专利名称：机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法
技术领域：
本发明涉及一种机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，特别是一种根据大颗粒金属磨屑化学成分和质量分布及其变化趋势获得监控界限值的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，属于设备磨损状态监控技术领域。
背景技术：
目前国内外主要运用润滑油原子发射光谱分析技术监控机器的磨损类故障。但原子发射光谱仪只能测定悬浮在油液中小于10微米的金属磨屑；而且油液中大于25微米的大颗粒金属磨屑被设在机器润滑系统中的过滤器截获。而25-200微米范围的大颗粒金属磨屑是由摩擦副表面剥落、剧烈的滑动磨损和剪切磨损等原因所产生的，最能够直接反映出机器异常磨损故障信息。因此，目前采用的单一润滑油原子发射光谱检测方法无法监控机器大颗粒金属磨屑，已经不能满足用多参数判断、预测机器异常磨损故障的要求。申请号为201010179917. 4，发明名称为机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置的发明专利申请公开了一种机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置及滤芯中的大颗粒金属磨屑检测方法，该专利申请中的装置及方法虽然实现了对过滤器滤芯的自动清洗、磨屑尺寸及数量分析及磨屑制膜，但仅能对滤芯中大颗粒金属磨屑的数量和尺寸分布进行监控、分析， 不能对过滤器滤芯中大颗粒金属磨屑的化学成分和质量分布进行监控和分析。如何监控滤芯中大颗粒金属磨屑化学成分和质量分布及其变化趋势，是本技术领域亟待解决的难题。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种根据大颗粒金属磨屑的化学成分和质量分布获得监控界限值的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，以提高机器异常磨损故障的预报能力。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，利用机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置和能量色散X射线荧光光谱仪实现，该机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置包括滤芯清洗桶、磨屑制膜器、油箱及控制系统，滤芯清洗桶内设有滤芯安装座，滤芯清洗桶下侧设置有脉冲吹气阀门，磨屑制膜器中设有用于安装微孔滤膜膜片的微孔滤膜安装底座，磨屑制膜器上设有密封气缸和伸缩气缸，油箱的油液入口处设有油流发讯器，其特征在于，该监控方法包括1)通过所述机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置制作携带大颗粒金属磨屑的磨屑膜片；2)利用所述能量色散X射线荧光光谱仪确定所述磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的化学成分和质量分布，并形成X射线荧光光谱数据；3)根据所述X射线荧光光谱数据，确定大颗粒金属磨屑的监控界限值。进一步地
所述步骤1)包括(11)打开所述滤芯清洗桶，将待检测的润滑油过滤器滤芯安装在所述滤芯安装座，再封闭所述滤芯清洗桶；(12)通过所述伸缩气缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔滤膜安装底座，将微孔滤膜膜片安装在所述微孔滤膜安装底座上，再通过所述伸缩气缸抽回所述微孔滤膜安装底座；(13)滤芯清洗桶清洗过程所述脉冲吹气阀门向安装在所述滤芯安装座上的润滑油过滤器滤芯吹出脉冲反吹气流，使滤芯上的磨屑颗粒脱出；向所述滤芯清洗桶内注入清洗油液，清洗吹出的磨屑颗粒；(14)磨屑制膜过程含有磨屑颗粒的清洗油液流经孔径为25微米的微孔滤膜膜片，所含的磨屑颗粒被微孔滤膜膜片收集制膜；(15)清洗油液经油流发讯器流回油箱；所述油流发讯器检测清洗油液是否已全部进入油箱；当清洗油液全部进入所述油箱后，所述油流发讯器发出信号控制所述油箱封闭油液入口，继而再将管道内的气体排出；(16)通过所述伸缩气缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔滤膜安装底座，将微孔滤膜膜片取出，再通过所述伸缩气缸抽回所述微孔滤膜安装底座；(17)打开所述滤芯清洗桶，将待检测后的润滑油过滤器滤芯取出，再封闭所述滤芯清洗桶。