制的掘进机自动润滑工艺。

进一步的，还包括操作及显示装置9，操作及显示装置9连接程序控制装置8以实现润滑控制及采集信息和指令反馈结果的实时显示。

在本实施例中，操作及显示装置9可采用带有屏幕显示的操作箱，电控箱及其可编程控制器、操作箱和防爆电机三部分组成电气控制系统。

具体而言，电控箱及其可编程控制器是润滑系统的指挥设备，其主要功能包括：(1)通过PLC程序控制继电器10来控制防爆电机的启停，从而控制润滑泵单元1的润滑泵来分配油量大小及时间长短；(2)通过流量传感器器采集信息确定各个润滑点的润滑状况；(3)通过PLC的内部继电器来读取和存储自动润滑的润滑时间和间隔时间，并通过RS232通讯传输给操作箱显示屏进行实时显示。

操作箱主要功能包括：通过与电控箱的通讯，将电控箱PLC采集的信息和发出的控制指令反馈结果实时显示在屏幕上；还可根据现场的要求通过按钮在设置画面调整自动润滑的润滑时间及间隔时间，确保润滑效果。操作箱的设置、运行及保护画面可进一步进行设置，例如在主设置画面中，包括电源电压选择、电机电流设置、告警时间设置、截割运行模式选择、自动润滑时间设置等，例如在润滑电机画面中，包括润滑电机运行状态(正常运行、停止)。运行时间(00:00:00)、接触器反馈(反馈正常、无反馈)、热保护状态(正常、热保护动作)等，例如在故障画面中，包括润滑电机热保护动作。

也就是说，润滑系统在自动控制运行时，控制箱里面的PLC按照已编制好的程序自动运行，程序运行到润滑时间时，电控箱里面的中间继电器吸合，启动电机11，电机11的启停驱动润滑泵的启动和关闭。等待下一个循环开始时，再进行同样的控制。在每个润滑点供油时，主控设备显示该点正在供油，流量传感器随时反馈现场供油及润滑泵工作情况。润滑点的供油时间和间隔时间可通过操作箱按钮修改PLC程序里面的时间参数来改变。

示例性的，分配装置包括回转分配阀4，三个润滑泵单元1与回转分配阀4的三个进脂口分别连接以构成三个润滑回路，回转分配阀4具有若干润滑点。

示例性的，分配装置包括销轴一级分配器2和销轴二级分配器3，一个润滑泵单元1与一个一级分配器2连接，一级分配器2分别与两个销轴二级分配器3连接，销轴二级分配器3具有若干润滑点。

示例性的，分配装置包括承重轮一级分配器6和承重轮二级分配器7，一个润滑泵单元1与一个一级分配器6连接，一级分配器6分别与两个承重轮二级分配器7连接，承重轮二级分配器7具有若干润滑点。

进一步的，润滑泵单元1设有用以当泵压超过阈值时开启排油的安全阀。

具体而言，润滑泵单元1是安装在润滑泵箱上由电机11来驱动为递进式分配器提供润滑脂的动力部分。该泵单元的活塞杆一端装有自动复位的弹簧，另一端与偏心轮接触，偏心轮通过液压马达和蜗轮蜗杆组件减速后驱动旋转，从而驱动活塞杆做往复直线运动进而抽吸和输送油脂。在泵单元的出油口处，安装有安全阀，当泵的压力超过最大工作压力时，安全阀打开，排出油脂，以保护泵的零件不被损坏。

除此以外，该系统采用的是递进式柱塞分配器，通过润滑脂压力顺序控制分配油脂，分配器柱塞的运动受供给的润滑脂支配，这种支配方式最终使得润滑脂依次从各个口排出。如图6承重轮二级分配器7，该分配器共7个出脂口，假设每个口的设定排量是1毫升，润滑系统开启，如果从进脂口共输入了10毫升润滑脂，各个出脂口各输出了一个排量的润滑脂量后，剩余3毫升润滑脂从①出脂口再依次开始输出，到③出脂口排出额定排量润滑脂后，润滑系统关闭。待润滑系统再次开启时，首先从④出脂口开始输出润滑脂，其次是⑤⑥……，依次类推。

