本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种微油量润滑方法及装置。
背景技术
岸桥牵引小车的运行的动力为钢丝绳牵引，因左右牵引钢丝绳调整的偏差、小车轮水平倾角和小车轨道直线度及两侧轨道高低差等的差异，牵引小车在轨道上前后运行过程中产生横向偏移时，车轮轮缘与轨道端面产生较大的轴向挤压力，这种摩擦现象即为通常所说的“啃轨”现象。目前的技术措施为利用水平轮限制牵引小车轮的运行轨迹，把挤压滑动摩擦变为滚动摩擦，但是不能有效解决小车轨道端面的磨损，同时造成传动系统的负载增加和电机功率损耗，必定造成车轮使用寿命降低、轨道磨损、车轮轴承寿命周期降低或失效等重大安全事故。
目前岸桥针对牵引小车的车轮润滑器只有自动石墨润滑器。其主要工作原理：在小车轮架上安装润滑支架，把石墨块装进润滑装置内，与车轮踏面垂直安装，通过装置内的弹簧力顶住石墨块尾部，使石墨块与车轮之间产生一定的预紧力，在牵引小车运行时对车轮进行润滑。虽然能解决环保问题，但是由于港口行业的环境问题以及海边的气候影响，干燥的杂物、油脂很快粘贴在小车轮与石墨啮合的磨擦面，石墨粉末并未有效散布在接触面，长期使用润滑效果不理想。
现有技术中缺乏一种有效的岸桥针对牵引小车的润滑装置及方法。
技术实现要素：
本发明为了解决现有技术中“啃轨”现象带来的问题，提供一种微油量润滑方法及装置。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：
一种微油量润滑方法，包括如下步骤：s1：定期检测小车车轮踏面的油膜厚度并计算得到所述油膜厚度的平均值；s2：根据所述油膜厚度的平均值与预先设置的油膜厚度的上下阈值比较，确定小车运行距离的设定值；s3：获取小车的运行距离，并将所述运行距离与所述小车运行距离的设定值比较，根据比较结果确定是否启动微油量润滑。
优选地，所述启动微油量润滑包括在小车车轮与轨道之间涂布一层薄而均匀的油膜。
优选地，通过润滑轮与所述小车车轮的同步转动将润滑油均匀的涂布在所述小车车轮的踏面，再在所述小车车轮与轨道之间涂布一层薄而均匀的油膜。
优选地，所述润滑轮的润滑油油液经过阻尼孔和毛细管流出。
本发明还提供一种微油量润滑装置，包括：油膜厚度检测单元、控制单元、小车编码器和微油量润滑涂布单元；所述油膜厚度检测单元与所述控制单元电连接，用于接收控制单元的工作指令，检测小车车轮踏面油膜厚度并将所述油膜厚度的信号发送给所述控制单元；所述小车编码器与所述控制单元电连接，用于采集小车运行中的脉冲信号并将所述脉冲信号发送给所述控制单元；所述微油量润滑涂布单元与所述控制单元电连接，接收所述控制单元的脉冲信号并输出润滑油；所述控制单元，用于预先设置所述油膜厚度检测单元的工作周期、油膜厚度的上下阈值并下发所述工作指令给所述油膜厚度检测单元；根据所述油膜厚度的信号计算出所述油膜厚度的平均值；根据所述油膜厚度的平均值与预先设置的所述油膜厚度的上下阈值比较确定小车运行距离的设定值；根据所述小车编码器的所述脉冲信号计算出小车的运行距离，并将所述运行距离与所述小车运行距离的设定值比较，根据比较结果确定是否发送脉冲信号给所述微油量润滑涂布单元。
优选地，所述油膜厚度检测单元包括：油膜厚度传感器、摇臂、力矩限制器和电动推杆；所述油膜厚度传感器装配于带有所述电动推杆驱动的所述摇臂上，在所述电动推杆的伸缩杆与所述摇臂之间串接所述力矩限制器。
