全数字化控制、润滑全过程监控的破碎机轴承润滑系统的制作方法

本发明涉及破碎机轴承润滑技术，具体为一种全数字化控制、润滑全过程监控的破碎机轴承润滑系统。

背景技术：

国内各大煤矿使用的破碎机在工作时为确保其正常运行和延长使用寿命, 均配置有专门的润滑系统，在其运行时必须保证运动部件具有良好可靠的润滑。对破碎机轴承润滑的目的是为了避免破碎机轴承运动副的直接摩擦，同时润滑油脂还可将轴承运动副摩擦所产生的热量带走，使轴承的工作温度及运转状态保持正常，避免其因发热润滑不良而出现轴承运动副的烧蚀，导致轴承损害使破碎机停止工作，影响生产的正常运行。

现各大煤矿选煤厂采用的破碎机润滑方式大多为多点泵直接供脂的型式，即多点润滑泵放置在破碎机旁，泵出口通过管线与相应的破碎机轴承润滑点连接。由于多点泵自身泵桶尺寸小，所能装载的油脂较少，当油脂用完后需要采用人工的方式进行补脂，人工补脂方式是全开放的过程，极容易造成油脂污染，这是当前生产实践中存在的主要问题。将多点润滑泵的补脂过程变为全封闭式过程，即将标准油脂桶内的油脂直接补入至多点泵自身所配的小油脂桶内，可以有效避免全开放的补脂方式存在的问题。为了实现全封闭式补脂，需要将多点润滑泵与标准油脂桶补脂系统布置在一起，这样补脂过程较为环保和便捷。但是采用全封闭式润滑系统在实际使用过程中，也会面临一些新的问题需要解决；另外传统的集中润滑方式，对于润滑管路和轴承终端的信号采集和闭环反馈，存在许多不足，需要进一步改进，具体内容如下：

1.当前各大煤矿选煤厂的破碎机轴承润滑系统，都是采用定时或定量的模式进行供脂，由于破碎机进入轴承的油脂其供脂状态只有一个供脂动作指示，没有配置具体的检测装置，故系统供脂时无法得知轴承的实际润滑状况。采用此模式可能会导致轴承出现欠润滑或过润滑的状况，但无法检测得到，即轴承被加注的油脂量不恰当，导致轴承的工作温度不正常，运转噪音加大，使轴承的寿命降低。

2.传统的润滑系统，润滑油脂在输送过程中的状态和到达破碎机轴承终端后的状态均无法准确得知，各条管路是否发生堵塞或者泄漏、破碎机轴承润滑终端是否有油脂流入和流出等情况均无法及时获知，只能通过人工观察每条管路及轴承润滑终端，或者进行巡检来进行判断，而实际使用中由于管路安装位置较高或者管路外表被油污、煤粉覆盖等原因，使得维护人员不宜察觉，导致输送管路发生堵塞的情况不能被及时发现。

3.破碎机工作时，主轴承的实时润滑状态及运行工况无法得知，轴承在润滑不良或无润滑状态下运转，导致轴承出现严重损坏的情况时有发生，轴承的工作状态（如温度、振动频率等信息）无法获知，不能对其使用寿命提前进行预判断。

4.多点泵与补脂系统集中布置后，由于占地面积增大，多点泵与补脂系统只能放置于离破碎机相对较远的地方，这样导致润滑管线布置复杂，管路长度增长，破碎机轴承润滑终端的油脂流量会受输送管道远近、背压高低、沿程阻力大小等因素的影响，容易出现轴承润滑终端实际的给脂量和多点泵预设定的给脂量不一致的情况，即管道长、阻力较大终端处的油脂流量会比管道短、阻力小终端处的油脂流量小，不同位置的润滑终端收到的油脂流量不相等，会使每个润滑点的润滑效果不一致。

5.多点泵与补脂系统放在一起后，其补脂过程一般如下：将标准油脂桶搬至补脂泵旁边，将补脂泵固定后把油管插入标准油桶内，开始输送油脂。油桶内油脂吸完后将油管抽出，将补脂泵拆下更换油桶，之后再次将补脂泵固定并将油管插入油桶内输送油脂。如此往复，进行油脂的输送。此过程需要消耗较多的人力资源，且人工进行插、拔吸油管时，也存在将油脂涂抹于身上或其他地方的可能，需要进一步进行改进。

