CN115127011B - 轴承润滑脂加注方法及装置 - Google Patents

轴承润滑脂加注方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种轴承润滑脂加注方法及装置，所述方法包括：获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量和排油量；确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂。本发明的轴承润滑脂加注方法及装置具有避免盲目对轴承进行注脂，使轴承室内油脂量保持在合理范围内，保证轴承在生命周期内均运行在最佳状态，延长轴承的使用寿命，提高轴承运行的安全性和稳定性的优点。

Description

轴承润滑脂加注方法及装置
技术领域
本发明涉及风力发电机组轴承润滑技术领域，具体地涉及一种轴承润滑脂加注方法、一种轴承润滑脂加注装置及一种机器可读存储介质。
背景技术
在风力发电机组中，变桨系统、偏航系统、发电机等机械旋转体均需要用到大型的轴承设备，其使用寿命与轴承润滑效果密切相关。随着轴承的高速运转需要添加润滑脂以置换出已经变质、渗出和被污染的润滑脂，并且轴承室内润滑脂的量占轴承室空间的2/3左右，润滑脂太多会造成轴承散热困难，引发高温，润滑脂太少，轴承得不到充分润滑，因欠润滑也会引发高温，影响轴承寿命，最终导致轴承损坏。
现有技术中，向轴承注入润滑脂的逻辑是通过主控系统的控制，每天固定时间为轴承注脂若干分钟或根据机组运行时长为轴承注脂若干分钟。但每天固定时间注脂的策略没有考虑到机组是否处于运行状态，根据机组运行时长注脂的策略又没有考虑到轴承室内油脂存量及排油口排出的油脂量，存在盲目性，没有对注脂量进行量化，容易出现多注脂或少注脂的情况，影响轴承的寿命，进而影响到机组的安全稳定运行。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种轴承润滑脂加注方法及装置，该轴承润滑脂加注方法及装置用以解决现有注脂方法存在盲目性，没有对注脂量进行量化，容易出现多注脂或少注脂的情况，影响轴承的寿命，进而影响到机组的安全稳定运行的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种轴承润滑脂加注方法，包括：
获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量和排油量；
确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；
基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；
基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂。
可选的，所述损脂量包括密封流失脂量和氧化损失脂量；所述确定轴承在该预设时间区间内的损脂量，包括：
基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；
基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量。
可选的，所述密封流失脂量采用以下计算公式计算得到：
Figure BDA0003672327780000021
其中，Lb1为预设时间区间内轴承的密封流失脂量；Kai为运行转速子区间对应的润滑脂损失量系数，由轴承运行转速确定；Tai为运行转速子区间对应的运行时间；nai为运行转速子区间的平均转速；M为运行转速子区间的个数。
可选的，所述氧化损失脂量采用以下计算公式计算得到：
Figure BDA0003672327780000022
其中，Lb2为预设时间区间内轴承的氧化损失脂量；Kbj为运行温度子区间对应的润滑脂氧化速度系数，由轴承运行温度确定；Tbj为运行温度子区间对应的运行时间；Fbj为运行温度子区间的平均温度；N为运行温度子区间的个数。
可选的，经过该预设时间区间后轴承的现存脂量采用以下计算公式计算得到：
L＝La-Lb-Lc+Ld
其中，L为轴承的现存脂量；La为初始脂量；Lb为损脂量；Lc为排油量；Ld为注脂量。
可选的，所述基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂，包括：
若所述现存脂量小于第一预设脂量阈值，则控制注脂泵向轴承注脂，直至现存脂量大于第二预设脂量阈值。
本发明第二方面提供一种轴承润滑脂加注装置，包括：
获取模块，用于获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量、排油量；
第一确定模块，用于确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；
第二确定模块，用于基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；
注脂模块，用于基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂。
可选的，所述第一确定模块具体用于：