优选地，所述微油量润滑涂布单元包括：油箱、微油量泵、扭转弹簧、压杆和润滑轮；所述微油量泵的进油口和出油口分别用油管与所述油箱和所述润滑轮连接，所述润滑轮通过带有所述扭转弹簧的所述压杆压紧在小车的车轮上。
优选地，所述微油量泵包括：电磁线圈、顶杆、阀座、柱塞、进油腔、复位弹簧、油孔、柱塞套、工作腔、单向阀、出油腔、压缩弹簧；所述电磁线圈安装在所述阀座端面，所述顶杆安装在所述电磁线圈的内铁芯与所述柱塞之间，并同轴线布置；所述柱塞装配在所述柱塞套的滑套内，所述复位弹簧装配在所述柱塞与所述柱塞套之间；所述柱塞套后端设置所述单向阀和与单向阀协同作用的所述压缩弹簧；所述进油腔通过油孔与所述工作腔导通，所述油孔被所述柱塞封闭；所述工作腔与所述出油腔之间的通道通过所述单向阀关闭。
优选地，所述润滑轮包括：转轴、骨架油封、轮毂、轴承、阻尼孔、毛细管、油毛毡；所述转轴内设有油孔，通过所述轴承与所述轮毂连接；所述轮毂上装配有所述骨架油封，油液从所述转轴内通过所述阻尼孔和所述毛细管流到所述油毛毡。
优选地，所述控制单元是plc控制器。
本发明的有益效果为：提供一种微油量润滑方法及装置，所述方法通过定期检测小车车轮踏面的油膜厚度并计算得到所述油膜厚度的平均值，确定小车运行距离的设定值，在起重机设备小车车轮与轨道之间自动涂布一层薄而均匀的油膜，隔绝车轮与轨道之间的金属直接接触，利用油膜介质良好的低摩擦系数和极压性，减小原小车轮与轨道之间较高的摩擦系数，避免因较大的屈曲变形造成设备钢结构的疲劳伤害，较少车轮与轨道的摩擦损耗，降低设备的运行阻力；同时解决了牵引小车轨道润滑时油滴落地的环境污染问题和因润滑不良导致“啃”轨问题；可实现最佳的油膜覆盖，在润滑效果、油料控制、环境污染、控制人工维修成本、人员安全等方面相对手工润滑具有很大的优势。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种微油量润滑方法的示意图。
图2为本发明实施例2中微油量润滑装置的结构示意图。
图3为本发明实施例2中又一种微油量润滑装置的结构示意图。
图4为本发明实施例2中油膜厚度检测单元的结构示意图。
图5为本发明实施例2中微油量润滑涂布单元的结构示意图。
图6为本发明实施例3中微油量泵装置的结构示意图。
图7为本发明实施例4中润滑轮的结构示意图。
其中，1-轨道，2-小车车轮，3-油膜厚度检测单元，4-控制单元，5-小车编码器，6-微油量润滑涂布单元，7-钢丝绳卷筒，8-油箱，9-微油量泵，10-扭簧，11-压杆，12-润滑轮，13-油膜厚度传感器，14-摇臂，15-力矩限制器，16-电动推杆，17-电磁线圈，18-顶杆，19-阀座，20-柱塞，21-进油腔，22-复位弹簧，23-油孔，24-柱塞套，25-工作腔25，26-单向阀，27-出油腔，28-压缩弹簧，29-转轴29，30-骨架油，31-轮毂，32-轴承，33-阻尼孔，34-毛细管，35-油毛毡。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明进行详细的介绍，以使更好的理解本发明，但下述实施例并不限制本发明范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构思，附图中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例1
在岸桥牵引小车的车轮跑偏过程中，各个轮系会因为偏角的的差异，产生额外的轴向力，此轴向力会随着跑偏位移的增大而增大，并迫使小车台车架钢结构发生屈曲变形，在轴向力达到和超过车轮与轨道之间摩擦力时，小车车轮轴向滑移回初始位置。周而复始，台车架钢结构承受长期的交变载荷，易发生疲劳开裂现象。