6.目前国内生产的补脂泵吸脂杆长度存在使用缺陷，即补脂泵在将标准200升油脂桶内的油脂抽出输送到多点泵油脂桶内的补脂过程中，无法将标准油脂桶内的油脂完全抽完。吸脂杆距标准油脂桶桶底还有100mm左右的距离，即补脂泵抽脂每次就会使标准油脂桶剩余100mm左右高的油脂，造成油脂的浪费。此外，吸脂杆头部在吸脂时有时由于标准油脂桶内的一些杂质会阻塞吸脂孔，导致吸脂杆吸不上油脂，造成补脂泵损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在设计一种具有全数字化控制、润滑全过程监控、润滑管路全封闭功能的矿用破碎机轴承智能润滑系统。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种全数字化控制、润滑全过程监控的破碎机轴承润滑系统，包括通过多个供脂管路同时向多个破碎机轴承供脂的多点泵；每路供脂管路上均串接有多个电磁阀，每个电磁阀均设有两个出流口和一个进流口；其中一个出流口和进流口用于串接供脂管路，另一个出流口连接有一个球阀；每个供脂管路上在靠近每个电磁阀进流口的位置处还接有一个压力传感器；多点泵的每个出脂口均接有一个压力传感器；还包括PLC控制器；每个电磁阀的控制端均与PLC控制器的信号输出端相连接，每个压力传感器的信号输出端均与PLC控制器的信号输入端相连接。

供脂管路在每条支线的各段管路上均安装有多个压力传感器，用于实时监测各条支线管路的供脂运行状态，当某条支线供脂管路出现堵塞或泄漏故障时，系统可根据这条支线各段管路安装的压力传感器数字信号反馈，快速地进行故障排查与定位，帮助维修人员及时消除故障，保证润滑系统的稳定运行。

进一步的，每个供脂管路在靠近该供脂管路对应的多点泵出脂口的位置上均串接有一个多点泵高压油脂流量计，每个供脂管路在靠近每个破碎机轴承进脂口的位置还串接有一个终端高压油脂流量计；所述多点泵高压油脂流量计和终端高压油脂流量计的信号输出端均与PLC控制器的信号输入端相连接；PLC控制器的信号输出端与多点泵的每个出脂口的控制端相连接。

每个破碎机轴承的进脂口和排脂口均接有一个压力传感器；所述压力传感器的信号输出端均与PLC控制器的信号输入端相连接。

本发明可实现对矿用破碎机终端轴承润滑的实时调控，通过监测供脂压力及流量值，并通过调整高压多点供脂泵的可控柱塞流量，可确保各个润滑终端轴承均得到相同量的润滑油脂，即保证各个润滑终端具有相同的润滑油脂供应流量与压力，进而保证各个轴承具有相同的润滑效果。

进一步的，每个破碎机轴承上均安装有温度传感器与振动传感器；所述温度传感器与振动传感器的信号输出端均与PLC控制器的信号输入端相连接。

通过轴承状态监测及保护系统可实时准确地掌握轴承运转工作状态，破碎机的主轴承上均安装有压力传感器、温度传感器和振动传感器，通过各个传感器采集轴承润滑口注入和流出的润滑油脂压力与流量值、轴承运转温度值、轴承运转时的振动频率值等信息，可准确获知轴承的润滑状态，同时还可对轴承的自身运行状态进行预判断与分析，能有效地降低破碎机轴承的故障率。

进一步的，还包括向多点泵补脂的补脂泵用标准桶更换装置；所述补脂泵用标准桶更换装置包括由一对竖直架以及连接在一对竖直架顶端的水平架组成的升降支撑架、竖直连接在水平架下方的一对导向杆、安装在水平架下方的定滑轮、补脂泵、连接在水平架上的提升电机以及活动套设在一对导向杆上且位于补脂泵下方的油桶盖；所述补脂泵上部通过钢丝绳绕过定滑轮与提升电机连接，补脂泵底部则与油桶盖固定连接，补脂泵的出油口水平朝外且竖直连接有一个穿过油桶盖的吸脂杆；吸脂杆上在靠近其前端的位置处套设有一个油脂随动盘，所述油脂随动盘可沿吸脂杆向上滑动；油桶盖上开有上下贯通的通孔，通孔的上端口连接有软管。

