CN114294332B - 一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统，涉及主动润滑领域，监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；控制系统包括控制器、截止阀和活塞泵；控制器接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵的工作；过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；所述过滤系统设置在主轴承内圈上，主轴承内圈上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔。本发明解决了主轴承润滑系统主动润滑、清洁及润滑系统状态实时监测问题，实现了高效、大批量、连续的润滑系统清洁、供脂和排脂。

Description

一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及盾构机主轴承润滑系统技术领域，具体涉及的是具有主动润滑及清洁的盾构机主轴承润滑装置及其控制系统。

背景技术

盾构机，被誉为“世界工程机械之王”、工程机械中的“航空母舰”，集隧道掘进、出渣、拼装隧道衬砌、导向纠偏功能于一体，广泛应用于城市轨道交通、地下综合管廊、铁路及公路隧道工程、引水隧洞工程及军事防护工程施工的特大型专用工程设备，是大国基础建设中必不可少的核心装备。盾构机主轴承被称为盾构机的“心脏”，承担着盾构机运转过程的主要载荷，是刀盘驱动系统的关键部件。特大型盾构机盾构横截面直径大于10m，盾构机主轴承结构尺寸巨大，在掘进过程中承受强烈温升和大冲击、偏载、重载、变载等，内部几千个摩擦副润滑困难，极易出现疲劳损伤，对润滑系统要求极其严格。

盾构机主轴承在长期工作过程中，容易出现主轴承润滑油脂泄漏或者泥水、沙砾及渣土进入主轴承润滑系统，增加润滑脂黏度，油品受到污染严重劣化，将导致主轴承迅速损坏。而且，主轴承在运转过程中，磨损金属颗粒极易擦伤滚道表面，加大磨损和疲劳损伤。因此，盾构机主轴承需要精细润滑保养，集中润滑系统供给滚动体与滚道接触区域，良好的润滑才能保证滚动体和滚道正常运转。现有盾构机主轴承润滑方案是：润滑脂先用气动泵供到多点泵，再通过多点泵上的每个柱塞泵送到相应的供油点。虽然自动集中供脂系统连续不断的供脂，并将废旧的润滑脂排除，但由于润滑脂容易干结，管道中易残余干结润滑脂，造成供脂不畅。

目前专利“一种风机转盘轴承防漏脂密封结构”(CN107448481B)，滚道一侧或两侧的密封圈上开设有排脂孔，每一个排脂孔连接有回油系统，该发明在无需提升密封圈耐压极限的前提下即可适应各种排脂阻力的工况，密封效果好，运行过程稳定且可靠。但该装置无法过滤，而且无法实现自动注脂，当转盘轴承运转时，内外圈发生相对旋转，该结构影响密封效果。专利“一种盾构机故障监测预警系统及方法”(CN108760361B)该系统对被监测盾构机的工况信息进行实时监测并进行预警提示，能够对盾构机存在的故障进行及时、准确监测，并能根据监测结果进行预警提示。但只对润滑剂的粘度和含水量进行检测，而盾构机主轴承润滑剂影响失效因素众多，如润滑剂的温度、密度值、泵送性、颗粒度、金属屑等，检测的参数需要进一步添加。“一种盾构机系统的润滑失效在线预测方法及系统”(CN112016193B)涉及一种盾构机系统的润滑失效在线预测方法及系统，对传感器实测得到的数据进行预处理后，建立润滑衰退逻辑回归模型，对模型进行训练后用于润滑失效预警。该发明侧重润滑失效预警，没有针对润滑失效后润滑脂的维护和更换进行分析和设计。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明的提供了一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统，是针对当前主轴承润滑系统存在润滑不良、润滑系统监测困难等问题，通过监测系统实时监测润滑状态并判断润滑剂状态，通过过滤系统将盾构机主轴承内部润滑剂吸出并过滤金属碎屑及堵塞物，提升润滑效果和效率，实现连续性润滑系统主动润滑及清洁，从而解决了主轴承润滑系统主动润滑、清洁及润滑系统状态实时监测问题，实现了高效、大批量、连续的润滑系统清洁、供脂和排脂。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种主轴承主动润滑及清洁的控制系统，包括监测系统、控制系统和过滤系统；