进一步的，分配装置设有用以检测堵塞故障的检测装置。

在本实施例中，在分配器上每一个出脂口都对应一个指针来显示该点的润滑情况，当有润滑管路出现故障比如堵塞时，指针就会突出显示并卸荷，这样对检修有很大的帮助。

具体而言，如果润滑脂的流动不正常，例如某润滑管路或某润滑点发生堵塞时，分配器也将发生堵塞。每个出脂口旁边都有一个指示杆和泄荷阀，发生堵塞的分配器，对应的指示杆会突出显示并且泄荷阀会出现润滑脂的泄露，这种现象用于分配器的监视。依次检查系统系统，找出堵塞点，排除故障。递进式分配器采用块状结构制作，主要由一块“首片”、一块“尾片”和2至10个工作片构成。通常一组分配器可提供为2至20个点的润滑，可根据润滑点的数量来方便地对分配器进行必要的延长或缩短。双出油口工作片，有两个出油口，分别在工作片的两端；单出油口工作片，有一个出油口，它可以在工作片的任一端，而另一端出油口则需堵塞。对于双出油口工作片，不能堵塞任一出油口，否则影响其正常工作，损坏分配器。

除此以外，如图7，回转分配阀4为整体式柱状结构，分为A、B、C三层，每层4个出油口，共12个，规格为M10×1螺纹口，内部油孔孔径5mm。由3个独立进脂口分别为各层提供润滑脂,规格为M12×1.5。

在本实施例中，回转轴承为上中下三排滚动体结构，每排有4个润滑注脂点。考虑到回转轴承为掘进机的关键部件，其可靠性直接关系到设备的使用寿命。泵箱上的3个润滑泵单元分别给分配阀的进脂口供脂，这样减少了中间环节，降低了故障率，确保了回转轴承可靠地运行。

除此以外，对于系统的安装与调试：

在自动润滑系统的安装与调试中首先是掘进机部件之间的连接，由于各集中润滑点分布在掘进机的不同位置，在工作机构上有些点还有相对的运动。因此采用φ6通径的高压胶管，在有相对运动的位置在胶管的外部缠绕了钢丝护套。在部件连接前，先把位置较隐蔽的润滑点连接好管路，待部件安装后方便施工。

在自动润滑系统运行前应先检查液压系统元件是否连接正确，液压油是否加注到合适位置并且让泵在空载状态下运行10～15分钟，油箱中如有泡沫，或液压系统中有异常噪声，或运动部件爬行，都证明系统中可能有空气，应排除故障并重新更换液压油。空载运行后，开始逐渐加载并达到工作载荷，观察是否有异常现象。

对于自动润滑周期与时间：

润滑周期就是掘进机在运行过程中自动润滑系统的开启周期。通过对巷道掘进整个工况了解，开启掘进机按进尺约1.8米后，需进行顶及侧的支护，掘进机停止工作。整个过程中掘进机工作时间大约50～80分钟(根据支护锚杆排距、岩石硬度、断面大小等工况不同所需时间也不同)，确定掘进机液压泵累计开启60分钟后，润滑泵电机启动，自动润滑系统开始工作。润滑时间主要取决于各润滑点所需要油脂的多少而定。泵单元中活塞一个行程周期的排量是0.2毫升，经测算铰接销轴润滑需要的油脂量约为9毫升，分配器或分配阀输出点最多的有12个点，所以一个循环最高需要108毫升。润滑电机的转速为1500转/分钟。通过蜗轮蜗杆1:22的减速比后，润滑泵单元活塞杆获得约68次/分钟的运动频率。这样，确定自动润滑系统的运行时间为8分钟，即可满足整个循环的润滑量。

