自润滑泵离线试验装置及试验方法与流程

本发明涉及一种自润滑泵实验装置及试验方法，属于热连轧传动润滑技术领域，适用于传动系统自润滑泵离线实验装置。

背景技术：

热轧粗轧机滑块式万向传动轴辊侧滑块一般采用自润滑泵输送油液进行润滑，其工作原理是利用主传动轴的旋转力带动泵内部的泵油机构，将润滑油加压并泵送至轴承对应的润滑位置处，自润滑泵在线使用一段时间后需及时下线解体检查调整，并对损坏件进行更换，但对于修复后的泵目前没有好的办法进行离线测试，修复后的泵的压力、流量等关键参数均无法跟踪调整，所以泵一旦有不出油的现象会给滑块轴承带来致命伤害。

自润滑泵工作状态下是内圈旋转、外圈固定，输入油口接在相对固定的外圈上，输出油管跟随内圈做高速旋转，所以输出油的压力、流量无法做实时的跟踪检测，即使是离线状态也没有好的办法进行测试，经检索，目前虽然有类似的自润滑泵有关的专利，但没有发现自润滑泵的试验调整装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自润滑泵离线试验装置及试验方法，主要解决目前缺少自润滑泵的试验调整装置及试验方法的技术问题。该装置可以对自润滑泵进行离线模拟试验，使泵的各项技术性能满足现场运转要求。利用此装置可直接最大限度的发现并消除影响泵出油的不利因素。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种自润滑泵离线试验装置，包括机架，驱动马达固定在机架上，驱动马达的一端装有速度编码器，驱动马达的输出轴通过联轴器与转盘相连，转盘可转动安装在轴承座组件的轴承内孔里，轴承座组件固定在机架上，转盘的四个爪头卡接泵外圈壳体外圆上均布的四个卡槽，泵外圈和泵内圈组成自润滑泵固定在内托盘上，内托盘套装在固定轴上，泵内圈的侧面有一个进油口和若干个出油口，进油口与出油口不直接相通，进油口与自润滑泵腔体相通；出油口连接有若干个出油管，每根出油管均装有压力传感器a、背压阀a和流量计，出油管与配油盘相连；配油盘出口下方设有油盆。

所述驱动马达连接由驱动单元驱动，驱动单元包括液压泵、直通式安全阀、比例换向阀、先导式安全阀，液压泵通过比例换向阀连接驱动马达，液压泵设有直通式安全阀，驱动马达输入油路上设有先导式安全阀。

驱动单元为一套液压系统，主要作用为输送一定流量和压力的介质给驱动马达，驱动马达输出转矩和转速给自润滑泵。

所述自润滑泵连接润滑补油单元，润滑补油单元包括安全阀、干油主泵、单向阀、过滤器、两位四通换向阀、干油分配器、压力继电器、压力传感器b、背压阀b，干油主泵上装有安全阀，干油主泵输出油路上依次装有单向阀、过滤器、两位四通换向阀和干油分配器，干油分配器上装有压力继电器a和压力继电器b，干油分配器输出端接自润滑泵，自润滑泵输出管路装有压力传感器b和背压阀b，背压阀b输出端接两位四通换向阀输出油路。

润滑补油单元为一套干油润滑系统，主要作用为自润滑泵输送一定的润滑油脂。

所述自润滑泵连接润滑补油单元、液压驱动单元均与plc控制单元连接并控制。

plc控制单元主要作用：

1.控制油马达按照设定的速度和方向转动；

2.同时对自润滑泵输出的流量或压力进行记录；

3.控制干油系统启动间隔时间和运行换向次数。

自润滑泵离线试验方法，包括以下步骤：

1)启动润滑补油单元，选用连续出油模式，待自润滑泵腔体内注满润滑油，手动盘转泵外圈，使出油管、配油盘注满油并有油落至油盆里；

2)将润滑补油单元切换至自动连续状态；

3)启动液压泵，此时比例换向阀处于中位、驱动马达处于停止状态；

4)plc控制单元发出控制指令：一正转，yh1a得电，比例换向阀处于左工作位，驱动马达开始驱动泵外圈顺时针旋转，yh1a给定电流逐渐加大，速度编码器检测速度达到设定值后yh1a给定电流保持恒定，速度30rpm并持续15秒后停止，旋转的同时内圈的泵油组件开始工作，压力传感器a将压力数值、流量计将流量数值、速度编码器将速度参数实时的传给后台并进行记录；