所述监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；

所述控制系统包括控制器、截止阀和活塞泵；所述控制器接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵的工作；

所述过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；

所述过滤系统设置在主轴承内圈上，主轴承内圈上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔。

上述方案中，所述控制器控制活塞泵运转从而使得过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部进入过滤系统内部过滤。

上述方案中，所述监测系统包括粘度温度传感器、水分传感器、颗粒度传感器、注脂孔压力传感器、流量传感器和磁场传感器；其中，粘度温度传感器、水分传感器、颗粒度传感器、注脂孔压力传感器和流量传感器设置在过滤系统的进口支路a上，用来监测注脂孔内的润滑剂的物理状况；所述磁场传感器设置在过滤系统上用来监测过滤系统中金属碎屑量。

上述方案中，所述过滤系统为中空结构，内部设置有过滤芯，中空结构一侧外侧壁上设置有电磁铁；润滑剂经进口支路c流入经过滤芯过滤后从出口支路a流出；所述过滤芯包括上、中和下三层过滤板，上、中和下三层过滤板中间段均匀分布有过滤孔，且上、中和下三层过滤板上的过滤孔尺寸依次变小。

上述方案中，所述截止阀有数个，截止阀分别安装在过滤系统的进口支路b和进口支路c、过滤系统的出口支路b和出口支路c及注脂支路c上；活塞泵安装在过滤系统出口支路c上；控制器接收传感器传来的各种信号，控制截止阀开闭及活塞泵工作；其中，进口支路b上的截止阀c用于新润滑脂加注及防止主轴承内部润滑剂进入进口支路b；进口支路c上的截止阀a控制过滤系统与主轴承内部润滑剂通断；出口支路b上的截止阀b用于控制废脂回收系统的通断；注脂支路c上截止阀d用于控制注脂泵与主轴承内部润滑剂通断；活塞泵接收控制器信号调节润滑剂通过过滤系统的流量和流速。

上述方案中，所述废脂回收系统包括废脂回收截止阀和废脂回收瓶；废脂回收截止阀安装在出口支路c上，所述废脂回收瓶置于出口支路c的末端，废脂回收截止阀控制出口支路c通断，废脂回收瓶用于废脂储存。

上述方案中，过滤系统的出口支路a上的出口支路单向阀和注脂支路b上的注脂支路单向阀联合作用，确保活塞泵在运转时润滑剂在过滤系统的管路中单向流动并形成压力差。

上述方案中，所述过滤系统有数个，均布在主轴承内圈上，注脂孔包括若干注脂孔a和若干注脂孔b。

上述方案中，相邻过滤系统的进口端和出口端反向安装，即一个过滤系统的注脂孔a与过滤系统的进口连通，注脂孔b与过滤系统的出口端连通，另一个过滤系统的注脂孔a与过滤系统的出口端连通，注脂孔b与过滤系统的进口连通。

一种轴承主动润滑及清洁的控制系统的控制方法，包括如下步骤：主轴承工作时，过滤系统也工作，控制器发出信号，进口支路c上的截止阀a和出口支路b上的截止阀b打开，进口支路b上的截止阀c、出口支路c上回收截止阀和注脂支路c上的截止阀d关闭，此时，主轴承内部润滑剂与过滤系统的进口管联通；控制器控制活塞泵运转，过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部经过粘度温度传感器、水分传感器、颗粒度传感器、压力传感器和流量传感器所在的管道进入过滤系统内，经过出口支路a、出口支路b，注脂支路b和注脂孔b，进入主轴承内部；润滑剂经过滤芯过滤；

