第四章稀油潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第四章 潤滑系統(tǒng)和集中潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié) 稀油集中潤滑系統(tǒng)一、概述隨著生產(chǎn)的發(fā)展， 機(jī)械化、 自動(dòng)化程度不斷提高， 潤滑技術(shù)也同樣由簡單到 復(fù)雜，不斷更新發(fā)展，形成了目前集中潤滑系統(tǒng)。集中潤滑系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)， 因?yàn)閴毫┯陀凶銐虻墓┯土浚?因此可保證 數(shù)量眾多、分布較廣的潤滑點(diǎn)及時(shí)得到潤滑，同時(shí)將摩擦副產(chǎn)生的摩擦熱帶走； 隨著油的流動(dòng)和循環(huán)將摩擦表面的金屬磨粒等機(jī)械雜質(zhì)帶走并沖洗干凈， 達(dá)到潤 滑良好、減輕摩擦、降低磨損和減少易損件的消耗、減少功率消耗、延長設(shè)備使 用壽命的目的。1、潤滑系統(tǒng)控制在整個(gè)潤滑系統(tǒng)中， 安裝了各種潤滑設(shè)備及裝置， 各種控制裝置和儀表， 以 調(diào)節(jié)和控制潤滑系

2、統(tǒng)中的流量、 壓力、溫度、雜質(zhì)濾清等， 使設(shè)備潤滑更為合理。 為了使整個(gè)系統(tǒng)的工作安全可靠，應(yīng)有以下的自動(dòng)控制和信號(hào)裝置。1）主機(jī)啟動(dòng)控制在主機(jī)啟動(dòng)前必須先開動(dòng)潤滑油泵， 向主機(jī)供油。 當(dāng)油壓正常后才能啟動(dòng)主 機(jī)。一般常采用在壓油管路上安裝油壓繼電器，控制主機(jī)操作的電氣回路。2）自動(dòng)啟動(dòng)油泵在潤滑系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)油壓下降到低于工作壓力（0.05MPa）,這時(shí)備用油泵啟動(dòng)，并在啟動(dòng)的同時(shí)發(fā)出示警信號(hào)，紅燈亮、電笛鳴，3）強(qiáng)迫停止主機(jī)運(yùn)行當(dāng) 備 用 油 泵 啟 動(dòng) 后 ， 如 果 系 統(tǒng) 油 壓 仍 繼 續(xù) 下 降 （ 低 于 工 作 壓 力）（0.081.2MPa）、貝葉由泵自動(dòng)停止運(yùn)行并發(fā)出信

3、號(hào)；強(qiáng)迫主機(jī)也停止運(yùn)行，同 時(shí)發(fā)出事故警報(bào)信號(hào)，紅燈亮、電笛鳴。4）高壓信號(hào)當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力超過正常的工作壓力 0.05MPa時(shí)，就要發(fā)出高壓信號(hào)，綠 燈亮、電笛鳴。值班人員應(yīng)立即檢查并消除故障。啟動(dòng)備用油泵、強(qiáng)迫主機(jī)停轉(zhuǎn) 等，常采用電接觸壓力計(jì)及壓力繼電器來進(jìn)行控制。5）油箱的油位控制 油箱的油位控制常采用液位控制器。當(dāng)油箱油位面不斷地下降，降到最低允 許油位時(shí)，液位控制器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出低液位示警信號(hào)，紅燈亮、電笛鳴，同時(shí) 強(qiáng)迫油泵和主機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)油箱油位面不斷升高 （ 可能是水或其他介質(zhì)進(jìn)入油 箱內(nèi) ） ，達(dá)到最高油液位面時(shí)，則發(fā)出高液位示警信號(hào)，紅燈亮、電笛鳴，應(yīng)立 即檢查，采取措施，

4、消除故障。6）油箱加熱控制 在寒冷地區(qū)或冬季作業(yè)時(shí)應(yīng)加熱油箱中的潤滑油，潤滑油溫度一般維持在 40C左右，以保持油的流動(dòng)性，否則整個(gè)系統(tǒng)的控制因溫度低、 油的黏度增加而 發(fā)生困難。7）系統(tǒng)自動(dòng)測溫裝置 系統(tǒng)中有關(guān)部位的溫度在運(yùn)行中都要進(jìn)行定時(shí)測量，以便掌握運(yùn)行情況。8）過濾器自動(dòng)啟動(dòng)當(dāng)油流進(jìn)出過濾器的壓差大于 0.05-0.06MPa 時(shí)，表明過濾器被阻塞。應(yīng)自 動(dòng)啟動(dòng)過濾器，以清除過濾器內(nèi)濾筒周圍的雜質(zhì)。二、回轉(zhuǎn)活塞泵供油的集中循環(huán)潤滑系統(tǒng)1系統(tǒng)的組成 回轉(zhuǎn)活塞泵供油的集中循環(huán)潤滑系統(tǒng)由以下設(shè)備組成：油箱、回轉(zhuǎn)活塞泵裝 置、圓盤式過濾器、列管式油冷卻器、空氣筒、放泄閥等。該系統(tǒng)使用如下測量