所述补脂泵用标准桶更换装置可实现成品油桶的快速便捷更换，减少补脂泵与标准油脂桶之间繁琐的拆卸与安装过程，极大地提高了油脂油品的清洁度与输送效率。

附图说明

图1供脂动力源、供脂管路、轴承终端等处数字信号跟踪及控制系统示意图。

图2轴承状态监测及保护系统示意图。

图3动力源系统补脂泵用标准桶高清洁率便捷更换装置的主视结构示意图。

图4动力源系统补脂泵用标准桶高清洁率便捷更换装置的侧视结构示意图。

图5动力源系统补脂泵用标准桶高清洁率便捷更换装置的俯视结构示意图。

图6动力源系统补脂泵提高吸脂完整率改进型装置结构示意图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合实施例对本发明作详细说明。

（一）供脂动力源、供脂管路、轴承终端等处数字信号跟踪及控制系统示意图如图1所示, 主要元件符号说明如下：

1-多点泵高压油脂流量计，2-过滤器，3-第一压力传感器，4-压力表，5-多点泵，6-PLC控制器，7-第一电磁阀，8-第二压力传感器，9-第一球阀，10-第二电磁阀，11-第二球阀，12-第三电磁阀，13-第三球阀，14-第三压力传感器，15-第四压力传感器，16-终端高压油脂流量计，17-第五压力传感器，18-破碎机轴承。

在具体实施过程中，多点泵高压油脂流量计1用于检测泵出口油脂流量值，过滤器2用于对油脂进行过滤，第一压力传感器3用于监测泵出口油脂压力值，压力表4用于显示泵出口油脂压力值，多点泵5用于输送油脂， PLC控制器6用于接收反馈信号及处理信号，第一电磁阀7，第二电磁阀10，第三电磁阀12，第二压力传感器8，第三压力传感器14，第四压力传感器15，第一球阀9，第二球阀11，第三球阀13用于监测各段输送油脂管路的供脂状态，同时用于排除润滑管路故障，终端高压油脂流量计16和第五压力传感器17用于监测破碎机轴承18处的油脂流量值与压力值。

1、高压多点润滑泵（即多点泵）初始各个出脂口的流量都相同，通过供脂管路到达各个终端后理论上其流量也应相同，但实际由于受输送管道远近、输送背压高低、沿程阻力大小等因素的影响，使用过程中都会出现润滑终端实际的给脂量和多点润滑泵出口的供脂量不一致的情况，管道长、沿程阻力较大的终端处油脂流量相对会比管道短、沿程阻力小的终端处油脂流量要小。此时通过安装于润滑终端的终端高压油脂流量计16的计量可将实际的流量值数字信号反馈回控制器内，同时控制系统会根据此时的参数值运算处理，得出此条管路润滑终端与多点润滑泵出口供脂量的相差值，根据此相差值，系统可调整高压多点润滑泵相对应的供脂柱塞行程，通过调整使高压多点润滑泵出口的供脂流量增大或减小，进而使得各个润滑终端的给脂量相一致，确保各个润滑终端轴承得到相同量的润滑油脂，进而保证各个轴承达到相同的润滑效果。

2、高压多点泵在供脂过程中，安装于润滑管路各段的压力传感器（如图1中的第一、第二、第三、第四压力传感器）可对系统供脂状态进行实时监测，如果润滑管路各段的压力值均处于正常工作值范围，说明供脂系统及输送管路状态正常；如果润滑管路某段或各个压力传感器检测的压力值高于正常工作值，说明供脂管路可能有堵塞的情况发生。此时系统会通过各段管路配置的电磁阀与球阀进行分段排查，例如先将第一电磁阀7单独换向，切断供脂管路，此时连通第一球阀9，若球阀有油脂流出，说明第一电磁阀7之前的管路没有堵塞；然后将第二电磁阀10单独换向，切断供脂管路，连通第二球阀11，若球阀有油脂流出，说明第二电磁阀10之前的管路没有堵塞；第三电磁阀12单独换向，切断供脂管路，连通第三球阀13，若球阀没有油脂流出，说明第二电磁阀10与第三电磁阀12之间的管路发生堵塞。