其中，当压力传感器监测的压力出现降低时，说明主轴承密封圈出现密封不严，有部分润滑脂泄露，当压力传感器监测的压力升高时，说明主轴承内部或过滤系统内部出现堵塞现象；当流量传感器测得流量极小，说明过滤系统内部严重堵塞，过滤系统需要进行清洗；磁场传感器时刻监测壳体b端部的金属碎屑含量，当磁场传感器的数值超过额定值，进行报警提示，过滤系统需要进行清洗；

当流量传感器测得流量低于正常工作流量，需要通过主轴承内部润滑剂的流动压力将过滤系统中的堵塞物和废脂注入废脂回收瓶；控制器打开进口支路c上的截止阀a和出口支路c上的回收截止阀，进口支路b上的截止阀c、出口支路b上的截止阀b和注脂支路c上的截止阀d关闭，活塞泵高速运转，主轴承内部润滑剂经过进口支路c、过滤系统、出口支路c进入废脂回收瓶内；当废脂回收结束时，进口支路c上的截止阀a、出口支路b上的截止阀b和出口支路c上的回收截止阀关闭，进口支路b上的截止阀c与注脂支路c上的截止阀d打开，控制器控制注脂泵快速运转，两条通路同时注脂，提高注脂的效率。

本发明采用上述方案后，具有的有益效果是：

1)主轴承润滑系统清洁方法，在不改变盾构机主轴承结构和安装空间条件下，采用阶梯状分布带有圆形过滤孔的过滤板组成过滤系统，极大提升了过滤系统强度和作用效果，具有结构简单、安装方便，可大批量、连续性过滤润滑剂。

2)主轴承润滑系统装置安装有粘度温度传感器、水分传感器、颗粒度传感器、压力传感器、流量传感器、磁场传感器，时刻监测盾构机主轴承内部润滑剂的状态，当指标超过额定值时，通过废脂回收系统进行废脂回收，控制器控制注脂泵进行新脂注入，实现注新脂和回收废脂的自动化控制，节省人员成本和维护成本。

3)主轴承润滑系统装置的过滤腔由壳体a和壳体b通过螺纹联接，当过滤腔需要清洗时，旋下壳体b对壳体内部进行清洗。过滤芯两端端部为不含过滤孔的实心板，电磁铁将润滑剂中的金属碎屑吸附在壳体b末端，防止吸附的金属碎屑被过滤的润滑剂带进盾构机主轴承内部，不仅提高了过滤系统的过滤效果，而且降低了过滤系统清洁难度。

4)主轴承润滑系统装置的过滤系统在盾构机主轴承内圈均匀分布8个，共用一套控制器和注脂泵，相邻两个过滤系统的进口和出口反向安装在注脂孔内，使过滤系统充分过滤盾构机主轴承的上排滚道和下排滚道中的润滑剂，提高过滤系统效率和覆盖区域。

附图说明

图1为本发明实施例涉及到的主轴承润滑系统主动润滑及清洁系统示意图；

图2为本发明中主轴承过滤系统剖视图；

图3是本发明中润滑系统清洁系统在主轴承布局图；

图4是本发明中主轴承截面图。

附图标记如下：

1-过滤系统A1；2-控制器；3-电动注脂泵；4-注脂孔a；5-粘度温度传感器；6-水分传感器；7-颗粒度传感器；8-注脂孔压力传感器；9-流量传感器；10-截止阀c；11-进口支路a；12-进口支路b；13-进口支路c；14-截止阀a；16-磁场传感器；17-出口支路单向阀；18-出口支路a；19-观察孔；20-活塞泵；21-回收截止阀；22-出口支路b；23-出口支路c；24-废脂回收瓶；25-截止阀b；26-注脂支路a；27-注脂支路b；28-注脂支路c；29-截止阀d；30-注脂支路单向阀；31-注脂孔b；32-过滤系统A2；33-过滤系统A3；34-过滤系统A4；35-过滤系统A5；36-过滤系统A6；37-过滤系统A7；38-过滤系统A8；39-壳体a；40-壳体b；41-壳体b外端面；42-主轴承内圈内端面；43-主轴承内圈；44-主轴承外圈；45-过滤芯；46-电磁铁；47-过滤孔；48-上排滚道；49-下排滚道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种主轴承主动润滑及清洁的控制系统，包括监测系统、控制系统和过滤系统；

