集中润滑系统的设计方法

集中润滑系统的设计方法

根据机械设备总体设计中各机械及摩擦副的润滑要求、工况和环境条件,进行集中润滑系统的技术设计并确定合理的润滑系统,包括润滑系统类型的确定、计算及选定组成系統的各润滑元器件的性能、规格、数量、系统中所有管路尺寸及布局等。


集中润滑系统设计步骤如下:

润滑点确定 →需油量的计算→供油方式的选择→分配器的选定→润滑泵的选定→ 附件的选用


一、润滑点的确定


围绕集中润滑系统设计要求、工况和环境条件,收集所有润滑点必要的参数。例如:几何参数,如最高、最低及明远的润滑点的位置尺寸、润滑点范围、摩擦副有关尺寸等;工况参数,如速度、载荷等:环境条件,如温度、湿度、有无砂尘等;运动形式,如变速运动、连续运动、间歇运动、摆动等


二、需油量的选择

摩擦副的耗油量与摩擦付的面积、材料、运动速度、表面光滑程度、压强、油料的性能等因素有关,因此是没有绝对的计算公式的。根据实际经验,下面的计算公式仅供参考,最终还要根据润滑点的实际情况调整油量的计算值。


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滚动轴承

(滚珠轴承、滚柱轴承、滚针轴承)

需油量 Q =0.04×滚道内径×排数×K

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链条

需油量Q=0.008×长度×宽度× K

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滑动轴承

需油量 Q =0.023×转轴直径×轴承长度×K

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滚动导轨

需油量 Q =0.012×移动件长度×排数×K

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平面导轨

需油量 Q =0.0017×移动件长度×宽度×K (水平方向)

需油量 Q =0.006×移动件长度×宽度×K (垂直方同)

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齿轮

需油量 Q=0.046×分度圆直径×齿宽×K


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圆柱导轨

需油量 Q =0.023×直径×移动件长度×K(水平方向)

需油量 Q -0.07×直径×移动件长度×K(垂直方向)


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凸轮

需油量 Q =0.013×接触圆周×宽度× K


 




※采用稀油润滑的,表中需油量Q单位为ml/h。

※采用油脂润滑的,表中需油量Q单位为ml/4h。

※表中直径、长度、宽度单位为cm。

※K为给油系数,与运动速度有关,可查图。

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3.       供油方式的选择

※油料的选择

   全损耗润滑的主要目的是减少磨损,起冷却作用的很少,因为它的油量有限,不可能带走很多热量。从国内外使用情况显示,目前使用的油剂已向较浓的方向发展,有的开始用软油脂。因浓油及油脂对密封性能、环境管理、减少润滑油的流失等都优于稀油,缺点是在低温下使用有影响,因为粘度随温度的变化而变化,应在使用中注意。

※供油方式的选择:

1.       抵抗式(或称节流式)集中稀油润滑系统

   抵抗式集中稀油润滑系统中所使用的润滑油泵有塞润滑泵和齿轮润滑泵之分,组成润滑系统的特点是有所区别的。

1.1       抵抗式集中稀油润滑系统(塞泵)

该系统由DHB系列等公称压力低于0.5MPa的活塞润滑泵与BJ型抵抗式计量件、单排分及有关管路附件组成,主管路外径一般为Ø4。通过计算各个润滑点中摩擦副所需的耗油量,按需选择不同排量的柱塞润滑泵与不同规格的计量件(参考抵抗式集中润滑系统的选用和计算)。塞润滑泵输出定量的润滑油后,通过抵抗式计量件对各润滑点的供油量进行控制与分配,所以各润滑点实际得到的油量取决于柱塞润滑泵的排量及工作时间(或冲程)以及计量件的流量定数。

计量件内设有单向阀,既可防止排出的润滑油剂逆流,又可使计量件在主油管路压力达到0.15MPa以上时才能排油,所以在润滑系统中相互间距离远、近、高、低的同型号计量件在实际使用中其出油量基本相同。