所述步骤2)包括(21)使用能量色散X射线荧光光谱仪自带的操作软件和标准物质对仪器进行标定；(22)使用能量色散X射线荧光光谱仪确定磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的各化学成分及其质量百分比，并绘制各化学成分元素质量百分比随工作时间的变化趋势曲线。所述步骤3)包括(31)对所述各化学成分元素质量百分比随工作时间变化的曲线按照式(1)进行一元线性回归分析，得出标准差σ，并确定各化学成分元素质量百分比与工作时间的线性相关性；Y = Α+Β*Χ(1)其中，A和B是线性回归常数；(32)按照式(2)确定大颗粒金属磨屑中各化学成分元素质量百分比的监控警告值，并绘制监控警告曲线；Y = (Α+Β*Χ) +2 σ(2)(33)按照式C3)确定大颗粒金属磨屑各化学成分元素质量百分比的监控异常值， 并绘制监控异常曲线。Y = (Α+Β*Χ) +3 σ(3)较佳的，随着所述X射线荧光光谱数据的增加，对所述监控界限值进行动态修正。本发明的有益效果是通过本发明公开的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，可以实现对过滤器滤芯的自动清洗、大颗粒金属磨屑制膜及金属磨屑化学成分元素质量百分比及其变化趋势的分析，并据此制定警告值和异常值等监控界限值，以监控机器润滑系统中的大颗粒金属磨屑，提高机器异常磨损故障的预报能力。
图1是机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置的示意图；图2是本发明的监控方法流程图；图3是一具体实施例中大颗粒金属磨屑中狗元素质量百分比变化趋势曲线及监控界限值的示意图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。图2是本发明公开的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法流程图。如图所示，本发明的监控方法具体步骤为步骤1)、通过机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置制作携带大颗粒金属磨屑的磨屑膜片；图1是机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置的示意图。如图所示，该装置包括滤芯清洗桶1、磨屑制膜器2、油箱3、控制系统4及无残留气动阀门5等。所述滤芯清洗桶1、 磨屑制膜器2和油箱3通过输油管依次顺序连接形成一循环系统，在控制系统4的控制下进行统一协调工作。在滤芯清洗桶1内设有滤芯安装座，用以安装待检测的润滑油过滤器滤芯，滤芯清洗桶1的下侧设置有脉冲吹气阀门，用以向安装在滤芯安装座上的润滑油过滤器滤芯吹出脉冲反吹气流；磨屑制膜器2由上下两个密封盖及夹设在两个密封盖之间的微孔滤膜安装底座构成，该微孔滤膜安装底座用以安装微孔滤膜膜片，磨屑制膜器2上还设有密封气缸和伸缩气缸；油箱3的油液入口处设有油流发讯器6 ；滤芯清洗桶1和油箱3 之间还设置有精密过滤器7，以对由油箱3流向滤芯清洗桶1的清洗油液进行精细过滤。待检测润滑油过滤器滤芯首先安置在滤芯清洗桶1内，经清洗油液及脉冲反吹气流清洗，使过滤器滤芯上的磨屑颗粒混入清洗油液中。该含有磨屑颗粒的清洗油液经过磨屑制膜器2，通过磨屑制膜器2对清洗油液中所含磨屑颗粒进行过滤，并制成带有磨屑颗粒的微孔滤膜膜片，以备后续分析使用。最终经过滤的清洗油液流回至油箱3内。其中，机器润滑油过滤器滤芯的自动清洗、大颗粒金属磨屑收集及磨屑自动制膜的具体方法为(11)打开滤芯清洗桶，将待检测的润滑油过滤器滤芯安装在滤芯安装座，再封闭滤芯清洗桶；(12)通过伸缩气缸推出磨屑制膜器的微孔滤膜安装底座，将微孔滤膜膜片安装在该微孔滤膜安装底座上，再通过伸缩气缸抽回微孔滤膜安装底座；(13)滤芯清洗桶清洗过程脉冲吹气阀门向安装在滤芯安装座上的润滑油过滤器滤芯吹出脉冲反吹气流，使滤芯上的磨屑颗粒脱出；向滤芯清洗桶内注入清洗油液，清洗吹出的磨屑颗粒；(14)磨屑制膜过程含有磨屑颗粒的清洗油液流经孔径为25微米的微孔滤膜膜片，所含的磨屑颗粒被微孔滤膜膜片收集制膜；