所述监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；

所述控制系统包括控制器2、截止阀和活塞泵20；所述控制器2接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵20的工作；

所述过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；

所述过滤系统设置在主轴承内圈43上，主轴承内圈43上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵3通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔。

上述方案中，所述控制器2控制活塞泵20运转从而使得过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部进入过滤系统内部过滤。

上述方案中，所述监测系统包括粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、注脂孔压力传感器8、流量传感器9和磁场传感器16；其中，粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、注脂孔压力传感器8和流量传感器9设置在过滤系统的进口支路a11上，用来监测注脂孔内的润滑剂的物理状况；所述磁场传感器16设置在过滤系统上用来监测过滤系统中金属碎屑量。

上述方案中，所述过滤系统为中空结构，内部设置有过滤芯45，中空结构一侧外侧壁上设置有电磁铁46；润滑剂经进口支路c13流入经过滤芯45过滤后从出口支路a18流出；所述过滤芯45包括上、中和下三层过滤板，上、中和下三层过滤板中间段均匀分布有过滤孔47，且上、中和下三层过滤板上的过滤孔47尺寸依次变小。

上述方案中，所述截止阀有数个，截止阀分别安装在过滤系统的进口支路b12和进口支路c13、过滤系统的出口支路b22和出口支路c23及注脂支路c28上；活塞泵20安装在过滤系统出口支路c23上；控制器2接收传感器传来的各种信号，控制截止阀开闭及活塞泵20工作；其中，进口支路b12上的截止阀c10用于新润滑脂加注及防止主轴承内部润滑剂进入进口支路b12；进口支路c13上的截止阀a14控制过滤系统与主轴承内部润滑剂通断；出口支路b22上的截止阀b25用于控制废脂回收系统的通断；注脂支路c28上截止阀d29用于控制注脂泵3与主轴承内部润滑剂通断；活塞泵20接收控制器2信号调节润滑剂通过过滤系统的流量和流速。

上述方案中，所述废脂回收系统包括废脂回收截止阀21和废脂回收瓶24；废脂回收截止阀21安装在出口支路c23上，所述废脂回收瓶24置于出口支路c23的末端，废脂回收截止阀21控制出口支路c23通断，废脂回收瓶24用于废脂储存。

上述方案中，过滤系统的出口支路a18上的出口支路单向阀17和注脂支路b27上的注脂支路单向阀30联合作用，确保活塞泵20在运转时润滑剂在过滤系统的管路中单向流动并形成压力差。

上述方案中，所述过滤系统有数个，均布在主轴承内圈43上，注脂孔包括若干注脂孔a4和若干注脂孔b31。

上述方案中，相邻过滤系统的进口端和出口端反向安装，即一个过滤系统的注脂孔a4与过滤系统的进口连通，注脂孔b31与过滤系统的出口端连通，另一个过滤系统的注脂孔a4与过滤系统的出口端连通，注脂孔b31与过滤系统的进口连通。

一种轴承主动润滑及清洁的控制系统的控制方法，包括如下步骤：主轴承工作时，过滤系统也工作，控制器2发出信号，进口支路c23上的截止阀a14和出口支路b22上的截止阀b25打开，进口支路b22上的截止阀c10、出口支路c23上回收截止阀21和注脂支路c28上的截止阀d29关闭，此时，主轴承内部润滑剂与过滤系统的进口管联通；控制器2控制活塞泵20运转，过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部经过粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、压力传感器8和流量传感器9所在的管道进入过滤系统内，经过出口支路a18、出口支路b22，注脂支路b27和注脂孔b31，进入主轴承内部；润滑剂经过滤芯45过滤；