基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；
基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量。
可选的，所述注脂模块具体用于：
在所述现存脂量小于第一预设脂量阈值的情况下，控制注脂泵向轴承注脂，直至所述现存脂量大于第二预设脂量阈值。
另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述的轴承润滑脂加注方法。
本技术方案通过获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量和排油量和损脂量，计算出需要向轴承内注入的润滑脂量，避免盲目对轴承进行注脂，使轴承室内油脂量保持在合理范围内，保证轴承在生命周期内均运行在最佳状态，延长轴承的使用寿命，提高轴承运行的安全性和稳定性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明提供的轴承润滑脂加注方法的流程图；
图2是本发明提供的轴承润滑脂加注方法的整体流程示意图；
图3是本发明提供的轴承润滑脂加注系统的结构示意图；
图4是本发明提供的轴承润滑脂加注装置的结构示意图。
附图标记说明
10-获取模块；        20-第一确定模块；       30-第二确定模块；
40-注脂模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明提供的轴承润滑脂加注方法的流程图；图2是本发明提供的轴承润滑脂加注方法的整体流程示意图；图3是本发明提供的轴承润滑脂加注系统的结构示意图；图4是本发明提供的轴承润滑脂加注装置的结构示意图。
如图1-2所示，本实施例提供一种轴承润滑脂加注方法，其特征在于，包括：
步骤101、获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量和排油量；
步骤102、确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；
步骤103、基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；
步骤104、基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂。
具体地，轴承的初始脂量为轴承第一次工作前注入到轴承内部的润滑脂量，也可以是在运行一段时间后，经过一段时间后计算得到的轴承内剩余的润滑脂量。注脂量可以为在当前的预设时间区间内通过注脂泵注入到轴承内的润滑脂量，具体包含自动注入和人工手动注入的润滑脂量之和。排油量为轴承在当前的预设时间区间内运行过程中通过排脂口向外排出的废油量。损脂量为轴承在转动过程中，由于存在摩擦和氧化，产生的一定的润滑脂损耗。最后，再综合考虑本预设时间区间内的初始脂量、注脂量、排油量和损脂量，从而确定出轴承内此时存在的润滑脂量，并根据要求的润滑脂量，确定需要向轴承内注入的润滑脂量，并控制注脂泵向轴承注脂。具体可运用于机组内发电机轴承、变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承。
进一步地，所述损脂量包括密封流失脂量和氧化损失脂量；所述确定轴承在该预设时间区间内的损脂量，包括：
基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；
基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量。
具体地，在风电机组发电过程中，由于外界环境参数的改变，如温度、风力、湿度等变化的影响，轴承转动的速度以及温度会存在不同，因此，在每一预设时间区间内轴承可能存在不同的转速运行以及轴承处在不同的温度运行，并且，轴承以不同转速转动以及以不同转速转动的时间长短均会对润滑脂损失量产生影响；同理，轴承以不同温度下转动以及以不同温度下转动的时间长短均会对润滑脂损失量产生影响。因此，本申请中，考虑轴承处于不同转速和不同温度下转动时的润滑脂损失量。因此，以某一预设时间区间为例，基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量，作为轴承的损脂量。
更具体地，以预设时间区间为一个小时为例，某一发电机组的轴承在该一个小时内的有十分钟以第一转速子区间转动、有三十分钟以第二转速子区间转动，有二十分钟以第三转速子区间转动，因此，需要基于出三个运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，得到轴承在该一个小时内的密封流失脂量。轴承在该一个小时内的有十五分钟转动过程中温度处于第一温度子区间、有三十分钟转动过程中温度处于第二温度子区间，有十五分钟转动过程中温度处于第三温度子区间，因此，需要基于出三个温度子区间和每一温度子区间对应的运行时间，得到轴承在该一个小时内的氧化损失脂量。再将该一个小时内的密封流失脂量和该一个小时内的氧化损失脂量的和作为该一个小时内的损脂量。其中，每一转速子区间内轴承的转速较为接近，以任意两个时刻的转速值相互间的最大差值小于预设转速值为划分条件；每一温度子区间内轴承的温度较为接近，以任意两个时刻的温度值值相互间的最大差值小于预设温度值为划分条件。轴承运行转速越高，润滑脂损失量越大；轴承本身和所处环境的温度越高，单位时间内润滑脂氧化速度越快。
