开式齿轮传动机构自动润滑系统研究与应用

开式齿轮传动机构自动润滑系统研究与应用

１课题背景与研究目标

机械设备的摩擦磨损乃至事故大多与润滑不良有很大的关系，正确、适时地进行润滑，可以节能降耗，延长设备的使用寿命，提高经济效益［１］。

港口机械设备工作环境特殊，特别是开式齿轮齿条工作环境恶劣，湿度大，粉尘多，装卸物料腐蚀性大。这就要求润滑管理人员熟悉生产设备的构造、工作原理和技术状态，既要保证关键部位润滑保养的及时性，又要精确控制润滑油的使用量。

目前对开式齿轮齿条进行润滑保养的方式主要是人工涂抹润滑脂，这种方式润滑的效果不理想。首先，维护人员一般是在停机状态下对齿轮齿条进行润滑保养，不能确保润滑的及时性。作业过程中齿轮齿条表面缺少润滑时，啮合面会出现胶合现象，缩短齿轮齿条的使用寿命。其次，人工涂抹润滑无法准确地控制润滑脂量的多少，过多会造成润滑脂的浪费，过少则不能保证润滑效果。

为此，笔者设计了一套定位车／推车机齿轮齿条自动润滑系统。它的应用将会提高设备维护效率，减少工人劳动强度，降低设备运行维护成本［２］。

本课题研究的目标是基于我公司现有的ＡＢＬｏｇｉｘ５０００ＰＬＣ控制系统和Ｒｓｖｉｅｗ３２上位机监控操作系统，根据现场的实际情况，建立合理的机械配置模型，从而实现作业过程中定位车／推车机开式齿轮齿条的及时、自动、合理润滑，具体内容

如下：

（１）通过ＰＬＣ控制系统，准确控制润滑泵的启停时间，以确保齿轮齿条润滑的及时性。

（２）构建基于ＡＢＬｏｇｉｘ５０００ＰＬＣ控制系统和Ｒｓｖｉｅｗ３２上位机监控系统的定位车／推车机开式齿轮齿条自动润滑控制系统。

（３）设计一套齿轮齿条自动润滑系统执行机构，将润滑脂涂到齿条的齿面上。

（４）选用带可调试润滑泵的润滑装置，根据实际需要，调节润滑脂的使用量。

２自动润滑系统的设计

定位车、推车机开式齿轮齿条自动润滑系统主要由ＰＬＣ控制系统、润滑泵、齿轮齿条执行机构和辅助元件等组成。

该系统通过ＰＬＣ程序可以精确地控制润滑泵电机的启停时间、频率，如在定位车、推车机行走过程中，启动润滑泵电机开始对齿轮齿条进行润滑，当定位车、推车机停止行走时，关闭润滑泵电机。通过调整润滑泵的柱塞可以控制涂抹齿轮齿条润滑脂的使用量。润滑涂抹装置在弹簧作用下紧紧地贴在齿条的齿顶上，当定位车、推车机往复行走时，润滑脂被涂抹到齿条的啮合表面，当齿轮齿条啮合时，就会在啮合表面形成一层连续的油膜，从而起到润滑作用。

2.1 自动润滑控制系统设计

该系统基于ＡＢＬｏｇｉｘ５０００ＰＬＣ控制系统和Ｒｓ

ｖｉｅｗ３２上位机监控系统，通过同轴电缆连接到整个Ｃｏｎｔｒｏｌｎｅｔ网络，实现远程集中控制。系统分为翻控室、ＰＬＣ子站及执行器３个部分，见图１。

图１ＰＬＣ控制图

当翻车机系统自动连续作业时，定位车、推车机间歇性地往复运动，通过ＡＢＬｏｇｉｘ５０００ＰＬＣ控制系统可以精确地控制润滑泵电机的启停时间。当定位车、推车机前进或后退时，吸合控制润滑泵接触器，启动润滑泵电机，开始对齿轮齿条进行润滑；当定位车、推车机停止行走时，关闭润滑泵电机，停止润滑。

在原定位车界面Ｒｓｖｉｅｗ３２上位机监控操作系统中，增加１个“ＬＵＢＲＩＣＡＴＴＯＮＥＮＡＢＬＥ”按钮和齿轮齿条润滑示意图，启动一个润滑泵给相应的齿轮进行润滑，见图２。这种操作方式主要便于润滑设备的检查和维修。

图２定位车新界面

2.2 自动润滑动力系统设计

目前，翻车机系统润滑设备均为林肯润滑系统，为了便于维修和备件管理，自动润滑动力系统采用林肯Ｐ２１５系列电动润滑泵，可根据实际需要，通过调整润滑泵泵芯的调节螺丝来控制每个柱塞输

油量的多少，见图３。

１．调节螺丝２．锁紧螺母３．泵芯本体４．垫圈５．控

制柱塞６．输送柱塞７．单向输油口

图３林肯润滑泵可调排量泵芯（Ｒ为可调节尺寸）

首先拧松泵芯锁紧螺母，同时用扳手保持泵芯本体的位置不动，

用扳手旋动调节螺丝：顺时针方向转动，排量减少；逆时针方向转动，排量增加。调整完后把锁紧螺母锁紧。

2.3 自动润滑执行机构的设计

自动润滑系统执行机构安装在定位车、推车机车体上，通过润滑管道把涂抹装置与润滑泵连接在一起。通过ＰＬＣ控制润滑泵自动地对齿条的齿面进行润滑，也能够根据需要随时进行润滑操作，通过调节润滑柱塞泵能够准确地控制润滑脂的使用量。自动润滑装置的安装及组成见图４、图５。

支架由多个部件组装而成，用于将涂抹装置安装到定位车、推车机行走机车的车体上。通过调节车体各板件与安装臂之间的相对位置，能够实现朝各个方向调节涂抹装置的位置。

图4 齿轮齿条润滑系统安装

图５自动润滑系统执行机构的组成

涂抹装置上的安装件的一端通过偏压件安装到支架上。涂抹件的一侧固定在安装件的一端，另一侧与齿条的齿面紧密接触。安装件可以大致成Ｌ形。涂抹件可以用易于吸油的尼龙等材料制成，其顶部有油孔与管道连接，以接收由泵输送的润滑脂。

偏压件的作用是使涂抹件与齿条的齿面紧密接触，它可以是中心有通孔的圆柱形橡胶件，其外周通过紧固件螺钉与支架固定。

螺栓的杆部的横截面形状为方形，偏压件的通孔的形状与该杆部的横截面形状相适应，以使得偏压件与螺栓的杆部紧配合，不会发生相对转动。

限位板设置在涂抹装置沿行走路径的两侧，以防止涂抹装置作业时晃动。

接油板位于涂抹装置和齿条的下方并固定在涂抹装置上，可接住驱动齿轮与齿条挤落的润滑脂，并将其重新涂抹到齿条的齿面下方，以提高润滑脂的利用率。

３应用效果

采用自动润滑系统后，在定位车、推车机做间歇性的往复牵车行走运动时，驱动齿轮齿条啮合表面能够形成一层连续的油膜，润滑效果好，延长了驱动齿轮齿条的使用寿命，提高了定位车、推车机驱动装置的安全可靠性，同时减少了维护工作量，提高了润滑脂的利用率，年润滑脂用量减少了一半，节能降耗成效显著。