其中，当压力传感器8监测的压力出现降低时，说明主轴承密封圈出现密封不严，有部分润滑脂泄露，当压力传感器8监测的压力升高时，说明主轴承内部或过滤系统内部出现堵塞现象；当流量传感器9测得流量极小，说明过滤系统内部严重堵塞，过滤系统需要进行清洗；磁场传感器16时刻监测壳体b40端部的金属碎屑含量，当磁场传感器16的数值超过额定值，进行报警提示，过滤系统需要进行清洗；

当流量传感器9测得流量低于正常工作流量，需要通过主轴承内部润滑剂的流动压力将过滤系统中的堵塞物和废脂注入废脂回收瓶24；控制器2打开进口支路c13上的截止阀a14和出口支路c23上的回收截止阀21，进口支路b12上的截止阀c10、出口支路b22上的截止阀b25和注脂支路c28上的截止阀d29关闭，活塞泵20高速运转，主轴承内部润滑剂经过进口支路c13、过滤系统、出口支路c23进入废脂回收瓶24内；当废脂回收结束时，进口支路c13上的截止阀a14、出口支路b22上的截止阀b25和出口支路c23上的回收截止阀21关闭，进口支路b12上的截止阀c10与注脂支路c28上的截止阀d29打开，控制器2控制注脂泵3快速运转，两条通路同时注脂，提高注脂的效率。

为实现上述目的，本发明一种主轴承主动润滑及清洁控制系统采用的技术方案包括监测系统、控制系统、过滤系统和废脂回收系统；

监测系统中的各类传感器安装过滤系统进口管路中，实时监测润滑剂状态，控制器2接收传感器信号并控制过滤系统进口管路、出口管路和注脂管路中的截止阀开闭，控制器2控制活塞泵20运转状态保证润滑剂流过过滤系统的流量和流速，废脂回收系统安装在过滤系统的出口处，回收失效的润滑剂。

监测系统包括粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、压力传感器8、流量传感器9和磁场传感器16；粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、压力传感器8、流量传感器9，其中流量传感器9为螺杆式流量传感器，适用中等黏度或高黏度的介质，分别安装在过滤系统的进口支路a11上，所有传感器位于盾构机主轴承外部。磁场传感器16安装在过滤系统壳体b40外端面41上。观察孔19安装在过滤系统出口支路a18上。粘度温度传感器5用于监测润滑剂的粘度和温度，水分传感器6用于监测润滑剂中的含水量，颗粒度传感器7用于监测润滑剂中的颗粒大小，压力传感器8用于监测润滑剂压力，流量传感器9用于监测过滤系统的流量，磁场传感器16用于监测过滤系统的过滤金属碎屑量。观察孔19用于维护保养时观察润滑剂外观。

控制系统主要是控制器2、截止阀、活塞泵20组成。控制器2通过螺钉安装在主轴承内圈内端面42上，位于2个过滤系统中间，高度低于主轴承内圈43和主轴承外圈44高度，不影响主轴承安装结构，8个过滤系统的截止阀和活塞泵20由控制器2统一控制。

截止阀分别安装在过滤系统的进口支路b12和进口支路c13、过滤系统的出口支路b22和出口支路c23及注脂支路c28上。活塞泵20安装在过滤系统出口支路c23上。控制器2接收传感器传来的各种信号，控制截止阀开闭及活塞泵20工作。过滤系统进口支路b12上的截止阀c10用于新润滑脂加注及防止盾构机主轴承内部润滑剂进入进口支路b12。过滤系统进口支路c13上的截止阀控制过滤系统与盾构机主轴承内部润滑剂通断及过滤系统清洗使用。出口支路b22上得截止阀b25用于控制废脂回收管路通断。注脂支路c28上的截止阀d29用于控制注脂泵3与主轴承内部润滑剂通断。活塞泵20接收控制器信号调节润滑剂通过过滤系统的流量和流速。

过滤系统包括壳体a39、壳体b40、过滤芯45和电磁铁46；壳体a39结构为中空圆柱形，前端面带有内螺纹，通过螺钉安装在主轴承内圈内端面42上。壳体b40结构为中空圆柱形，前端面带有外螺纹，前端面两侧带有完整的进口管路和出口管路，外螺纹带有止口，保证安装好的壳体b40进口管和出口管轴线与盾构机主轴承轴线平行。

