CN116658790A - 一种油气润滑自适应系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气润滑自适应系统及其工作方法，系统包括温度传感器、主轴位置传感器、自动润滑站、气体流量控制器、油气混合阀、油气管路、CNC控制器、PLC控制器；工作方法为：温度传感器测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器测量轴承的实际转速；将实际温度数据与给定温度进行比较的结果输出至PLC控制器；将实际转速数据与给定转速进行比较，当实际转速或实际温度升高或者降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管路中的出油量以及气体流量增大或减小。本发明对油气润滑系统进行闭环控制，实现自适应自调节，提高轴承的工作效率和寿命，并且降低使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及油气润滑系统领域，特别涉及一种油气润滑自适应系统及其工作方法。
背景技术
机械机构的润滑方式都是采用的油脂润滑，而油脂润滑中使用的润滑脂寿命只有短短数百个小时，当润滑油脂寿命用尽时，就需要及时更换或者补充润滑油脂，否则就会导致机械发热或者异响问题。为解决油脂润滑中的难点，油气润滑系统应运而生。油气润滑是利用空气使润滑油雾化，再将混合后的油气喷射到轴承，从而实现了润滑。油气润滑有两大优点，首先是通过不断地输送新润滑油，无需担心油的劣化影响润滑效果，其次因为一直有气体输入，机械结构内部形成正压，有效的防止了灰尘和切削液的倾侵入。
目前市面上采用的油雾润滑控制方式都是开环控制方式，即机械结构开始转动就开始对轴承以及齿轮等核心部件输送油雾。这种控制方式采用的是间歇向齿轮位置提供润滑油和气体，无法最终确认是否向轴承进行了有效的供油，且油气润滑需要不停的输送油气，使用成本较高。
发明内容
发明的目的在于提供一种油气润滑自适应系统及其工作方法，通过实时监测和分析轴承的温度和转速数据，以及根据预设的参数进行自适应调节，从而实现油气润滑系统的闭环控制，提高轴承的工作效率和寿命，并且降低使用成本。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种油气润滑自适应系统，包括温度传感器、主轴位置传感器、自动润滑站、气体流量控制器、油气混合阀、油气管、CNC控制器、PLC控制器；
温度传感器、主轴位置传感器设置于轴承一侧，温度传感器用于测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器用于测量轴承的实际转速；
温度传感器的输出端、给定温度分别接入第一比较器的两个输入端，第一比较器的输出端分别接入CNC控制器、PLC控制器；
主轴位置传感器的输出端、给定转速分别接入第二比较器的两个输入端，第二比较器的输出端接入PLC控制器；
PLC控制器的输出端分别接入自动润滑站、气体流量控制器，自动润滑站、气体流量控制器的输出端接入油气混合阀，油气混合阀的输出端通过油气管、附加头连接轴承；
CNC控制器的输出端分别连接附加头。
进一步地，温度传感器实时将实际温度数据与给定温度进行比较，并将温度比较结果输出至PLC控制器；主轴位置传感器实时将实际转速数据与给定转速进行比较，并将转速比较结果输出至PLC控制器。
进一步地，基于温度比较结果和转速比较结果，当实际转速或实际温度升高时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量增大。
进一步地，基于温度比较结果和转速比较结果，当实际转速或实际温度降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量减小。
进一步地，当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，由CNC控制器中断附加头的运转。
进一步地，CNC控制器的输出端连接报警器，当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，触发报警器进行报警。
一种如所述油气润滑自适应系统的工作方法，包括以下步骤：
温度传感器、主轴位置传感器设置于轴承一侧，温度传感器测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器测量轴承的实际转速；
温度传感器实时将实际温度数据与给定温度进行比较，并将温度比较结果输出至PLC控制器；主轴位置传感器实时将实际转速数据与给定转速进行比较，并将转速比较结果输出至PLC控制器，基于温度比较结果和转速比较结果，进行如下处理：
当实际转速或实际温度升高时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量增大；
当实际转速或实际温度降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量减小；
当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，由CNC控制器中断附加头的运转，并触发报警器进行报警；