5、計(jì)器：壓力計(jì)、差式壓力汁、電接觸壓力計(jì)、水銀溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、電橋溫 度計(jì)、蒸汽加熱油時(shí)用的溫度調(diào)節(jié)器、液位控制器、油標(biāo)等。此外，還有各種不 同用途的閥類安全閥、 截止閥、 單向閥或逆止閥， 油流指示裝置給油指 示器、油流指示器等，油、風(fēng)、蒸汽、水等管道、接頭、閥門壓力箱等，如圖 4-1 所示。2回轉(zhuǎn)活塞泵潤滑系統(tǒng)的工作如圖 41所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī) 3 啟動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)工作油泵 4，從油箱內(nèi)將油吸出，J?圖4-1帶回轉(zhuǎn)活塞泵的循環(huán)潤滑系統(tǒng)圖1秫希.2-占一皚詢軌毛一國特活塞采丨i -*止網(wǎng)卞*一年利（戀止J Ni ?空豈旳直一過滋養(yǎng)H 按粘豈式醫(yī)力ih】。一壓辦ib 11-SMK力悴；：2安全旁通風(fēng)

6、訶一轉(zhuǎn)換護(hù)戔j 14電轎覗匿ih 15冷卻器*站一給袖摺亦胡叮一 >1謂樹齒輪慮蓉1*毎位前慣洞唱構(gòu)IH回毗管丨囚一壓里式莊力計(jì)經(jīng)單向閥6送入圓盤式過濾器8中（通過圓盤式過濾器將油中的機(jī)械雜質(zhì)清除），過濾后清凈的油沿輸油管流人冷卻器 15,在冷卻器15中冷卻后沿輸油管道被壓送到所潤滑的機(jī)構(gòu)摩擦副上（如齒輪副、軸承副等）。油流潤滑摩擦副后，流入 回油管，并按一定的坡度自行返回油箱。當(dāng)周圍空氣溫度很高時(shí)，或者是經(jīng)常處 于高溫條件下工作的機(jī)構(gòu)才需要連續(xù)冷卻。在正常溫度下（2025 C），潤滑油沿著設(shè)于冷卻器旁的繞行管道，繞過（不經(jīng)過）冷卻器，直接流向潤滑點(diǎn)。為了消除 回轉(zhuǎn)活塞泵壓油時(shí)流量的不均

7、勻性（或流量脈動(dòng)），在油泵壓油管路上裝有空氣筒 （補(bǔ)償器），空氣筒的上部充滿了與潤滑系統(tǒng)油路壓力相適應(yīng)的壓縮空氣。在系統(tǒng) 工作時(shí)，壓縮空氣由車間壓縮空氣的網(wǎng)路供給， 這樣在空氣筒的上部就形成了具 有一定壓力的空氣墊。 當(dāng)油泵向系統(tǒng)供油時(shí)， 壓縮空氣調(diào)到適當(dāng)?shù)膲毫Α?在入口 閥門關(guān)閉后， 由于泵的流量不均勻， 空氣筒中的油面將在一定范圍內(nèi)被動(dòng)。 為了 檢查油面的變化， 在空氣筒上安裝了油面指示計(jì)。 為了測量壓力的變化， 在空氣 筒上端安裝了壓力計(jì)。第二節(jié) 稀油集中潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 稀油集中潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)和步驟集中潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)礦山或冶金設(shè)備生產(chǎn)的工藝要求， 設(shè)計(jì)和確

