一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统，涉及主动润滑领域，监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；控制系统包括控制器、截止阀和活塞泵；控制器接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵的工作；过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；所述过滤系统设置在主轴承内圈上，主轴承内圈上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔。本发明专利技术解决了主轴承润滑系统主动润滑、清洁及润滑系统状态实时监测问题，实现了高效、大批量、连续的润滑系统清洁、供脂和排脂。供脂和排脂。供脂和排脂。

【技术实现步骤摘要】
一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统


[0001]本专利技术涉及盾构机主轴承润滑系统
，具体涉及的是具有主动润滑及清洁的盾构机主轴承润滑装置及其控制系统。

技术介绍

[0002]盾构机，被誉为“世界工程机械之王”、工程机械中的“航空母舰”，集隧道掘进、出渣、拼装隧道衬砌、导向纠偏功能于一体，广泛应用于城市轨道交通、地下综合管廊、铁路及公路隧道工程、引水隧洞工程及军事防护工程施工的特大型专用工程设备，是大国基础建设中必不可少的核心装备。盾构机主轴承被称为盾构机的“心脏”，承担着盾构机运转过程的主要载荷，是刀盘驱动系统的关键部件。特大型盾构机盾构横截面直径大于10m，盾构机主轴承结构尺寸巨大，在掘进过程中承受强烈温升和大冲击、偏载、重载、变载等，内部几千个摩擦副润滑困难，极易出现疲劳损伤，对润滑系统要求极其严格。
[0003]盾构机主轴承在长期工作过程中，容易出现主轴承润滑油脂泄漏或者泥水、沙砾及渣土进入主轴承润滑系统，增加润滑脂黏度，油品受到污染严重劣化，将导致主轴承迅速损坏。而且，主轴承在运转过程中，磨损金属颗粒极易擦伤滚道表面，加大磨损和疲劳损伤。因此，盾构机主轴承需要精细润滑保养，集中润滑系统供给滚动体与滚道接触区域，良好的润滑才能保证滚动体和滚道正常运转。现有盾构机主轴承润滑方案是：润滑脂先用气动泵供到多点泵，再通过多点泵上的每个柱塞泵送到相应的供油点。虽然自动集中供脂系统连续不断的供脂，并将废旧的润滑脂排除，但由于润滑脂容易干结，管道中易残余干结润滑脂，造成供脂不畅。
[0004]目前专利“一种风机转盘轴承防漏脂密封结构”(CN107448481B)，滚道一侧或两侧的密封圈上开设有排脂孔，每一个排脂孔连接有回油系统，该专利技术在无需提升密封圈耐压极限的前提下即可适应各种排脂阻力的工况，密封效果好，运行过程稳定且可靠。但该装置无法过滤，而且无法实现自动注脂，当转盘轴承运转时，内外圈发生相对旋转，该结构影响密封效果。专利“一种盾构机故障监测预警系统及方法”(CN108760361B)该系统对被监测盾构机的工况信息进行实时监测并进行预警提示，能够对盾构机存在的故障进行及时、准确监测，并能根据监测结果进行预警提示。但只对润滑剂的粘度和含水量进行检测，而盾构机主轴承润滑剂影响失效因素众多，如润滑剂的温度、密度值、泵送性、颗粒度、金属屑等，检测的参数需要进一步添加。“一种盾构机系统的润滑失效在线预测方法及系统”(CN112016193B)涉及一种盾构机系统的润滑失效在线预测方法及系统，对传感器实测得到的数据进行预处理后，建立润滑衰退逻辑回归模型，对模型进行训练后用于润滑失效预警。该专利技术侧重润滑失效预警，没有针对润滑失效后润滑脂的维护和更换进行分析和设计。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在不足，本专利技术的提供了一种主轴承主动润滑及清洁控制方法及其系统，是针对当前主轴承润滑系统存在润滑不良、润滑系统监测困难等问题，通过监测
系统实时监测润滑状态并判断润滑剂状态，通过过滤系统将盾构机主轴承内部润滑剂吸出并过滤金属碎屑及堵塞物，提升润滑效果和效率，实现连续性润滑系统主动润滑及清洁，从而解决了主轴承润滑系统主动润滑、清洁及润滑系统状态实时监测问题，实现了高效、大批量、连续的润滑系统清洁、供脂和排脂。
[0006]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]一种主轴承主动润滑及清洁的控制系统，包括监测系统、控制系统和过滤系统；
[0008]所述监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；
[0009]所述控制系统包括控制器、截止阀和活塞泵；所述控制器接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵的工作；
[0010]所述过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；
[0011]所述过滤系统设置在主轴承内圈上，主轴承内圈上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔。
[0012]上述方案中，所述控制器控制活塞泵运转从而使得过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部进入过滤系统内部过滤。
[0013]上述方案中，所述监测系统包括粘度温度传感器、水分传感器、颗粒度传感器、注脂孔压力传感器、流量传感器和磁场传感器；其中，粘度温度传感器、水分传感器、颗粒度传感器、注脂孔压力传感器和流量传感器设置在过滤系统的进口支路a上，用来监测注脂孔内的润滑剂的物理状况；所述磁场传感器设置在过滤系统上用来监测过滤系统中金属碎屑量。