系统特点:

◆系统工作压力低。

◆润滑泵供油量准确

◆计量件结构简单,工作可靠,使用寿命长

◆油排可任意并联、串联组合,安装自由方便,计量件任意方位安装不影响出油量。

◆既能满足各润滑点中摩擦副的耗油量需求,又不会造成能源浪费及环境污染。

◆适用于主油管路长不超过5m、高不超过2m,润滑点数在20点以下的小型机械设备。

1.2       抵抗式稀油集中润滑系统(齿轮泵)

该系统由公称压力2.5MPa的稀油润滑齿轮泵(或泵组)与GQL型稀油滤油器、BJ型抵抗式计量件、分油块及有关管路附件组成,主管路外径一般为Ø6。通过计算各个润滑点中摩擦副所需的耗油量,按需选择不同流量的润滑泵与不同规格的计量件。润滑泵输出定量的润滑油后,通过计量件对各润滑点的供油量进行控制与分配,所以各润滑点实际得到的油量取决于润滑泵的流量及工作时间以及计量件的流量定数。

因计量件在主油管路压力达到0.15MPa以上时才能排油,所以在润滑系统中相互间距离远、近、高、低的同型号计量件在实际使用中其出油量基本相同。计量件计量准确、排油畅通、灵敏度高、使用寿命长,确保了整个系统运行的可靠性。

系统特点:

◆系统工作压力低,油泵无卸荷阀,所以润滑泵停止工作后无卸荷过程;

◆润滑泵中的溢流阀只有在管路堵塞时作安全阀用;

◆润滑泵流量大,系统可满足群多润滑点摩擦副的耗油量需求;

◆可在润滑泵内配置有压力开关或在系统中设置压力开关,以滥测润滑系统主管路断流和失压;

◆计量件结构简单,工作可靠,使用寿命长;

◆油排可任意并联、串联组合,安装自由方便,计量件任意方位安装不影响出油量,并且系统中润滑点数可任增减配置

◆适用主管路长不超过12m,高不超过5m,润滑点数群的各类机械改备上全损耗间润滑或连续循环润

2、定量式(或称容积式)集中润滑系统

定量式集中润滑系统按分配排油形式分为加压式、压式加压式分配器的工作原理是在系统加压过程中排油,系统卸荷后卸压式分配器的作原理是在系统加压过程中储油系统卸荷后排油。

2.1系统组成(参考定量式集中润滑系统的选用和计算

加压式定量稀油集中润滑系统由公称压力为2.5MPa左且具有卸荷功能的稀油润滑泵与DPQ型加压式稀油定量分配器、GQL滤油器及有关路附件组成。

卸压式定量稀油集中润滑系统由公称压力为2.5MPa左右且具有卸荷功能的稀油润滑泵与 DPQX 型卸压式稀油定分配器,GQL滤油器及有关管路附件组成。

加压式定量油脂集中润滑系统由公称压力为4.OMPa左右且具有卸荷功能的油脂润滑泵与T86型加压式油脂定量分配器、GQG油脂滤油器、及有关管路附件组成。其系统布局与加压式稀油集中润滑系统相同,区别在于润滑泵、分配器及滤油器的型式不同。

卸压式定量油脂集中润滑系统由公称压力为4.OMpa左右且具有卸荷功能的油脂润滑泵与DPQX 型卸压式油脂定量分配器GQG滤油器、及有关管路附件组成。其系统布局与卸压式稀油集中润滑系统相同,区别在于润滑泵、分配器及滤油器的型式不同(。

2.2系统特点:

润滑点各摩擦副每次得到的油量取决于分配器的储油容积,与润滑泵流量无关,当系统主管路压力达到额定值后,润滑泵输出多余的油剂通过溢流回到油箱。润滑泵必须是间歇工作,即通过润滑泵自带的控制器或主机 PLC 设定工作时间和间歇时间,且润滑泵停止工作后系统主管路都得卸荷,因为加压式和差压式分配器在系统主管路卸荷后才能储存油剂,为下一工作循环作准备,而卸压式分配器在系统主管路卸荷后才能排出油剂。