进一步地，所述密封流失脂量采用以下计算公式计算得到：
Figure BDA0003672327780000071
其中，Lb1为预设时间区间内轴承的密封流失脂量；Kai为运行转速子区间对应的润滑脂损失量系数，由轴承运行转速确定；Tai为运行转速子区间对应的运行时间；nai为运行转速子区间的平均转速；M为运行转速子区间的个数。
具体地，密封流失脂量采用以上计算公式计算得到，Kai为运行转速子区间对应的润滑脂损失量系数，由轴承运行转速确定，具体可以由对应的转速子区间内轴承的转速的平均值确定。以预设时间区间为一个小时为例，某一发电机组的轴承在该一个小时内的有十分钟以第一转速子区间转动、有三十分钟以第二转速子区间转动，有二十分钟以第三转速子区间转动，对应的计算公式为：Lb1＝Ka1·Ta1·na1+Ka2·Ta2·na2+Ka3·Ta3·na3，其中，Kai由nai确定，Kai与nai之间的对应关系可根据历史数据确定。
进一步地，所述氧化损失脂量采用以下计算公式计算得到：
Figure BDA0003672327780000081
其中，Lb2为预设时间区间内轴承的氧化损失脂量；Kbj为运行温度子区间对应的润滑脂氧化速度系数，由轴承运行温度确定；Tbj为运行温度子区间对应的运行时间；Fbj为运行温度子区间的平均温度；N为运行温度子区间的个数。
具体地，所述氧化损失脂量采用以上计算公式计算得到，Kbj为运行温度子区间对应的润滑脂氧化速度系数，由轴承运行温度确定，具体可以由对应的运行温度子区间内轴承的温度的平均值确定。以预设时间区间为一个小时为例，某一发电机组的轴承在该一个小时内的有十五分钟转动过程中温度处于第一温度子区间、有三十分钟转动过程中温度处于第二温度子区间，有十五分钟转动过程中温度处于第三温度子区间，对应的计算公式为：Lb2＝Kb1·Tb1·Fb1+Kb2·Tb2·Fb2+Kb3·Tb3·Fb3，其中，Kbj由Fbj确定，Kbj与Fbj之间的对应关系可根据历史数据确定。
进一步地，经过该预设时间区间后轴承的现存脂量采用以下计算公式计算得到：
L＝La-Lb-Lc+Ld
其中，L为轴承的现存脂量；La为初始脂量；Lb为损脂量；Lc为排油量；Ld为注脂量。
其中，Lb为损脂量，为密封流失脂量和氧化损失脂量之和，Lb＝Lb1+Lb2。
进一步地，所述基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂，包括：
若所述现存脂量小于第一预设脂量阈值，则控制注脂泵向轴承注脂，直至现存脂量大于第二预设脂量阈值。
具体地，由于轴承内部只需容纳三分之二的润滑脂，因此，设置第一预设脂量阈值作为轴承内润滑脂量最佳下限(Lmin)；设置的第二预设脂量阈值作为轴承内润滑脂量最佳上限(Lmax)，在轴承内的现存脂量小于第一预设脂量阈值时，则控制注脂泵向轴承注脂，直至现存脂量大于第二预设脂量阈值，停止注入。另外，本次注脂完成后，轴承内的润滑脂量作为下一相邻的预设时间区间内的初始脂量。实际注脂量可以通过流量计得到，也可以采用注脂泵启动时间和注脂速度进行计算。
在另一种实施方式中，本发明中获取转速、温度、注脂量和排油量可采用对应的传感器进行获取，构成如图3所示的轴承润滑脂加注系统。系统包括安装在轴承注脂口的注脂口流量计和安装在轴承排脂口的排脂口流量计，用于精确计量轴承的注脂量和排油量；还包括用于测量轴承转速的编码器、轴承温度传感器等。控制器为整个系统的核心，主要功能是接收传感器采集的数据，并且对采集的数据进行逻辑诊断、数据处理和控制。机组运行前根据轴承的选型和轴承室的结构可以得到与轴承相匹配的润滑脂容量；根据传感器反馈的轴承转速、轴承运行时间及轴承温度数据结合轴承自身特性可以估算出在运行过程中正常消耗的润滑脂量；安装在轴承排脂口的流量计向控制器反馈轴承在运行过程中排出的润滑脂量，控制器通过以上数据进行计算，可以得到轴承内现存的润滑脂量。控制器再通过逻辑判断，确认轴承是否需要注脂(轴承内润滑脂量小于Lmin)及所需注脂量(Lmax减去现存脂量)，再控制注脂泵向轴承注脂，直到安装在注脂口的流量计反馈的数据显示注脂量已满(轴承内润滑脂量大于Lmax)足要求，则发出停止注脂命令，完成注脂操作。工控执行系统主要包括的是注脂泵，注脂泵的供电受控制器的控制，控制器发出注脂命令后，注脂泵得电，开始向轴承进行注脂。控制器发出停止命令后，注脂泵失电停止运行。各个传感器可以配置一套，也可以冗余配置。在工作过程中，监测排油口流量计数据，当机组正常运行的情况下，一定时间内排油量低于某预设值，认为排油口可能堵塞，或者轴承有漏油现象，控制器会发出报警信号，提示维护人员进行排查处理。监测注油口流量计数据，当一定时间内的注油量明显低于通过注脂泵启动时间和注脂速度计算得出的数值时，说明注脂泵可能有问题，控制器会发出报警信号，提示维护人员进行排查处理。通过对流量计的监控，可以监测轴承运行状态，及时发现轴承存在的问题并报警，提醒人员进行及时检修，避免轴承问题进一步扩大，影响机组正常运行。
如图4所示，本发明实施方式还提供一种轴承润滑脂加注装置，包括：