通过以上处理过程，对油气润滑系统进行闭环控制，实现油气润滑系统的自适应自调节。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
(1)实时检测附加头的运转情况，从而更好的保护附加头，提高了轴承的工作效率和寿命；
(2)通过实时监测和分析轴承的温度和转速数据，以及根据预设的参数进行自适应调节，从而实现油气润滑系统的闭环控制，使附加头能满足客户高转速的应用加工条件；
(3)通过油雾润滑控制系统模型，将润滑油流量和气体流量始终控制在合理范围内，降低了使用和维护成本；
(4)具备异常温度报警功能，能够实时保护轴承并避免潜在故障的发生。
附图说明
图1为本发明一种油气润滑自适应系统的原理框图。
具体实施方式
容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
结合图1，本发明一种油气润滑自适应系统，包括温度传感器、主轴位置传感器、自动润滑站、气体流量控制器、油气混合阀、油气管、CNC控制器、PLC控制器；
温度传感器、主轴位置传感器设置于轴承一侧，温度传感器用于测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器用于测量轴承的实际转速；
温度传感器的输出端、给定温度分别接入第一比较器的两个输入端，第一比较器的输出端分别接入CNC控制器、PLC控制器；
主轴位置传感器的输出端、给定转速分别接入第二比较器的两个输入端，第二比较器的输出端接入PLC控制器；
PLC控制器的输出端分别接入自动润滑站、气体流量控制器，自动润滑站、气体流量控制器的输出端接入油气混合阀，油气混合阀的输出端通过油气管、附加头连接轴承；
CNC控制器的输出端分别连接附加头。
作为一种具体示例，温度传感器实时将实际温度数据与给定温度进行比较，并将温度比较结果输出至PLC控制器；主轴位置传感器实时将实际转速数据与给定转速进行比较，并将转速比较结果输出至PLC控制器。
作为一种具体示例，基于温度比较结果和转速比较结果，当实际转速或实际温度升高时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量增大。
作为一种具体示例，基于温度比较结果和转速比较结果，当实际转速或实际温度降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量减小。
作为一种具体示例，当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，由CNC控制器中断附加头的运转。
作为一种具体示例，CNC控制器的输出端连接报警器，当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，触发报警器进行报警。
本发明还提供一种如所述油气润滑自适应系统的工作方法，包括以下步骤：
温度传感器、主轴位置传感器设置于轴承一侧，温度传感器测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器测量轴承的实际转速；
温度传感器实时将实际温度数据与给定温度进行比较，并将温度比较结果输出至PLC控制器；主轴位置传感器实时将实际转速数据与给定转速进行比较，并将转速比较结果输出至PLC控制器，基于温度比较结果和转速比较结果，进行如下处理：
当实际转速或实际温度升高时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量增大；
当实际转速或实际温度降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量减小；
当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，由CNC控制器中断附加头的运转，并触发报警器进行报警；
通过以上处理过程，对油气润滑系统进行闭环控制，实现油气润滑系统的自适应自调节。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例
本实施例涉及一种油气润滑自适应系统，系统包括温度传感器、主轴位置传感器、自动润滑站、气体流量控制器、油气混合阀、油气管、CNC控制器、PLC控制器、报警器。
温度传感器安装在靠近轴承位置，并与其他元件通过电气线路连接。油气管路也连接至系统。测试各元器件工作正常后，启动油气润滑自适应系统控制程序。系统在附加头运转时自动启动，并将温度和转速数据实时传输至PLC控制器进行比较。当检测到转速或温度升高时，通过PLC控制器控制自动润滑装置和气体流量控制器，及时增加出油量和气体流量。当转速和温度降低时，及时减小出油量和气体流量，实现油气润滑系统的闭环控制，实现自适应自调节。此外，系统还能及时报警并中断附加头运转，以保护附加头，防止轴承温度异常，实时保护轴承并避免潜在故障的发生。
本实施例通过实时监测和分析轴承的温度和转速数据，以及根据预设的参数进行自适应调节，从而实现油气润滑系统的闭环控制，提高轴承的工作效率和寿命。
本实施例油气润滑自适应系统的工作方法具体如下：
(1)温度传感器安装在靠近轴承位置，将温度传感器、主轴位置传感器、自动润滑站以及气体流量控制器的电气线路进行连接，再将油气管路进行连接；
(2)测试各元器件是否正常工作，最后启动油气润滑自适应系统控制程序即PLC控制器；