◆系统必须间歇工作,间歇时间和工作时间应设置合理,以便于油泵每次工作主管路都能达到额定工作压力,油泵停止工作后主管路都能完卸荷

◆系统定时定量地向各润滑点输送润滑油剂,能满足各润滑点中摩擦副的耗油量需求,不会产生油量过多而造成能源浪费及环境污染。

润滑泵内设置压力开关(选装件)或在系统管路末端设置压力开关,用于监测系统主管路断流和失压。

统安装简单、方便,根据润滑点实际需油量用相应排量的分配器。

用于润滑点群多,主管路距离长(高),给油剂量要准确、稀油(或油脂)间歇润滑的各种机械设

3、递进式集中润滑系统

递进式集中润滑系统即可是稀油润滑系统,亦可是油脂润滑系统。由各种公称压力为1~16MPa的润滑泵与递进式分配器及有关管路附件组成(见示图五)。

该系统的工作原理是由润滑泵输出的压力油剂推动递进式分配器内的柱塞,使其进行往复运动,将油剂强制、定量、顺序地输送给各润滑点。在递进式分配器上设置循环指示器(选装件),用来监测润滑系统运作状况。如果配置循环发讯器(选装件)并与控制器联接便可实现系统的自动控制。

递进式润滑系统的选用方法详见附录四。

系统特点:

◆多种公称压力等级的润滑泵可配置,可根据润点所的油压任意选择。

◆强制向润滑点供送油剂,润滑点得到的油剂压力高。

◆由分配器柱塞的截面积和行程确定出油口每一循环的给油量,所以给油量准确。

◆通过循环指示器(选装件)可目测分配器动作次数通过循环发讯器(选装件)反馈分配器的动作次数给控制器,由控制器控制油泵工作与间歇。

◆循环指示器(或循环发讯器)还可监测润滑系统因管路断流、失压及润滑点堵塞等引起的分配器动作失灵。

◆其中一个润滑点堵塞则整个系统停止运行。

◆递进式分配器排油畅通、灵敏,使用寿命长。

◆可使用各种油剂,但润滑泵须根据所用的油剂决定类型。

◆厂泛适用于润滑点群多、管路距离远(高)、给油量要求准确且强制给油的各类机械设备。



四、分配器的选定

滑系统的供油式确定后,等于确定了所用分配器的形式,然后根据各个摩副上安置的润滑点数量、位置、集结程度,尽量就近接管原则将润滑系统划分为若干个润滑群,个润滑点群设置几只分配器,再根分配器每个出油口所连润滑点的需油量最终确定分配

器的型号。


五、润滑泵的选定

润滑系统的供油方式确定后,根据系统所消耗的油剂总量,可确定润滑泵的额定流量、公称压力、油箱容积,再根据机械设备的电气系统,确定工作电源、是否配置控制器等。

●供油频率的选择

全损耗型自动集中润滑系统都是间歇供油的。润滑点中摩擦副的需油量对于润滑齿轮油泵来说,都是很少量的。所以,油泵的工作时间很短(一般都<20秒,系统主管路达到额定工作压力后保压几秒钟就可以)而油泵的休息时间较长(一般都>10分种)。如果摩擦副需油量较大时,应增加抵抗式计量件的流量定数或定量式计量件(分配器)的容积,而不是靠提高油泵供油频率所获得。如果把供油间歇时间设计得很短,那就失去间歇润滑的意义。

手动集中润滑系统根据实践经验确定手动油泵的工作时间及每次拉动次数。

六、附件的选用

活动部位的管路选用组合软管,其余尽可能使用钢性管(如紫铜管);润滑点接头根据润滑点螺纹、位置空间选定;其余附件根据系统要求选用。