TWI564500B - 智慧型油與氣混合潤滑保護系統 - Google Patents

Description

智慧型油與氣混合潤滑保護系統

本發明係與潤滑保護系統有關，特別是有關於一種智慧型油與氣混合潤滑單元(如：油氣、油霧及微霧)的保護系統。

按，一般機台在運作或加工時，各個傳動元件(如：軸承)間或是刀具與工件間，會因彼此摩擦而產生高溫，造成機台內部損壞、工件精度不佳或刀具損毀。因此，機台必定都會搭配一潤滑系統，來降低零件之間的磨耗，以期提升機台使用期限或是提高工件精度。一般潤滑可以分成油脂型態之潤滑、及配合高壓空氣的油與氣混合型態之潤滑，其中油與氣混合型態包括有：油氣潤滑、油霧潤滑及微霧潤滑。

然而，在此類習知潤滑保護系統之技術中，預設機台環境都係設定為一理想較佳環境，因此潤滑供油系統都係設定成定時定量的循環供應潤滑油，故終將面臨一個共同困難點。即是，當潤滑點實際情況發生任何改變時，舉例來說，軸承預壓量改變時(如：軸承精度、裝配工藝、加工負載)，造成潤滑點的摩擦時產生的熱量將會加大，或是轉速提升時，亦會產生較大熱能，此時即會面臨潤滑、冷卻不足的風險，若要改善或避免此風險，一般都係加裝另一套循環冷卻系統，此舉，將產生設備成本之增加、佔地面積之擴大、電力之浪費及噪音振動過大等負面影響，存在亟待 改善之缺弊。

因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之智慧型油與氣混合潤滑保護系統，以解決上述之問題。

本發明之主要目的在於提供一種智慧型油與氣混合潤滑保護系統，可以依照不同待潤滑單元之潤滑點的實際情況，提供適當的潤滑與冷卻的保護方式。因此能大幅增加潤滑、冷卻的可靠度，有效避免傳動元件潤滑失效之問題，且不需要額外加裝另一套循環冷卻系統，因此能節省成本、減少占地面積，並提供較安靜的工作環境。

為達成上述目的，本發明提供一種智慧型油與氣混合潤滑保護系統，包括一偵測單元、一第一電子運算單元、一給氣單元及一給油單元。該偵測單元具有一轉速感測器、一溫度感測器及一震動感測器其中至少一者，該偵測單元供偵測一待潤滑單元之至少一潤滑點以獲得對應之偵測資料。該第一電子運算單元與該偵測單元呈電性連接關係，並供設定一相對應該偵測單元之保護條件，該保護條件包括一轉速保護條件、一溫度保護條件及一震動保護條件其中至少一者。該給氣單元具有一供與一氣壓源相連通之進氣通道、及一常態性阻斷該進氣通道之第一閥組件，該第一閥組件與該第一電子運算單元呈電性相連接關係。該給油單元具有一供連通一潤滑油源之入油通道、一油與氣混合潤滑單元、及一設於該油與氣混合潤滑單元及該入油通道之間的第二閥組件，該第二閥組件與該第一電子運算單元呈電性連接關係，該油與氣混合潤滑單元連接於該給氣單元與該待潤滑單元之間。其中，當一該偵測資料超出該保護條件之範圍時，該第 一電子運算單元致動該第一閥組件開啟，而使該進氣通道與該油與氣混合潤滑單元相連通。