获取模块10，用于获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量、排油量；
第一确定模块20，用于确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；
第二确定模块30，用于基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；
注脂模块40，用于基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂。
进一步地，所述第一确定模块20具体用于：
基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；
基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量。
进一步地，所述注脂模块40具体用于：
在所述现存脂量小于第一预设脂量阈值的情况下，控制注脂泵向轴承注脂，直至所述现存脂量大于第二预设脂量阈值。
本发明实施方式还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述的轴承润滑脂加注方法。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种轴承润滑脂加注方法，其特征在于，包括：
获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量和排油量；
确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；
基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；
基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂；
其中，所述损脂量包括密封流失脂量和氧化损失脂量；所述确定轴承在该预设时间区间内的损脂量，包括：
基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；
基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封流失脂量采用以下计算公式计算得到：
Figure FDA0004059842610000011
其中，Lb1为预设时间区间内轴承的密封流失脂量；Kai为运行转速子区间对应的润滑脂损失量系数，由轴承运行转速确定；Tai为运行转速子区间对应的运行时间；nai为运行转速子区间的平均转速；M为运行转速子区间的个数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化损失脂量采用以下计算公式计算得到：
Figure FDA0004059842610000021
其中，Lb2为预设时间区间内轴承的氧化损失脂量；Kbj为运行温度子区间对应的润滑脂氧化速度系数，由轴承运行温度确定；Tbj为运行温度子区间对应的运行时间；Fbj为运行温度子区间的平均温度；N为运行温度子区间的个数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过该预设时间区间后轴承的现存脂量采用以下计算公式计算得到：
L＝La-Lb-Lc+Ld
其中，L为轴承的现存脂量；La为初始脂量；Lb为损脂量；Lc为排油量；Ld为注脂量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂，包括：
若所述现存脂量小于第一预设脂量阈值，则控制注脂泵向轴承注脂，直至现存脂量大于第二预设脂量阈值。
6.一种轴承润滑脂加注装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取轴承在预设时间区间内的初始脂量、注脂量、排油量；
第一确定模块，用于确定轴承在该预设时间区间内的损脂量；
第二确定模块，用于基于该预设时间区间内的所述初始脂量、所述注脂量、所述排油量和所述损脂量，确定经过该预设时间区间后轴承的现存脂量；
注脂模块，用于基于所述现存脂量控制注脂泵向轴承注脂；
其中，所述损脂量包括密封流失脂量和氧化损失脂量；所述第一确定模块具体用于：
基于该预设时间区间内轴承的运行转速子区间和每一运行转速子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的密封流失脂量；
基于该预设时间区间内轴承的运行温度子区间和每一运行温度子区间对应的运行时间，确定该预设时间区间内轴承的氧化损失脂量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述注脂模块具体用于：
在所述现存脂量小于第一预设脂量阈值的情况下，控制注脂泵向轴承注脂，直至所述现存脂量大于第二预设脂量阈值。
8.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请权利要求1-5中任一项所述轴承润滑脂加注方法。
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