壳体b40内部为过滤芯45，由3个阶梯状过滤板组成，过滤板上带有均匀分布的不同尺寸的圆形过滤孔47，其中，第一排过滤孔直径为2mm，第二排过滤孔直径为1mm，第三排过滤孔直径为0.5mm，过滤芯45用于过滤润滑剂及冷却润滑剂，过滤芯45的端部长度40～60mm内为不含过滤孔的实心板，防止吸附的金属碎屑被过滤的润滑剂带进盾构机主轴承内部。壳体b40与壳体a39通过螺纹连接，形成过滤腔。电磁铁46安装在壳体b的外端面41上。过滤系统进口端为三通管，三通管一条进口支路a11通过螺纹与盾构机主轴承注脂孔4联接，该通路上安装粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、压力传感器8、流量传感器9，三通管一条进口支路b12通过螺纹与电动注脂泵3联接，该条通路上安装截止阀，三通管一条进口支路c13通过螺纹与过滤系统联接，该条通路上安装截止阀。过滤系统出口管路为三通管，三通管一条出口支路a18通过螺纹与过滤系统联接，安装有单向阀，三通管一条出口支路b22安装截止阀和观察孔，三通管一条出口支路c23安装废脂回收截止阀21和废脂回收瓶24。过滤系统出口支路b22末端安装有注脂三通管，一条注脂支路a26通过螺纹与过滤系统出口支路b22联接，三通管一条注脂支路b27通过螺纹与盾构机主轴承注脂孔b31联接，三通管一条注脂支路c通过螺纹与电动注脂泵3联接，该条通路上安装截止阀。

废脂回收系统主要是废脂回收截止阀21和废脂回收瓶24组成。废脂回收截止阀21安装在过滤系统出口支路c23废脂回收管路上，废脂回收瓶24安装在废脂回收管路终端，废脂回收截止阀21控制废脂回收管路通断，废脂回收瓶24进行废脂储存。

本发明一种具有主动润滑及清洁的盾构机主轴承润滑控制方法具体是：

主轴承润滑系统清洁装置中的8个过滤系统A1-A8沿主轴承圆周方向均匀分布，过滤系统安装在主轴承内圈内端面42上，整个装置共用一套控制器2和注脂泵3，相邻2个过滤系统的进口和出口反向安装，注脂孔a4与过滤系统的进口联接，其中，过滤系统A1的注脂孔b31与过滤系统的出口联接，过滤系统A2注脂孔b与过滤系统的进口联接，过滤系统A2的注脂孔a与过滤系统的出口联接，其他过滤系统以此类推，这样过滤系统充分过滤盾构机主轴承的上排滚道48和下排滚道19中的润滑剂，提高过滤系统效率和覆盖区域。当主轴承运转时，过滤系统随之运行，控制器2发出信号，进口支路c的截止阀a14和出口支路b的截止阀b25打开，进口支路b截止阀10、出口支路c上截止阀21和注脂支路c的截止阀29关闭，此时，盾构机主轴承内部润滑剂与过滤系统的进口管联通。控制器2控制活塞泵20运转，过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂(25℃时3.5MPa)压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部经过粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、压力传感器8、流量传感器9进入过滤系统内，经过出口支路a18、b22，注脂支路b27和注脂孔b31，进入主轴承内部。润滑剂经过三个阶梯状过滤芯45，大颗粒及堵塞物被过滤板均匀分布的不同尺寸的圆形过滤孔47过滤，过滤芯45的端部长度40～60mm内为不含过滤孔的实心板，电磁铁46将润滑剂中的金属碎屑，金属碎屑尺寸集中在50～200μm，吸附在壳体b40内部末端，防止吸附的金属碎屑被过滤的润滑剂带进盾构机主轴承内部。过滤系统出口支路a上的单向阀17和注脂支路b的单向阀30联合作用，保证活塞泵20在运转时润滑剂在过滤系统的管路中单向流动并形成压力差。