1‧‧‧智慧型油與氣混合潤滑保護系統

2‧‧‧偵測單元

21‧‧‧轉速感測器

22‧‧‧溫度感測器

23‧‧‧震動感測器

3‧‧‧第一電子運算單元

4‧‧‧給氣單元

41‧‧‧進氣通道

411‧‧‧第一通道

412‧‧‧第二通道

42‧‧‧壓力調整器

5‧‧‧第一閥組件

51‧‧‧第一閥體

52‧‧‧第二閥體

6‧‧‧給油單元

61‧‧‧入油通道

62‧‧‧油與氣混合潤滑單元

7‧‧‧第二閥組件

71‧‧‧定量閥

72‧‧‧供油時間控制器

721‧‧‧第二電子運算單元

8‧‧‧待潤滑單元

81‧‧‧潤滑點

9‧‧‧氣壓源

91‧‧‧潤滑油源

圖1為本發明一較佳實施例之立體示意圖。

圖2為本發明一較佳實施例之連結關係示意圖。

圖3為本發明一較佳實施例之判斷流程圖。

以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。

請參考圖1至圖3，其顯示本發明之一較佳實施例，本發明之智慧型油與氣混合潤滑保護系統1包括一偵測單元2、一第一電子運算單元3、一給氣單元4及一給油單元6。

該偵測單元2具有一轉速感測器21、一溫度感測器22及一震動感測器23其中至少一者，該偵測單元2供偵測一待潤滑單元8(如：軸承、軌道、滾珠螺桿、線性滑軌、齒輪或其他傳動元件)之至少一潤滑點81以獲得對應之偵測資料。該第一電子運算單元3與該偵測單元2呈電性連接關係，並供設定一相對應該偵測單元2之保護條件，該保護條件包括一轉速保護條件、一溫度保護條件及一震動保護條件其中至少一者。該給氣單元4具有一供與一氣壓源9相連通之進氣通道41、及一常態性阻斷該進氣通道41之第一閥組件5，該第一閥組件5與該第一電子運算單元3呈電性相連接關係。該給油單元6具有一供連通一潤滑油源91之入油通道61、 一油與氣混合潤滑單元62、及一設於該油與氣混合潤滑單元62及該入油通道61之間的第二閥組件7，該第二閥組件7與該第一電子運算單元3呈電性連接關係，該第二閥組件7常態性阻斷該入油通道61連通該油與氣混合潤滑單元62，該油與氣混合潤滑單元62連接於該給氣單元4與該待潤滑單元8之間。其中，當偵測資料超出該保護條件之範圍時，該第一電子運算單元3致動該第一閥組件5開啟，使該進氣通道41與該油與氣混合潤滑單元62相連通，進而讓該氣壓源9之氣體進入該油與氣混合潤滑單元62，並且，該第一電子運算單元3致動該第二閥組件7依一供油時間開闔，而使該入油通道61與該油與氣混合潤滑單元62相連通，於該油與氣混合潤滑單元62之內部進行油氣混合霧化之過程，當達到最佳狀態後可用來潤滑各該潤滑點81。

值得一提的是，該偵測單元2因為能獲取該待潤滑單元8實際的情況，因此不需要擔心該待潤滑單元8因預壓量的改變會造成潤滑冷卻效果不足。較佳地，該偵測單元2同時具有該轉速感測器21、該溫度感測器22及該震動感測器23，將各該潤滑點81在不同程度上需要潤滑的因素皆囊括在內，而使該智慧型油與氣混合潤滑保護系統1能提供更佳完善地保護該待潤滑單元8。更佳地，該給氣單元4另設有一壓力調整器42，該壓力調整器42係介於該進氣通道41及該第一閥組件5之間，可對應不同的該待潤滑單元8或是不同潤滑之需求，來調整進入該油與氣混合潤滑單元62的該氣壓源9之氣體壓力，例如用來控制該油與氣混合潤滑單元62之潤滑粒子的大小(油氣、油霧、微霧)。同時，該壓力調整器42亦可以確保能有一穩定氣壓的氣體進入該進氣通道41。其中，該氣壓源9較佳係為 乾燥且係冰冷的氣體，除了可避免零件會因為氣體中水份導致生鏽外，在進行潤滑時還可額外提供冷卻之功效。