5)停止，yh1a失电，比例换向阀处于中位、驱动马达在马达自重、腔体摩擦力及液压管路背压作用下逐渐停止；

6)二反转：yh1b得电，比例换向阀处于右工作位，驱动马达开始驱动外圈逆时针旋转，yh1b给定电流逐渐加大，速度编码器检测速度达到设定值后yh1b给定电流保持恒定，速度60rpm并持续18秒后停止，旋转的同时泵内圈的泵油组件开始工作，压力传感器a将压力数值、流量计将流量数值、速度编码器将速度参数实时的传给后台并进行记录；

7)停止，yh1b失电，比例换向阀处于中位、驱动马达在马达自重、腔体摩擦力及液压管路背压作用下逐渐停止；

8)三正转、yh1a得电，速度90rpm并持续21秒后停止，同样后台同步记录压力、流量、速度数据；

9)四反转、yh1b得电，速度120rpm并持续24秒后停止，后台同步记录压力、流量、速度数据；

10)五正转、yh1a得电，速度150rpm并持续27秒后停止，后台同步记录压力、流量、速度数据；

11)连续循环运转1小时后，确认试验数据无异常，再将润滑补油单元切换至自动间隔状态。

所述步骤2）自润滑泵注入的油量为30ml/min。

本发明有益效果：本发明根据自润滑泵的工作原理，巧妙的采用相反的动作使自润滑泵的内圈固定、外圈旋转，使输出油管相对固定，同时模拟现场可逆轧机的正反转、及相对应的转速，实时的检测输出油脂的各项参数，根据检测的参数对补油泵的启动时间和次数做相应的调整，使其润滑性能最佳化、并能满足现场的使用要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明驱动单元系统简图。

图3为本发明润滑补油单元系统简图。

图4为本发明系统控制图。

图5为本发明plc控制流程图。

图中：101-速度编码器、102-驱动马达、103-联轴器、104-轴承座组件、105-转盘、106-固定轴、107-泵外圈、108-泵内圈、109-内托盘、110-出油管、111-压力传感器a、112-背压阀a、113-流量计、114-配油盘、115-油盆、116-机架；201-液压泵、202-直通式安全阀、203-比例换向阀、204-先导式安全阀；301-安全阀、302-干油主泵、303-单向阀、304-过滤器、305-两位四通换向阀、306-干油分配器、307-压力继电器a、308-压力继电器b、309-自润滑泵、310-压力传感器b、311-背压阀b。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

一种自润滑泵离线试验装置，参照图1，包括机架116，驱动马达102固定在机架116上，驱动马达102的一端装有速度编码器101，驱动马达102的输出轴通过联轴器103与转盘105相连，转盘105可转动安装在轴承座组件104的轴承内孔里，轴承座组件104固定在机架116上，转盘105的四个爪头卡接泵外圈107壳体外圆上均布的四个卡槽，泵外圈107和泵内圈108组成自润滑泵固定在内托盘109上，内托盘109套装在固定轴106上，泵内圈108的侧面有一个进油口和若干个出油口，进油口与出油口不直接相通，进油口与自润滑泵腔体相通；出油口连接有若干个出油管110，每根出油管110均装有压力传感器a111、背压阀a112和流量计113，出油管110与配油盘114相连；配油盘114出口下方设有油盆115。

驱动马达102泵体固定在机架上不动，输出轴可以轴向旋转，其作用是将液体压力能转变为其输出轴的转矩和转速，其与转盘105通过联轴器103相连；速度编码器101安装在驱动马达102的另一端部，其作用是将驱动马达102的转速反馈给plc控制程序。