如果润滑管路某段或各个压力传感器检测的压力值均低于正常工作值，说明供脂管路可能有泄漏的情况发生。同上所述，系统会通过电磁阀与压力传感器进行分段排查，先将第一电磁阀7单独换向，切断供脂管路，此时观察第二压力传感器8的压力值，若压力值与多点泵出口第一压力传感器3的值相等，说明第一电磁阀7之前的管路没有泄漏；然后将第二电磁阀10单独换向，切断供脂管路，观察第三压力传感器14的压力值，若压力值与多点泵出口第一压力传感器3的值相等，说明第二电磁阀10之前的管路没有泄漏；之后将第三电磁阀12单独换向，切断供脂管路，观察第四压力传感器15的压力值，若压力值与多点泵出口第一压力传感器3的值不相等，低于第一压力传感器3的值，说明第二电磁阀10与第三电磁阀12之间的管路发生泄漏。

通过此方法可以快速进行管路堵塞或泄漏故障的排查，帮助维修人员确定管路的故障发生段，使他们能及时消除故障，保证生产的正常运行。

（二）轴承状态监测及保护系统示意图如图2所示，主要元件符号说明如下：

6-PLC控制器，16-终端高压油脂流量计，17-第五压力传感器，18-破碎机轴承，19-第六压力传感器，20-振动传感器，21-温度传感器。

在具体实施过程中，1、PLC控制器6用于接收各个传感器的反馈信号并对其进行处理，发出指令；第六压力传感器19安装于破碎机轴承的排脂口，用于监测轴承排出油脂的压力值；振动传感器20用于监测轴承运转时的振动频率；温度传感器21用于监测轴承运转时的工作温度值；第五压力传感器17安装于破碎机轴承的进脂口，用于监测轴承注入油脂的压力值；终端高压油脂流量计16用于检测多点泵出口的油脂流量。

破碎机轴承18的油脂注入与排出端口分别安装有第五压力传感器17、第六压力传感器19，用于监测破碎机轴承润滑过程中的注入与排出油脂压力值，根据注入与排出油脂压力差值的变化来判断轴承当时的润滑状态，通过此方式可以准确判别轴承是否处于欠润滑或过润滑状态。当轴承处于正常润滑状态，其进、排口的润滑油脂压力差保持为某一数值，若轴承进、排口的润滑油脂压力差低于正常值，可以判断得出此时轴承处于欠润滑状态，可以通过控制系统增加多点润滑泵的供脂时间或调整加大多点润滑泵的柱塞排量来提高其供脂流量，使轴承润滑变为正常状态；若轴承进、排口的润滑油脂压力差持续逐渐降低，当低于正常范围的临界值后，PLC控制器会发出信号进行计算机报警，以提醒维护人员此轴承润滑状态出现异常，可能发生了轴承破损或者管路泄漏的故障。相反，若轴承进、排口的润滑油脂压力差高于正常值，可以判断得出此时轴承处于过润滑状态，可以通过控制系统减少多点润滑泵的供脂时间或调整降低多点润滑泵的柱塞排量来减少其供脂流量，使轴承润滑变为正常状态；若轴承进、排口的润滑油脂压力差持续逐渐增高，高于正常范围的临界值后，PLC控制器会发出报警，提醒维护人员轴承润滑状态出现异常，可能发生了轴承卡滞或者管路堵塞的故障。