於本實施例中，該進氣通道41包括有一第一通道411及一第二通道412，該第一及第二通道411,412分別連接該油與氣混合潤滑單元62，該第一通道411之通孔尺寸係小於該第二通道412之通孔尺寸，因此可針對各該潤滑點81實際情況，分別使該第一或第二通道411,412連通該氣壓源9及該油與氣混合潤滑單元62，提供較適當之潤滑。可以理解的是，在本實施例中該第一閥組件5具有一常態性阻斷該第一通道411之第一閥體51、及一常態性阻斷該第二通道412之第二閥體52。其中，該第一及第二閥體51,52分別係為一電磁閥組。

以下將進行較詳細但並不侷限之舉例說明，該第一電子運算單元3設定的該轉速保護條件為1500rpm、該溫度保護條件為50℃及該震動量為2.5mm/sec。其中，該第一電子運算單元3可以依據保護條件之輕重緩急來致動相對應之元件(如：該第一閥體51、該第二閥體52)，於本實施例中輕重緩急之判別方式，係依據不可抗拒的潤滑變動因素條件(轉速、溫度及震動)來區分；於其他實施例中，若係採用該偵測資料超出該保護條件的範圍大小來區分，亦無不可。由於轉速之提升對於該待潤滑單元8而言，尚未有實際且迫切需要潤滑的影響發生(如：高溫、強烈震動)，故該轉速保護條件係較偏向於預防性的保護層面，可以不需要過多的潤滑冷卻，因此當該轉速感測器21所偵測的偵測資料超出該轉速保護條件之範圍時，該第一電子運算單元3會致動該第一閥體51而未阻斷通孔尺寸較小的該第一通道411，使該氣壓源9之氣體進入該油與氣混合潤滑單元62內而與該潤滑 油源91之潤滑粒子相混合，進而輸送至各該潤滑點81進行潤滑冷卻。其中，該轉速感測器21的偵測方式可以是偵測實際轉速(主動感測)或是接收到提高轉速之數位命令(被動接收)，並不侷限方式。

通常機台溫度過高時，表示機台係處於較為不穩定之狀態，當溫度持續上升的話，嚴重者會造成該待潤滑單元8熔毀、斷裂。換言之，溫度之升高對於該待潤滑單元8產生的影響較大，係屬於較迫切需要潤滑冷卻的層面。因此，當該溫度感測器22所偵測的偵測資料超出該溫度保護條件之範圍時，該第一電子運算單元3會立即致動具有較大通孔尺寸的該第二閥體52，使其未阻斷該第二通道412，讓具有低溫度的該氣壓源9之氣體能較大量地進入，並與該潤滑油源之潤滑粒子相混合後送至各該潤滑點81，潤滑的同時進行冷卻降溫的保護，來確保該待潤滑單元8能維持在穩定之狀態。

當該震動感測器23所偵測的偵測資料超出該震動保護條件之範圍時，表示機台係處於較危險之狀態，造成震動之原因通常係因為該待潤滑單元8之轉速過快，在不正常的慣性力作用下使該待潤滑單元8無法確實地被定位住，而產生快速往復偏移之現象，同時，由於該待潤滑單元8之轉速係處於極快的情況，故一旦潤滑不足即會伴隨著高溫產生，係屬於嚴重須立即潤滑冷卻的層面。因此，該第一電子運算單元3會立即致動該第一閥組件5，使該第一及第二閥體51,52同時未阻斷該第一及第二通道411,412，確保除了能持續提供潤滑各該潤滑點81之功用外，還能提供有最大量的冷卻氣體來降溫，避免各該潤滑點81會產生大量高溫。