(15)清洗油液经油流发讯器流回油箱；该油流发讯器检测清洗油液是否已全部进入油箱；当清洗油液全部进入油箱后，油流发讯器发出信号控制油箱封闭油液入口，继而再将管道内的气体排出；(16)通过伸缩气缸推出磨屑制膜器的微孔滤膜安装底座，将微孔滤膜膜片取出， 再通过伸缩气缸抽回微孔滤膜安装底座；(17)打开滤芯清洗桶，将待检测后的润滑油过滤器滤芯取出，再封闭滤芯清洗桶。通过上述过程，利用机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置可实现润滑油过滤器滤芯的自动清洗，代替了手工清洗；同时将滤芯中清洗下来的大颗粒金属磨屑收集起来制成磨屑膜片，以备后续分析使用。步骤2)、利用能量色散X射线荧光光谱仪确定磨屑膜片上大颗粒金属磨屑化学成分和质量分布及其变化趋势，并形成X射线荧光光谱数据；该步骤具体包括(21)使用能量色散X射线荧光光谱仪自带的操作软件和标准物质对仪器进行标定；主要标定金属元素为佝、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Ti等；(22)使用能量色散X射线荧光光谱仪确定磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的各化学成分及其质量百分比，并绘制各化学成分元素质量百分比随工作时间的变化趋势曲线。步骤幻、根据步骤2、中得出的X射线荧光光谱数据，确定大颗粒金属磨屑的监控界限值；该步骤具体包括(31)对所述各化学成分元素质量百分比随工作时间变化的曲线按照式(1)进行一元线性回归分析，得出标准差σ，并确定各化学成分元素质量百分比与工作时间的线性相关性；Y = Α+Β*Χ(1)其中，A和B是线性回归常数；(32)根据式( 确定大颗粒金属磨屑中各化学成分元素质量百分比的监控警告值，并绘制监控警告曲线；Y = (A+B*X) +2 σ(2)(33)根据式C3)确定大颗粒金属磨屑中各化学成分元素质量百分比的监控异常值，并绘制监控异常曲线。Y = (Α+Β*Χ) +3 σ(3)需要注意的是，随着X射线荧光光谱数据的增加，需要对监控界限值，包括监控警告值和监控异常值进行动态修正。.以下结合一具体实施例说明如何利用本发明的监控方法监控机器润滑系统中的大颗粒金属磨屑。选取76h_47^!不同工作时间17个某型机器润滑油滤芯作为监控对象，分析滤芯中大颗粒金属磨屑中的狗、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Ti等元素含量，监控某型机器的大颗粒金属磨屑化学成分元素的质量分布。首先，通过机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置制作携带大颗粒金属磨屑的磨屑膜片；
之后，使用能量色散X射线荧光光谱仪对磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的化学成分和质量分布进行定量分析，得到X射线荧光光谱数据；一般情况下，主要监控的化学成分元素包括佝、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Ti 等。最后，对X射线荧光光谱数据进行统计与分析，制定大颗粒金属磨屑的监控界限值。以狗为例，根据式(1)确定狗质量百分比与工作时间的一元线性回归方程和标准差为Y = 20. 953+5. 28 X 1(Γ2*Χσ=1. 777根据式⑵确定大颗粒金属磨屑中!^e的质量百分比监控警告值为Ym= 24. 507+5. 28X 1(Γ2*Χ根据式(3)确定大颗粒金属磨屑中!^e的质量百分比监控异常值分别为Ye= 26. 284+5. 28X 1(Γ2*Χ图3是本实施例中大颗粒金属磨屑中Fe元素质量百分比变化趋势曲线及监控界限值的示意图。综上所述，本发明首先利用机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置制作携带大颗粒金属磨屑的磨屑膜片；然后使用能量色散X射线荧光光谱仪分析磨屑膜片上大颗粒金属磨屑化学成分和质量分布及其变化趋势，形成X射线荧光光谱数据；最后对X射线荧光光谱数据进行统计与分析，制定出大颗粒金属磨屑的监控界限值。通过本发明的监控方法可以实现对过滤器滤芯的自动清洗、磨屑制膜、磨屑化学成分和质量分布分析及监控界限值的制定，监控机器润滑系统中的大颗粒金属磨屑，提高机器磨损类故障的预报能力，弥补现有技术存在的不足。以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，利用机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置和能量色散X射线荧光光谱仪实现，该机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置包括滤芯清洗桶、磨屑制膜器、油箱及控制系统，滤芯清洗桶内设有滤芯安装座，滤芯清洗桶下侧设置有脉冲吹气阀门，磨屑制膜器中设有用于安装微孔滤膜膜片的微孔滤膜安装底座， 磨屑制膜器上设有密封气缸和伸缩气缸，油箱的油液入口处设有油流发讯器，其特征在于， 该监控方法包括1)通过所述机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置制作携带大颗粒金属磨屑的磨屑膜片；2)利用所述能量色散X射线荧光光谱仪确定所述磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的化学成分和质量分布，并形成X射线荧光光谱数据；3)根据所述X射线荧光光谱数据，确定大颗粒金属磨屑的监控界限值。