(3)当附加头运转时，油气润滑自适应系统自动启动，并通过温度传感器和主轴位置传感器实时将温度数据、转速数据输送至油气润滑自适应系统PLC控制器进行实时比较；
(4)当传感器检测到转速或温度升高时，通过PLC控制器控制自动润滑装置和气体流量控制器，及时通过油气混合阀将油气管路中的出油量以及气体流量增大；
(5)当转速和温度降低时，PLC控制器及时通过混合阀将出油量以及气体流量减小，从而实现油气润滑系统的闭环控制，做到油气润滑系统的自适应自调节；
(6)当温度传感器检测到轴承温度异常时，系统将及时发出警报信号，由CNC控制器
本实施例所述的油气润滑自适应系统，可以用于电动注油机，控制打油频率和气体流量对直角头进行润滑和降温。
本实施例所述的油气润滑自适应系统，可以根据实时检测的主轴、轴承和传动齿轮的温度和转速，形成控制闭环进行自适应控制。
本实施例所述的油气润滑自适应系统，基于温度传感器的温度自适应控制原理，通过不断监测核心部件的温度数值，根据数值变化的规律，调整控制参数，以保持整个油气润滑系统的系统的稳定性和可靠性。
本实施例所述的油气润滑自适应系统，采用基于机械运转的实际温升的油气润滑控制方式，可以使用两组温度传感器，一组测量机械运转时轴承的温度，一组是测量当前环境温度，通过温差值来控制油气润滑，减小因为环境温度不同造成的影响。
综上所述，本发明能实时检测附加头运转情况，提供更好的附加头保护，通过采用润滑系统闭环控制，适应客户高转速应用加工条件，且能有效控制油流量和气体流量，降低使用和维护成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
应当理解，为了精简本发明并帮助本领域的技术人员理解本发明的各个方面，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例中进行描述，或者参照单个图进行描述。但是，不应将本发明解释成示例性实施例中包括的特征均为本专利权利要求的必要技术特征。
Claims (7)
1.一种油气润滑自适应系统，其特征在于，包括温度传感器、主轴位置传感器、自动润滑站、气体流量控制器、油气混合阀、油气管、CNC控制器、PLC控制器；
温度传感器、主轴位置传感器设置于轴承一侧，温度传感器用于测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器用于测量轴承的实际转速；
温度传感器的输出端、给定温度分别接入第一比较器的两个输入端，第一比较器的输出端分别接入CNC控制器、PLC控制器；
主轴位置传感器的输出端、给定转速分别接入第二比较器的两个输入端，第二比较器的输出端接入PLC控制器；
PLC控制器的输出端分别接入自动润滑站、气体流量控制器，自动润滑站、气体流量控制器的输出端接入油气混合阀，油气混合阀的输出端通过油气管、附加头连接轴承；
CNC控制器的输出端分别连接附加头。
2.根据权利要求1所述的油气润滑自适应系统，其特征在于，温度传感器实时将实际温度数据与给定温度进行比较，并将温度比较结果输出至PLC控制器；主轴位置传感器实时将实际转速数据与给定转速进行比较，并将转速比较结果输出至PLC控制器。
3.根据权利要求2所述的油气润滑自适应系统，其特征在于，基于温度比较结果和转速比较结果，当实际转速或实际温度升高时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量增大。
4.根据权利要求2所述的油气润滑自适应系统，其特征在于，基于温度比较结果和转速比较结果，当实际转速或实际温度降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量减小。
5.根据权利要求1所述的油气润滑自适应系统，其特征在于，当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，由CNC控制器中断附加头的运转。
6.根据权利要求5所述的油气润滑自适应系统，其特征在于，CNC控制器的输出端连接报警器，当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，触发报警器进行报警。
7.一种如权利要求1～6任一项所述油气润滑自适应系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
温度传感器、主轴位置传感器设置于轴承一侧，温度传感器测量轴承工作环境的实际温度，主轴位置传感器测量轴承的实际转速；
温度传感器实时将实际温度数据与给定温度进行比较，并将温度比较结果输出至PLC控制器；主轴位置传感器实时将实际转速数据与给定转速进行比较，并将转速比较结果输出至PLC控制器，基于温度比较结果和转速比较结果，进行如下处理：
当实际转速或实际温度升高时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量增大；
当实际转速或实际温度降低时，通过PLC控制器对自动润滑站、气体流量控制器进行控制，通过油气混合阀将油气管中的出油量以及气体流量减小；
当温度传感器检测到轴承温度异常即超出设定阈值范围时，由CNC控制器中断附加头的运转，并触发报警器进行报警；
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