值得一提的是，該第二閥組件7較佳具有一與該入油通道 61相結合之定量閥71及一供油時間控制器72，該供油時間控制器72電性連接該定量閥71而致動該定量閥71之開闔，該供油時間控制器72另電性連接有一第二電子運算單元721(亦可以內建設於該供油時間控制器72內)，該第二電子運算單元721供預設該間隔時間並回傳至該供油時間控制器72，該供油時間控制器72得以控制該定量閥71之開闔時間，可以配合不同的該待潤滑單元8精密地調整該潤滑油源91之潤滑粒子進入該油與氣混合潤滑單元62的份量。可以理解的是，該第一及第二電子運算單元3,721較佳係彼此電性相連接，如此一來，當偵測資料超出該保護條件之範圍時，該第二電子運算單元721即可立即縮短該間隔時間，增加該潤滑油源91之潤滑粒子進入該油與氣混合潤滑單元62的份量。於本實施例中，由於溫度與震動對於該待潤滑單元8影響較大，因此該智慧型油與氣混合潤滑保護系統1係設計當該溫度感測器22所偵測的偵測資料超出該溫度保護條件之範圍時，該第二電子運算單元721會縮短該間隔時間；當該震動感測器23所偵測的偵測資料超出該震動保護條件之範圍時，該第二電子運算單元721亦會縮短該間隔時間，然並不以此為限，於其他實施例中可以視情況之不同，改變致動該第二電子運算單元721縮短該間隔時間的原因。

較詳細地說，於本實施例中係設定當該溫度感測器22所偵測的偵測資料超出該溫度保護條件之範圍時，該間隔時間縮短為原本之60~80%，舉例來說，原本開啟的該間隔時間為10秒，即會變成6~8秒；當該震動感測器23所偵測的偵測資料超出該震動保護條件之範圍時，該間隔時間縮短為原本之50~75%，舉例來說，原本開啟的該間隔時間為10秒，即會變成5~7.5秒。更進一步來說，該間隔時間亦可以設定成當偵測資料持續 超出該溫度保護條件之範圍時，該間隔時間會不斷地被縮短，且新的該間隔時間係指相對於上一次的該間隔時間。舉例來說，該間隔時間縮短為原本的80%，一開始的該間隔時間係10秒，第一次縮短後變成8秒，再次縮短後變成6.4秒。另外，可以理解的是，該間隔時間縮短的比例係可以針對不同的該待潤滑單元8來進行不同的改變。

綜上，本發明智慧型油與氣混合潤滑保護系統，對於待潤滑單元內的潤滑點，會遇到不可抗拒的潤滑變動因素條件(轉速、溫度及震動)，配置了相對應的感測器來偵測實際之情況，因此可以針對不同機台實際之狀況進行調整保護條件之設定，並且依照不同程度的待潤滑需求之急迫性，分別安排了相對應潤滑的方式。

並且，在提供潤滑的同時，冰冷乾燥的氣體可以另外提供冷卻效果，確保待潤滑單元之溫度能維持在設定的保護條件內。此外，潤滑油的供油量還會隨著潤滑的方式不同，自動進行調整，以確保能有較佳之油氣混合比例。

綜上所述，本發明之整體結構設計、實用性及效益上，確實是完全符合產業上發展所需，且所揭露之結構發明亦是具有前所未有的創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明可較之習知結構更具功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利之申請要件的規定，乃依法提起專利申請，並敬請 鈞局早日審查，並給予肯定。

1‧‧‧智慧型油與氣混合潤滑保護系統

2‧‧‧偵測單元

21‧‧‧轉速感測器

22‧‧‧溫度感測器

23‧‧‧震動感測器

3‧‧‧第一電子運算單元

4‧‧‧給氣單元

41‧‧‧進氣通道

5‧‧‧第一閥組件

6‧‧‧給油單元

61‧‧‧入油通道

62‧‧‧油與氣混合潤滑單元

7‧‧‧第二閥組件

71‧‧‧定量閥

72‧‧‧供油時間控制器

721‧‧‧第二電子運算單元

8‧‧‧待潤滑單元

81‧‧‧潤滑點

9‧‧‧氣壓源

91‧‧‧潤滑油源

Claims (10)