8、定合理的集中潤滑系統(tǒng) ( 包括潤滑系統(tǒng)的型式、采用的潤滑設(shè)備組 成系統(tǒng)的各種潤滑元件及裝置的性能、規(guī)格、大小、數(shù)量，系統(tǒng)中各管路的直徑 大小與合理的布置等 ) ，使組成潤滑系統(tǒng)中的各種潤滑元件及裝置能相互平衡、 相互適應(yīng)或相互匹配， 以滿足生產(chǎn)的要求。 由于潤滑系統(tǒng)的各種設(shè)備及元件己由 國家專業(yè)部門負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造并成批生產(chǎn)，其性能規(guī)格已經(jīng)系列化和標(biāo)準(zhǔn)化了， 所以設(shè)計(jì)計(jì)算也就是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的潤滑設(shè)備及元件作相應(yīng)的比較， 合理地選擇、配套， 裝配出適合該機(jī)組 (如軋鋼設(shè)備 ) 需要的潤滑系統(tǒng)。稀油集中潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟是：1) 圍繞潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求， 了解對(duì)所要潤滑的機(jī)組 (或機(jī)械設(shè)備 )的概況；

9、2) 搜集潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)的必要參數(shù)和有關(guān)資料；3) 確定潤滑方案；4) 根據(jù)潤滑方案確定機(jī)組各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的摩擦損失功率，計(jì)算出所需潤滑 油的總消耗量；5) 選定集中潤滑系統(tǒng)的型式和數(shù)量；6) 選定并計(jì)算潤滑系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備及元件的型式、規(guī)格、數(shù)量；7) 選定管道尺寸，畫出管路布置簡圖，驗(yàn)算管路液壓損失：8) 寫出設(shè)計(jì)報(bào)告和計(jì)算書，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算書中提供的數(shù)據(jù)資料繪制潤滑系 統(tǒng)及管路布置詳圖；9) 對(duì)全部設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行總結(jié)。二、稀油集中潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1圍繞潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，了解需要潤滑機(jī)組的概況首先，應(yīng)了解生產(chǎn)工藝對(duì)機(jī)械設(shè)備提出的要求， 并應(yīng)注意生產(chǎn)中各機(jī)組、 機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)副的特點(diǎn)： 包括有多

10、少潤滑點(diǎn) （ 即所需潤滑的部位 ） 、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、受載情況、 工作速度、環(huán)境及溫度等； 采用哪些潤滑方法給油較為合適； 對(duì)采用同一品種潤 滑油，工作性質(zhì)相似的潤滑點(diǎn)，應(yīng)盡量地放在一個(gè)系統(tǒng)中。另外，目前尚存在的 薄弱環(huán)節(jié)也要有所了解，做到全面分析。2 收集潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的必要參數(shù)，確定潤滑系統(tǒng)方案1）設(shè)計(jì)時(shí)所必須的參數(shù)有： （1）幾何參數(shù)，如潤滑點(diǎn)最高、最低、最遠(yuǎn)的位置尺寸、范圍、各摩擦副有關(guān) 的尺寸等；（ 2）速度參數(shù)，最高速度，最高轉(zhuǎn)速等；運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：變速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)、間 歇運(yùn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)、可逆運(yùn)動(dòng)等；（ 3）力能參數(shù)，傳遞功率、最大受載及負(fù)荷特性等；最高最低工作溫度范圍、 系統(tǒng)的流量

11、、壓力等要求。2）確定潤滑系統(tǒng)方案在實(shí)際調(diào)查研究的基礎(chǔ)上， 應(yīng)考慮選用幾個(gè)什么樣的潤滑油站。 這些油站是 放在同一個(gè)地下油庫內(nèi)， 還是分別放在不同的幾個(gè)地下油庫內(nèi)； 也可以按具體情 況裝在所潤滑機(jī)組附近的地坑內(nèi)。 根據(jù)所用潤滑油牌號(hào)不同， 可以分別采用不同 的潤滑油站及系統(tǒng)。例如電動(dòng)機(jī)軸承比較精密、重要、處于高轉(zhuǎn)速下，采用高質(zhì) 量的汽輪機(jī)油，并設(shè)專門的油站；根據(jù)機(jī)組不同布置，距離遠(yuǎn)近不同，工況性質(zhì) 不同，則應(yīng)將距離相近， 工況相似設(shè)備的潤滑盡量納入同一個(gè)潤滑系統(tǒng)。 在全面 考慮反復(fù)比較的基礎(chǔ)上 （ 有時(shí)也可以同時(shí)考慮設(shè)計(jì)出幾種可行的方案，并進(jìn)行分 析、比較 ） ，最后才能確定潤滑系統(tǒng)的較好或最