联轴器103作用是将驱动马达102的输出轴和转盘105连为一体；转盘105安装在轴承座组件104轴承内孔里可以做轴向旋转。轴承座组件104本体固定在机架上不动，其内部轴承起旋转支撑转盘105的作用。内托盘109套装在固定轴106上，整体保持不动。

自润滑泵主要有分体式的泵内圈108和分体式的泵外圈107组成，并固定在内托盘109上；泵外圈107壳体外圆上均布有4个卡槽，与之相对应的转盘105也有四个爪头并插入这4个卡槽里，爪头外圆裹有弹性垫，可以在两者之间起缓冲作用。

泵内圈108的侧面有一个进油口和若干个出油口，进油口与出油口不直接相通，进油口与自润滑泵309腔体相通；出油口连接有若干个出油管110，每根出油管110各有一个压力传感器a111、背压阀a112和流量计113，并与配油盘114相连；配油盘114作用是将多路的油合并归一并输出至油盆115里。

背压阀a112的作用是根据预先设定的压力，使出油管110注满压力油，当超过设定值时阀打开，润滑油输出，本例设置为2mpa；压力传感器a111和流量计113作用是将输出的油压、流量数据传给后台plc程序。

液压驱动单元如图2所示，所述驱动马达102连接由驱动单元驱动，驱动单元包括液压泵201、直通式安全阀202、比例换向阀203、先导式安全阀204，液压泵201通过比例换向阀203连接驱动马达102，液压泵201设有直通式安全阀202，驱动马达102输入油路上设有先导式安全阀204。液压驱动单元主要作用是为液压马达102提供一定压力和流量的流体介质。

液压泵201作用是输出压力油，是液压驱动单元的核心部件；直通式安全阀202主要作用是设置系统压力，本案设置为12mpa，超过设定的压力，该阀处于泄压状态，即本单元最高工作压力为12mpa，比例换向阀203作用是控制液压马达102旋转的方向和速度，其通过输入电流的大小来控制换向阀203阀口的开启和开口大小，从而实现对压力介质流动方向和流量大小的控制，即可以换向，又可节流。

先导式安全阀204起安全保护作用，设定为13mpa，即管路瞬间压力超过13mpa时，该阀处于泄压状态，防止对管路元件产生冲击伤害。

润滑补油单元如图3所示，所述自润滑泵309连接润滑补油单元，润滑补油单元包括安全阀301、干油主泵302、单向阀303、过滤器304、两位四通换向阀305、干油分配器306、压力继电器a307、压力传感器b308、背压阀b311，干油主泵302上装有安全阀301，干油主泵302输出油路上依次装有单向阀303、过滤器304、两位四通换向阀305和干油分配器306，干油分配器306上装有压力继电器a307和压力继电器b308，干油分配器306输出端接自润滑泵309，自润滑泵309输出管路装有压力传感器b310和背压阀b311，背压阀b311输出端接两位四通换向阀305输出油路。

润滑补油单元根据需求给自润滑泵309的泵内圈108的进油口输送一定流量的润滑油。干油分配器306选用双线2sspq-m1.5标准，换向一次出油1.5ml，总出油3ml,其除有正常的换向给油功能外，通过干油分配器306本身的手动开关还具有连续给油功能。

润滑补油单元共有以下几种模式：

连续出油模式：启动润滑补油单元，先将干油分配器306手动开关拨至连续状态，干油主泵302将润滑油泵出，经单向阀303、过滤器304、换向阀305、干油分配器306的a管，分配器306处于连续给油状态，润滑油充满自润滑泵309腔体内（即泵外圈107和泵内圈108之间）、手动盘转泵外圈107，使出油管110、配油盘114等注满润滑油（有油落至油盆115里即可）。连续出油模式下系统给油流量为:60l/min。