2、破碎机轴承上还分别安装有温度传感器与振动传感器，同时监测破碎机轴承工作运行过程中的温度与振动频率，通过监测轴承运行温度、振动频率参数来分析诊断轴承磨损的情况。轴承从轻微的损伤到最后发生严重损坏以致机械停转需要一个过程，在此过程中轴承的运行状态可从振动以及温度信号上得到反映。根据振动频率的不同可以采集得到轴承运行时振动幅度的最大值、最小值和算术平均值。轴承的磨损状态主要是通过安装在轴承上的振动传感器采集振动信号，然后将该信号与正常信号进行对比分析来诊断。通过振动信号的采集和温度值的检测可以监测到轴承运行状态是否存在异常，从而可以及时地、针对性地采取维护措施，延长轴承的运行寿命，避免轴承出现重大故障，影响破碎机的正常运行。

（三）动力源系统补脂泵用标准桶高清洁率便捷更换装置示意图如图3、4、5所示，主要元件符号说明如下：

22-升降支撑架，23-导向杆，24-定滑轮，25-补脂泵，26-提升电机，27-标准油脂桶（200L），28-油桶盖，29-吸脂杆，30-底座，31-行程开关，32-油脂随动盘，33-空气过滤器，34-软管。

在具体实施过程中，提升电机26、导向杆23、定滑轮24和行程开关31固定安装于底座30和升降支撑架22上；补脂泵25、空气过滤器33安装于油桶盖28上；软管34与空气过滤器33连接，吸脂杆29与补脂泵25连接，补脂泵25通过钢丝绳绕过滑轮24与提升电机26连接。提升电机26通电工作可以带动油桶盖28和补脂泵25上升与下降，进而实现更换标准油脂桶27；导向杆23可以保证油桶盖28和补脂泵25升降动作的平稳性；行程开关31可以实现油桶盖28和补脂泵25上升到最高位时能自动停止，确保补脂泵25不会与升降支撑架1相碰。

1、当标准油脂桶27内的油脂抽完时，需要更换油脂桶。此时按动提升电机26上升工作按钮，使提升电机26转动并通过钢丝绳带动油桶盖28和补脂泵25提升，将油桶盖28、补脂泵25和吸脂杆29升至合适高度时，提升电机26停止工作；之后将空标准油脂桶27搬走，更换新标准油脂桶后再次启动提升电机26，将油桶盖28下降至初始位置，启动补脂泵25工作，继续进行油脂的输送。

2、当油桶盖28上升触碰到行程开关31时，提升动作会自动停止。油桶盖28的升降高度可以通过调节行程开关31的安装位置来调整。

3、油桶盖28内部装有密封垫，主要起密封作用，当油桶盖28与标准油脂桶27贴合后将标准油脂桶27密闭，可防止煤屑等杂物混入标准油脂桶27内；油桶盖28的下面配有油脂随动盘32，油脂随动盘32紧贴标准油脂桶27内的油脂，其在油脂输送过程中随着标准油脂桶27内油脂高度面的下降而随动下降；油桶盖28上还配有空气过滤器33，其上装有软管34，其作用是保证油脂随动盘32随时与标准油脂桶27内油脂的高度保持一致，使油脂随动盘32紧紧贴合压在油脂面上，确保油脂在全封闭空间下输送。

（四）动力源系统补脂泵提高吸脂完整率改进型装置示意图如图6所示，主要元件符号说明如下：

25-补脂泵，35-吸脂杆外杆，36-吸脂杆内杆，37-吸脂杆端头，38-吸脂杆内加长套，39-吸脂杆外加长套，40-吸脂杆端头过滤和密封套。

因补脂泵吸脂杆长度与标准油脂桶高度不匹配，导致油脂桶内约100多毫米高的油脂吸不上，为提高吸脂率，经重新设计后，杆长与桶高度完全匹配，吸脂率大幅提高。在具体实施过程中，吸脂杆内加长套38和吸脂杆内杆36连接，吸脂杆外加长套39与吸脂杆外杆35连接，连接后可将补脂泵25的吸脂杆加长，加长后可以使得补脂泵25将标准油脂桶内的油脂完全抽完，减少了油脂的浪费。此外，吸脂杆端头37加装吸脂杆端头过滤和密封套40，其可以阻挡过滤标准油脂桶内的塑料薄膜或者大块煤屑等杂质，避免其堵塞吸脂杆端头37的吸脂孔，保证了补脂泵1的吸脂顺畅，降低了其故障率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。