当压力传感器8监测的压力出现降低时，说明盾构机主轴承密封圈出现密封不严，有部分润滑脂泄露，当压力传感器8监测的压力升高时，说明盾构机主轴承内部或过滤系统内部出现堵塞现象。当流量传感器9测得流量极小，说明过滤系统内部严重堵塞，过滤系统需要进行清洗。磁场传感器16时刻监测壳体b40端部的金属碎屑含量，当磁场传感器16的数值超过额定值，进行报警提示，过滤系统需要进行清洗。控制器2关闭过滤系统进口截止阀a14、过滤系统出口截止阀b25、废脂回收系统截止阀21和电磁铁46，旋下壳体b40，对壳体b40内部进行清洗，清洗烘干完毕后，拧入壳体a39。

当8个(A1-A8)过滤系统安装好后，过滤系统与主轴承内部联通，粘度温度传感器5、水分传感器6、颗粒度传感器7、压力传感器8和流量传感器9分别实时监测润滑剂的粘度、温度、含水量、颗粒大小、压力。当润滑剂的粘度超过新油粘度-10％～+15％、含水量超过0.1％、颗粒度超过额定值，说明润滑剂存在部分变质或性能降低，需要更换新润滑脂。当流量传感器9测得流量低于正常工作流量，需要通过盾构机主轴承内部润滑剂的流动压力将过滤系统中的堵塞物和废脂注入废脂回收瓶24。控制器2打开进口支路c13上的截止阀14和出口支路c23上的回收截止阀21，进口支路b12上的截止阀10、出口支路b22上的截止阀25和注脂支路c28上的截止阀d29关闭，活塞泵20高速运转，盾构机主轴承内部润滑剂经过进口支路c13、过滤系统、出口支路c23进入废脂回收瓶24内。当废脂回收结束时，进口支路c13上的截止阀a14、出口支路b22上的截止阀b25和出口支路c23上的回收截止阀21关闭，进口支路b12上的截止阀c10与注脂支路c28上的截止阀d29打开，控制器2控制注脂泵3，使注脂泵3输出额定压力25MPa快速运转，两条通路同时注脂，提高注脂的效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，包括监测系统、控制系统和过滤系统；

所述监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；

所述控制系统包括控制器（2）、截止阀和活塞泵（20）；所述控制器（2）接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵（20）的工作；

所述过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；

所述过滤系统设置在主轴承内圈（43）上，主轴承内圈（43）上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵（3）通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔；

所述控制器（2）控制活塞泵（20）运转从而使得过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部进入过滤系统内部过滤；

所述监测系统包括粘度温度传感器（5）、水分传感器（6）、颗粒度传感器（7）、注脂孔压力传感器（8）、流量传感器（9）和磁场传感器（16）；其中，粘度温度传感器（5）、水分传感器（6）、颗粒度传感器（7）、注脂孔压力传感器（8）和流量传感器（9）设置在过滤系统的进口支路a（11）上，用来监测注脂孔内的润滑剂的物理状况；所述磁场传感器（16）设置在过滤系统上用来监测过滤系统中金属碎屑量；

所述过滤系统为中空结构，内部设置有过滤芯（45），中空结构一侧外侧壁上设置有电磁铁（46）；润滑剂经进口支路c（13）流入经过滤芯（45）过滤后从出口支路a（18）流出；所述过滤芯（45）包括上、中和下三层过滤板，上、中和下三层过滤板中间段均匀分布有过滤孔（47），且上、中和下三层过滤板上的过滤孔（47）尺寸依次变小；