12、佳方案。3計(jì)算潤滑機(jī)組消耗的功率及潤滑油的 消耗量根據(jù)初擬的潤滑系統(tǒng)方案，計(jì)算潤滑機(jī)組各運(yùn)動(dòng)副 （ 包括齒輪副，蝸桿蝸輪 副、滑動(dòng)或滾動(dòng)軸承副、平面運(yùn)動(dòng)副等 ） 工作時(shí)克服摩擦所消耗的功率，計(jì)算出 總效率，以便進(jìn)一步計(jì)算潤滑油的總消耗量。1）計(jì)算摩擦消耗的功率和機(jī)械傳動(dòng)效率 我們計(jì)算運(yùn)動(dòng)副在傳遞動(dòng)力時(shí)應(yīng)考慮摩擦而消耗的功率。 如齒輪、蝸輪嚙合摩擦損失，軸承摩擦損失，飛濺攪動(dòng)的損失。也就是說，機(jī)械傳遞動(dòng)力時(shí)，輸入 的功率不能全部輸出，其中一部分用于克服運(yùn)動(dòng)副的摩擦阻力而做功。即：輸入功率輸出功率=摩擦功率（2 1）摩擦消耗的摩擦功率稱為機(jī)械傳遞過程中的“功率損失”或“摩擦功率損失”簡稱“摩擦損失

13、”，也可以按效率來計(jì)算:機(jī)械傳動(dòng)效率輸出的功率 輸入的功率(2 2)式中傳遞的效率。 值越大即趨近于1，貝M專遞的效率越高。說明 由于摩擦阻力等種種原因消耗的無用功或功率損失少。由于摩擦所消耗的功率變成了熱能散發(fā)出來，使摩擦副的溫度上升，發(fā)熱。這些熱量一部分由各運(yùn)動(dòng)零件及其相鄰的零、部件吸收，并又不斷地散發(fā)到外界大氣中。其余熱量則來不及排散轉(zhuǎn)移，越積越多，使摩擦副及其相鄰的零、部件 繼續(xù)升溫發(fā)熱。而集中潤滑的目的之一就是用循環(huán)潤滑油液， 經(jīng)過摩擦副的間隙, 把潤滑點(diǎn)處產(chǎn)生的這類熱量及時(shí)帶走，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械摩擦副的散熱、冷卻。因此， 計(jì)算潤滑油消耗量的思路是根據(jù)熱量平衡的原則，求出各種摩擦副的傳遞效

14、率， 并換算成熱量。再算出為了吸收這些熱量，達(dá)到冷卻或熱平衡穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)所需潤滑 油的消耗量。計(jì)算機(jī)械傳遞效率如下：(23)式中 i齒輪嚙合或蝸桿傳動(dòng)的效率;2齒輪或蝸桿傳動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承的傳遞效率;3 齒輪或蝸桿傳動(dòng)（在封閉式箱體內(nèi)）時(shí)，由于潤滑油飛濺和攪動(dòng)損耗的效率；總的傳動(dòng)效率。關(guān)于傳動(dòng)效率計(jì)算的公式與方法，可參閱有關(guān)工程手冊(cè)。2）計(jì)算所產(chǎn)生的熱量求出總效率 后，可換算出齒輪副、蝸桿蝸輪副、軸承副、飛濺與攪動(dòng)等全 部克服摩擦而消耗功率所產(chǎn)生的熱量為:T 632 4.1( 1 -) N, kJ/h 10.54 4.18( 1 -) N, kJ/min (2-4)式中一總傳遞效率;N機(jī)械

15、傳動(dòng)輸入的功率， W。當(dāng)輸入功率以馬力為單位時(shí)的熱功當(dāng)量系數(shù)為632。輸入功率N以千瓦為單位的熱功當(dāng)量系數(shù)為860。3) 計(jì)算散發(fā)的熱量在這同時(shí)，齒輪或蝸桿蝸輪傳動(dòng)的殼體(變速箱)表面排散到周圍空氣中的熱 量為：kST0 4.18k(t, t2)S，kJ/h 4.18 (t, t2)kJ/min(2-6)60式中 k傳熱系數(shù)，k=7.515 (kcal/ (m2.h. C)t1 潤滑油的溫度，C；t2 周圍空氣的溫度，CS傳動(dòng)裝置散熱的計(jì)算面積，m2 ；S S10.5S2式中 S1為內(nèi)壁面被油浸著，而外面又被自然循環(huán)的空氣所冷卻的箱殼表 面積，m2；S2為S計(jì)算表面的補(bǔ)強(qiáng)筋和凸出的表面，以及裝在金屬底座或機(jī) 械框架上的箱殼底面積，m2。4) 計(jì)算潤滑油的消耗量在齒輪或蝸桿蝸輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的全部熱量，除被箱體散發(fā)后的熱量外，其余 的熱量都由循環(huán)潤滑油帶出，潤滑油的消耗量應(yīng)該是：Q T