自动连续状态：将干油分配器306手动开关关闭，干油分配器306处于正常换向给油模式状态。干油主泵302，换向阀305的yh2a得电，a管给油，此时干油分配器306的内部柱塞正常换向出油后，a管压力升高，当升高至压力继电器307设定值时，后台控制程序发出换向信号，换向阀305的yh2a失电、yh2b得电，换向阀305处于右工位，b管出油，同样，干油分配器306的内部柱塞正常换向出油后，b管压力升高，当升高至压力继电器308设定值时，后台控制程序发出换向信号，换向阀305的yh2b失电、yh2a得电,一直循环连续下去。自动连续模式下系统约换向10次/min,则给油流量约为:30ml/min

自动间隔启动模式：自动连续状态下，换向阀305左位切换至右位，再切换至左位时干油主泵302停止，间隔一段时间后再启动,间隔时间一般设置为2分钟，可根据实际润滑效果进行调整，自动间隔启动模式下3ml/次。

液压驱动单元使自润滑泵309参照可逆轧机设计最高旋转速度1.5倍（150rpm）、5道次轧制正反转间隔时间和最长轧件等参数设置。

参照图4，plc控制单元（plc型号:s7200）分别连接驱动单元、润滑补油单元、自润滑泵，主要控制油马达按照设定的速度和方向转动、同时对自润滑泵输出的流量或压力进行记录、并控制干油系统启动间隔时间和运行换向次数。

自润滑泵离线试验方法，包括以下步骤：

1）启动润滑补油单元，选用连续出油模式，待自润滑泵309腔体内注满润滑油，手动盘转泵外圈107，使出油管110、配油盘114注满油并有油落至油盆115里；

2）将润滑补油单元切换至自动连续状态，此时自润滑泵309注入的油量为30ml/min。

3）启动液压泵201，如图2所示，此时比例换向阀203处于中位、驱动马达102处于停止状态。

4）参照图5，plc控制单元（plc型号:s7200）发出控制指令：一正转，yh1a得电，比例换向阀203处于左工作位，驱动马达102开始驱动外圈107顺时针旋转，yh1a给定电流逐渐加大，速度会在3秒时间内升至30rpm,速度编码器101检测速度达到设定值后yh1a给定电流保持恒定，并持续15秒，旋转的同时内圈108的泵油组件开始工作，压力传感器a111将压力数值、流量计113将流量数值、速度编码器101将速度参数实时的传给后台并进行记录。

5）停止，yh1a失电，比例换向阀203处于中位、驱动马达102在马达自重、腔体摩擦力及液压管路背压作用下逐渐停止（2s左右停止）。

6）二反转：yh1b得电，比例换向阀203处于右工作位，驱动马达102开始驱动泵外圈107逆时针旋转，yh1b给定电流逐渐加大，速度会在3秒时间内升至60rpm,速度编码器101检测速度达到设定值后yh1b给定电流保持恒定，并持续18秒后停止，旋转的同时泵内圈108的泵油组件开始工作，压力传感器a111将压力数值、流量计113将流量数值、速度编码器101将速度参数实时的传给后台并进行记录。

7）停止，yh1b失电，比例换向阀203处于中位、驱动马达102在马达自重、腔体摩擦力及液压管路背压作用下逐渐停止（2s左右停止）。

8）三正转、yh1a得电，速度90rpm并持续21秒后停止，同样后台同步记录压力、流量、速度等数据。

9）四反转、yh1b得电，速度120rpm并持续24秒后停止，后台同步记录压力、流量、速度等数据。

10）五正转、yh1a得电，速度150rpm并持续27秒后停止，后台同步记录压力、流量、速度等数据。

以上为润滑补油单元连续出油模式下（60l/min出油量）实验的一个循环，实际需要做一个小时左右的循环，停止后根据实验的数据对润滑泵的每个出油点的压力参数进行分析、判定，一般来说，旋转速度与泵油压力成正比，速度高压力就高、流量也就大。

连续状态运转1小时后，确认试验数据无异常，再将润滑补油单元切换至自动间隔状态，间隔时间设置为2min，按照上述步骤测试，由于补油单元的在此状态下的流量只有3ml/次，需要做10小时左右的循环试验，试验后需对采集的数据进行分析。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。