1. 一種智慧型油與氣混合潤滑保護系統，包括：一偵測單元，具有一轉速感測器、一溫度感測器及一震動感測器其中至少一者，該偵測單元供偵測一待潤滑單元之至少一潤滑點以獲得對應之偵測資料；一第一電子運算單元，其與該偵測單元呈電性連接關係，並供設定一相對應該偵測單元之保護條件，該保護條件包括一轉速保護條件、一溫度保護條件及一震動保護條件其中至少一者；一給氣單元，其具有一供與一氣壓源相連通之進氣通道、及一常態性阻斷該進氣通道之第一閥組件，該第一閥組件與該第一電子運算單元呈電性相連接關係；一給油單元，具有一供連通一潤滑油源之入油通道、一油與氣混合潤滑單元、及一設於該油與氣混合潤滑單元及該入油通道之間的第二閥組件，該第二閥組件與該第一電子運算單元呈電性連接關係，該第二閥組件常態性阻斷該入油通道連通該油與氣混合潤滑單元，該油與氣混合潤滑單元連接於該給氣單元與該待潤滑單元之間；其中，當偵測資料超出該保護條件之範圍時，該第一電子運算單元致動該第一閥組件開啟，而使該進氣通道與該油與氣混合潤滑單元相連通，並且，該第一電子運算單元致動該第二閥組件依一供油時間開闔，而使該入油通道與該油與氣混合潤滑單元相連通。
2. 如請求項1所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該第二閥組件具有一與該入油通道相結合之定量閥及一供油時間控制器，該供油時間 控制器電性連接該定量閥而致動該定量閥之開闔，該供油時間控制器另電性連接有一第二電子運算單元，該第二電子運算單元供預設該間隔時間並回傳至該供油時間控制器，該供油時間控制器得以控制該定量閥之開闔時間。
3. 如請求項2所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該第一及第二電子運算單元彼此電性相連接，當偵測資料超出該保護條件之範圍時，該第二電子運算單元縮短該間隔時間。
4. 如請求項1所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該偵測單元具有該轉速感測器、該溫度感測器及該震動感測器。
5. 如請求項4述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該進氣通道包括有一第一通道及一第二通道，該第一及第二通道分別連接該油與氣混合潤滑單元，該第一通道之通孔尺寸係小於該第二通道之通孔尺寸。
6. 如請求項5所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該第一閥組件具有一常態性阻斷該第一通道之第一閥體、及一常態性阻斷該第二通道之第二閥體，其中，當該轉速感測器所偵測的偵測資料超出該轉速保護條件之範圍時，該第一閥體未阻斷該第一通道；當該溫度感測器所偵測的偵測資料超出該溫度保護條件之範圍時，該第二閥體未阻斷該第二通道；當該震動感測器所偵測的偵測資料超出該震動保護條件之範圍時，該第一及第二閥體未阻斷該第一及第二通道。
7. 如請求項6所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該第二閥組件具有一定量閥及一供油時間控制器，該供油時間控制器電性連接該定量閥而致動該定量閥之開闔，該供油時間控制器另電性連接有一第二電子 運算單元，該第二電子運算單元供預設該間隔時間並回傳至該供油時間控制器，該供油時間控制器得以控制該定量閥之開闔時間。
8. 如請求項7所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該第一及第二電子運算單元彼此電性相連接，當該溫度感測器所偵測的偵測資料超出該溫度保護條件之範圍時，該第二電子運算單元縮短該間隔時間；當該震動感測器所偵測的偵測資料超出該震動保護條件之範圍時，該第二電子運算單元縮短該間隔時間。
9. 如請求項8所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中當該溫度感測器所偵測的偵測資料超出該溫度保護條件之範圍時，該間隔時間縮短為原本之60~80%；當該震動感測器所偵測的偵測資料超出該震動保護條件之範圍時，該間隔時間縮短為原本之50~75%。
10. 如請求項1所述的智慧型油與氣混合潤滑保護系統，其中該給氣單元另設有一壓力調整器，該壓力調整器係介於該進氣通道及該第一閥組件之間。