[0014]上述方案中，所述过滤系统为中空结构，内部设置有过滤芯，中空结构一侧外侧壁上设置有电磁铁；润滑剂经进口支路c流入经过滤芯过滤后从出口支路a流出；所述过滤芯包括上、中和下三层过滤板，上、中和下三层过滤板中间段均匀分布有过滤孔，且上、中和下三层过滤板上的过滤孔尺寸依次变小。
[0015]上述方案中，所述截止阀有数个，截止阀分别安装在过滤系统的进口支路b和进口支路c、过滤系统的出口支路b和出口支路c及注脂支路c上；活塞泵安装在过滤系统出口支路c上；控制器接收传感器传来的各种信号，控制截止阀开闭及活塞泵工作；其中，进口支路b上的截止阀c用于新润滑脂加注及防止主轴承内部润滑剂进入进口支路b；进口支路c上的截止阀a控制过滤系统与主轴承内部润滑剂通断；出口支路b上的截止阀b用于控制废脂回收系统的通断；注脂支路c上截止阀d用于控制注脂泵与主轴承内部润滑剂通断；活塞泵接收控制器信号调节润滑剂通过过滤系统的流量和流速。
[0016]上述方案中，所述废脂回收系统包括废脂回收截止阀和废脂回收瓶；废脂回收截止阀安装在出口支路c上，所述废脂回收瓶置于出口支路c的末端，废脂回收截止阀控制出口支路c通断，废脂回收瓶用于废脂储存。
[0017]上述方案中，过滤系统的出口支路a上的出口支路单向阀和注脂支路b上的注脂支路单向阀联合作用，确保活塞泵在运转时润滑剂在过滤系统的管路中单向流动并形成压力差。
[0018]上述方案中，所述过滤系统有数个，均布在主轴承内圈上，注脂孔包括若干注脂孔a和若干注脂孔b。
[0019]上述方案中，相邻过滤系统的进口端和出口端反向安装，即一个过滤系统的注脂孔a与过滤系统的进口连通，注脂孔b与过滤系统的出口端连通，另一个过滤系统的注脂孔a与过滤系统的出口端连通，注脂孔b与过滤系统的进口连通。
[0020]一种轴承主动润滑及清洁的控制系统的控制方法，包括如下步骤：主轴承工作时，过滤系统也工作，控制器发出信号，进口支路c上的截止阀a和出口支路b上的截止阀b打开，进口支路b上的截止阀c、出口支路c上回收截止阀和注脂支路c上的截止阀d关闭，此时，主轴承内部润滑剂与过滤系统的进口管联通；控制器控制活塞泵运转，过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部经过粘度温度传感器、水分传感器、颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，包括监测系统、控制系统和过滤系统；所述监测系统用来监测润滑剂的物理状况并向控制系统发出信号；所述控制系统包括控制器(2)、截止阀和活塞泵(20)；所述控制器(2)接收来自监测系统中传感器传来的信号，控制截止阀开闭及活塞泵(20)的工作；所述过滤系统用来过滤润滑剂中的杂质；所述过滤系统设置在主轴承内圈(43)上，主轴承内圈(43)上开设有注脂孔，在控制系统作用下，注脂泵(3)通过注脂管路将润滑剂注入注脂孔从而润滑主轴承，过滤系统将注脂孔内的润滑剂反向抽出过滤；过滤后的润滑剂经过滤系统出口支路流回注脂孔。2.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述控制器(2)控制活塞泵(20)运转从而使得过滤系统内部压力降低，主轴承内部润滑剂压力高于过滤系统内压力，润滑剂从主轴承内部进入过滤系统内部过滤。3.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述监测系统包括粘度温度传感器(5)、水分传感器(6)、颗粒度传感器(7)、注脂孔压力传感器(8)、流量传感器(9)和磁场传感器(16)；其中，粘度温度传感器(5)、水分传感器(6)、颗粒度传感器(7)、注脂孔压力传感器(8)和流量传感器(9)设置在过滤系统的进口支路a(11)上，用来监测注脂孔内的润滑剂的物理状况；所述磁场传感器(16)设置在过滤系统上用来监测过滤系统中金属碎屑量。4.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述过滤系统为中空结构，内部设置有过滤芯(45)，中空结构一侧外侧壁上设置有电磁铁(46)；润滑剂经进口支路c(13)流入经过滤芯(45)过滤后从出口支路a(18)流出；所述过滤芯(45)包括上、中和下三层过滤板，上、中和下三层过滤板中间段均匀分布有过滤孔(47)，且上、中和下三层过滤板上的过滤孔(47)尺寸依次变小。5.根据权利要求1所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述截止阀有数个，截止阀分别安装在过滤系统的进口支路b(12)和进口支路c(13)、过滤系统的出口支路b(22)和出口支路c(23)及注脂支路c(28)上；活塞泵(20)安装在过滤系统出口支路c(23)上；控制器(2)接收传感器传来的各种信号，控制截止阀开闭及活塞泵(20)工作；其中，进口支路b(12)上的截止阀c(10)用于新润滑脂加注及防止主轴承内部润滑剂进入进口支路b(12)；进口支路c(13)上的截止阀a(14)控制过滤系统与主轴承内部润滑剂通断；出口支路b(22)上的截止阀b(25)用于控制废脂回收系统的通断；注脂支路c(28)上截止阀d(29)用于控制注脂泵(3)与主轴承内部润滑剂通断；活塞泵(20)接收控制器(2)信号调节润滑剂通过过滤系统的流量和流速。6.根据权利要求5所述的主轴承主动润滑及清洁的控制系统，其特征在于，所述废脂回收系统包括废脂回收截止阀(21)和废脂回收瓶(24)；废脂回收截止阀(21)安装在出口支路c(23)上，所述废脂回收瓶(24)置于出口支路c(23)的末端，废脂回收截止阀(21)控制出口支路c(23)通断，废脂回收瓶(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何培瑜，丁乙，王匀，李富柱，李瑞涛，刘宏，刘为力，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：