对于系统的维护：

系统的维护保养对于设备的正常运行有非常关键的影响。掘进机在井下运行时每一个检修班都要对自动润滑系统进行检查，首先检查油脂箱内油脂的储量，该系统选用的为5升的油脂箱，一般工作六个循环周期要补加润滑脂，加脂时不能打开箱盖，需要用专用的补脂器来完成，油脂选用极压0号锂基润滑脂。其次系统运行时，要观察分配器上的指针和泄荷阀，如有指针突出指示或泄荷阀泄露润滑脂，应排查该路润滑管路，更换堵塞的胶管、接头等元件。更换损坏的胶管和接头时，一定要对接头处做保护处理，并且不允许使用生料带和麻丝等填充物，防止杂质进入润滑通道，影响摩擦副的正常运转。

本发明还提供一种掘进机，包括上述自动润滑系统，不同设备所需要润滑的点数量不同，但均可应用该系统实现自动润滑，只需更换出脂口数量不同的分配器或分配阀即可。

该整机共有48个适合应用自动润滑的点：22个大部件间的铰接销轴、14个行走部承重轮以及回转轴承的12个润滑点。结合各润滑点所需润滑量和所在整机的位置，该系统设计了5个并联式回路，润滑脂泵箱中有五个润滑泵单元1，分别给两组一级递进式分配器和一个回转分配阀4供润滑脂。润滑脂经一级递进式分配器分配后进入二级递进式分配器，再经过分配后通过管路到达润滑点，进行逐点顺序集中润滑。系统采用液压油驱动，压力油通过电磁换向阀进入马达，驱动马达旋转，经过蜗轮蜗杆组件减速并换向，带动蜗杆上的偏心轮旋转，使得与偏心轮相接触的柱塞副组件做往复直线运动，完成源源不断的供脂过程。马达的工作时间通过电控系统控制电磁换向阀的开断控制其工作时间。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的掘进机及自动润滑系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动润滑系统，其特征在于，包括若干设于润滑脂泵箱的润滑泵单元(1)，每个所述润滑泵单元(1)构成一个润滑回路，全部所述润滑回路并联，所述润滑回路与分配装置连接后向若干润滑点供脂。

2.根据权利要求1所述的自动润滑系统，其特征在于，还包括程序控制装置(8)和电机(11)，所述电机(11)控制所述润滑泵单元(1)，所述程序控制装置(8)通过继电器(10)控制所述电机(11)。

3.根据权利要求2所述的自动润滑系统，其特征在于，还包括传感器(5)，所述传感器(5)与所述程序控制装置(8)信号连接，所述传感器(5)逐一设于全部所述润滑回路。

4.根据权利要求3所述的自动润滑系统，其特征在于，还包括操作及显示装置(9)，所述操作及显示装置(9)连接所述程序控制装置(8)以实现润滑控制及采集信息和指令反馈结果的实时显示。

5.根据权利要求1至4任一项所述的自动润滑系统，其特征在于，所述分配装置包括回转分配阀(4)，三个所述润滑泵单元(1)与所述回转分配阀(4)的三个进脂口分别连接以构成三个所述润滑回路，所述回转分配阀(4)具有若干所述润滑点。

6.根据权利要求1至4任一项所述的自动润滑系统，其特征在于，所述分配装置包括销轴一级分配器(2)和销轴二级分配器(3)，一个所述润滑泵单元(1)与一个所述一级分配器(2)连接，所述一级分配器(2)分别与两个所述销轴二级分配器(3)连接，所述销轴二级分配器(3)具有若干所述润滑点。

7.根据权利要求1至4任一项所述的自动润滑系统，其特征在于，所述分配装置包括承重轮一级分配器(6)和承重轮二级分配器(7)，一个所述润滑泵单元(1)与一个所述一级分配器(6)连接，所述一级分配器(6)分别与两个所述承重轮二级分配器(7)连接，所述承重轮二级分配器(7)具有若干所述润滑点。

8.根据权利要求1至4任一项所述的自动润滑系统，其特征在于，所述分配装置设有用以检测堵塞故障的检测装置。

9.根据权利要求1至4任一项所述的自动润滑系统，其特征在于，所述润滑泵单元(1)设有用以当泵压超过阈值时开启排油的安全阀。

10.一种掘进机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的自动润滑系统。

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