2.如权利要求1所述的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，其特征在于，所述步骤1)包括(11)打开所述滤芯清洗桶，将待检测的润滑油过滤器滤芯安装在所述滤芯安装座，再封闭所述滤芯清洗桶；(12)通过所述伸缩气缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔滤膜安装底座，将微孔滤膜膜片安装在所述微孔滤膜安装底座上，再通过所述伸缩气缸抽回所述微孔滤膜安装底座；(13)滤芯清洗桶清洗过程所述脉冲吹气阀门向安装在所述滤芯安装座上的润滑油过滤器滤芯吹出脉冲反吹气流，使滤芯上的磨屑颗粒脱出；向所述滤芯清洗桶内注入清洗油液，清洗吹出的磨屑颗粒；(14)磨屑制膜过程含有磨屑颗粒的清洗油液流经孔径为25微米的微孔滤膜膜片，所含的磨屑颗粒被微孔滤膜膜片收集制膜；(15)清洗油液经油流发讯器流回油箱；所述油流发讯器检测清洗油液是否已全部进入油箱；当清洗油液全部进入所述油箱后，所述油流发讯器发出信号控制所述油箱封闭油液入口，继而再将管道内的气体排出；(16)通过所述伸缩气缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔滤膜安装底座，将微孔滤膜膜片取出，再通过所述伸缩气缸抽回所述微孔滤膜安装底座；(17)打开所述滤芯清洗桶，将待检测后的润滑油过滤器滤芯取出，再封闭所述滤芯清洗桶。
3.如权利要求2所述的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，其特征在于，所述步骤2、包括(21)使用能量色散X射线荧光光谱仪自带的操作软件和标准物质对仪器进行标定；(22)使用能量色散X射线荧光光谱仪确定磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的各化学成分及其质量百分比，并绘制各化学成分元素质量百分比随工作时间的变化趋势曲线。
4.如权利要求3所述的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，其特征在于，所述步骤幻包括(31)对所述各化学成分元素质量百分比随工作时间变化的曲线按照式(1)进行一元线性回归分析，得出标准差σ，并确定各化学成分元素质量百分比与工作时间的线性相关性；Y= A+B*X(1) 其中，A和B是线性回归常数；(32)按照式(2)确定大颗粒金属磨屑中各化学成分元素质量百分比的监控警告值，并绘制监控警告曲线；Y= (A+B*X) +2 σ(2)(33)按照式(3)确定大颗粒金属磨屑各化学成分元素质量百分比的监控异常值，并绘制监控异常曲线。Y= (Α+Β*Χ) +3 σ(3)
5.如权利要求1所述的机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，其特征在于，随着所述X射线荧光光谱数据的增加，对所述监控界限值进行动态修正。
全文摘要
本发明公开了一种机器润滑系统中大颗粒金属磨屑的监控方法，利用机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置和能量色散X射线荧光光谱仪实现，该监控方法包括通过机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置制作携带大颗粒金属磨屑的磨屑膜片，然后利用能量色散X射线荧光光谱仪分析磨屑膜片上大颗粒金属磨屑的化学成分和质量分布，并形成X射线荧光光谱数据；根据X射线荧光光谱数据，制定大颗粒金属磨屑的监控界限值，并随着X射线荧光光谱数据的增加动态修正监控界限值。本发明能够监控大颗粒金属磨屑化学成分和质量分布及其变化趋势，并据此制定监控界限值，以监控机器润滑系统中的大颗粒金属磨屑，提高机器异常磨损故障的预报能力。
文档编号F16N29/00GK102563328SQ20121003535
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者叶强, 张晶, 朱子新, 郑俊中, 陈栋, 陈沫 申请人:朱子新