所述截止阀有数个，截止阀分别安装在过滤系统的进口支路b（12）和进口支路c（13）、过滤系统的出口支路b（22）和出口支路c（23）及注脂支路c（28）上；活塞泵（20）安装在过滤系统出口支路c（23）上；控制器（2）接收传感器传来的各种信号，控制截止阀开闭及活塞泵（20）工作；其中，进口支路b（12）上的截止阀c（10）用于新润滑脂加注及防止主轴承内部润滑剂进入进口支路b（12）；进口支路c（13）上的截止阀a（14）控制过滤系统与主轴承内部润滑剂通断；出口支路b（22）上的截止阀b（25）用于控制废脂回收系统的通断；注脂支路c（28）上截止阀d（29）用于控制注脂泵（3）与主轴承内部润滑剂通断；活塞泵（20）接收控制器（2）信号调节润滑剂通过过滤系统的流量和流速。

2.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述废脂回收系统包括废脂回收截止阀（21）和废脂回收瓶（24）；废脂回收截止阀（21）安装在出口支路c（23）上，所述废脂回收瓶（24）置于出口支路c（23）的末端，废脂回收截止阀（21）控制出口支路c（23）通断，废脂回收瓶（24）用于废脂储存。

3.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，过滤系统的出口支路a（18）上的出口支路单向阀（17）和注脂支路b（27）上的注脂支路单向阀（30）联合作用，确保活塞泵（20）在运转时润滑剂在过滤系统的管路中单向流动并形成压力差。

4.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述过滤系统有数个，均布在主轴承内圈（43）上，注脂孔包括若干注脂孔a（4）和若干注脂孔b（31）。

5.根据权利要求4所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，相邻过滤系统的进口端和出口端反向安装，即一个过滤系统的注脂孔a（4）与过滤系统的进口连通，注脂孔b（31）与过滤系统的出口端连通，另一个过滤系统的注脂孔a（4）与过滤系统的出口端连通，注脂孔b（31）与过滤系统的进口连通。

6.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：主轴承工作时，过滤系统也工作，控制器（2）发出信号，进口支路c（13）上的截止阀a（14）和出口支路b（22）上的截止阀b（25）打开，进口支路b（22）上的截止阀c（10）、出口支路c（23）上回收截止阀（21）和注脂支路c（28）上的截止阀d（29）关闭，此时，主轴承内部润滑剂与过滤系统的进口管联通；控制器（2）控制活塞泵（20）运转，过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部经过粘度温度传感器（5）、水分传感器（6）、颗粒度传感器（7）、压力传感器（8）和流量传感器（9）所在的管道进入过滤系统内，经过出口支路a（18）、出口支路b（22），注脂支路b（27）和注脂孔b（31），进入主轴承内部；润滑剂经过滤芯（45）过滤；

其中，当压力传感器（8）监测的压力出现降低时，说明主轴承密封圈出现密封不严，有部分润滑脂泄露，当压力传感器（8）监测的压力升高时，说明主轴承内部或过滤系统内部出现堵塞现象；当流量传感器（9）测得流量极小，说明过滤系统内部严重堵塞，过滤系统需要进行清洗；磁场传感器（16）时刻监测壳体b（40）端部的金属碎屑含量，当磁场传感器（16）的数值超过额定值，进行报警提示，过滤系统需要进行清洗；

当流量传感器（9）测得流量低于正常工作流量，需要通过主轴承内部润滑剂的流动压力将过滤系统中的堵塞物和废脂注入废脂回收瓶（24）；控制器（2）打开进口支路c（13）上的截止阀a（14）和出口支路c（23）上的回收截止阀（21），进口支路b（12）上的截止阀c（10）、出口支路b（22）上的截止阀b（25）和注脂支路c（28）上的截止阀d（29）关闭，活塞泵（20）高速运转，主轴承内部润滑剂经过进口支路c（13）、过滤系统、出口支路c（23）进入废脂回收瓶（24）内；当废脂回收结束时，进口支路c（13）上的截止阀a（14）、出口支路b（22）上的截止阀b（25）和出口支路c（23）上的回收截止阀（21）关闭，进口支路b（12）上的截止阀c（10）与注脂支路c（28）上的截止阀d（29）打开，控制器（2）控制注脂泵（3）快速运转，两条通路同时注脂，提高注脂的效率。