在小车车轮啃轨的过程中，车轮轮缘与轨道侧面存在强烈的挤压作用，且因为车轮与轨道之间较高的摩擦系数，对设备的运行产生很大的运行阻力。据测定，严重啃轨的桥式起重机运行阻力是正常运行阻力的1.5-3.5倍，造成电机和传动机构的载荷增加甚至超载，严重时可使电机烧损或传动机构失效。此外，车轮轮缘与轨道之间的干磨也严重降低了车轮和轨道的使用寿命。
本发明的方法是利用本自动润滑装置在起重机设备小车车轮与轨道之间自动涂布一层薄而均匀的油膜，隔绝车轮与轨道之间的金属直接接触，利用油膜介质良好的低摩擦系数和极压性，减小原小车轮与轨道之间较高的摩擦系数，避免因较大的屈曲变形造成设备钢结构的疲劳伤害，较少车轮与轨道的摩擦损耗，降低设备的运行阻力。
如图1所示，本发明提供一种微油量润滑方法，包括如下步骤：
s1：定期检测小车车轮踏面的油膜厚度并计算得到所述油膜厚度的平均值；
在一种具体的实施例中，可以通过在设备工况为小车速度大于设定值且小车运行叠加时长大于5分钟时，油膜厚度传感器开始检测小车车轮踏面油膜厚度，此工况的设定是考虑到设备在作业工况条件下，小车的运行速度是变换不定的，存在低速短时运行状态，故设定此工况，以足够长的运行时间以保证油膜厚度传感器的检测面可以得到油液的充分浸润，避免检测数据偏差。轨道及小车车轮上形成的油膜厚度在各个断面上是有差异性的，故单个断面的油膜厚度并不具有代表性，需连续检测多个断面并换算出平均值才可以真实地反映油膜的状态。控制单元接收到油膜厚度传感器连续检测多个断面的信号并计算出油膜厚度的平均值。
s2：根据所述油膜厚度的平均值与预先设置的油膜厚度的上下阈值比较，确定小车运行距离的设定值；
在一种具体的实施例中，控制单元会根据设定的油膜厚度的上下限阀值与油膜厚度平均值进行比对，并调整小车运行距离的设定值和/或微油量泵的工作周期。如油膜厚度平均值超过油膜厚度的的上限阈值时，说明小车轨道上的油膜厚度过厚，需减小润滑频次，则按比例增大微油量泵的工作周期，减小输油量，避免润滑过量，减少污染；如油膜厚度平均值小于油膜厚度的下限阈值时，说明小车轨道上的油膜厚度过薄，需增大润滑频次，相应的需要缩短微油量泵的工作周期，保证工作面充分润滑。
s3：获取小车的运行距离，并将所述运行距离与所述小车运行距离的设定值比较，根据比较结果确定是否启动微油量润滑。
在一种具体的实施例中，通过小车编码器在小车运行中将脉冲信号传递给控制单元并由控制单元运算出小车运行距离。当小车叠加运行距离达到小车运行距离的设定值时，控制单元发送一个脉冲信号给微油量润滑涂布单元启动微油量润滑并重新累计小车运行距离。
启动微油量润滑包括在小车车轮与轨道之间涂布一层薄而均匀的油膜；或，通过润滑轮与小车车轮的同步转动将润滑油均匀的涂布在小车车轮的踏面，再在小车车轮与轨道之间自动涂布一层薄而均匀的油膜。润滑轮的润滑油油液经过阻尼孔和毛细管流出，通过阻尼孔的阻尼作用和毛细管效应，有效制约润滑轮在旋转过程中因离心力作用造成的油液飞溅现象，和在设备较长时间停机的情况下油液的自然流淌现象。
实施例2
如图2所示，本发明提供一种微油量润滑装置，包括：油膜厚度检测单元3、控制单元4、小车编码器5和微油量润滑涂布单元6。为了方便说明，图中还包括轨道1和小车车轮2。
油膜厚度检测单元3与控制单元4电连接，用于接收控制单元4的工作指令，检测小车车轮踏面油膜厚度并将油膜厚度的信号发送给所述控制单元4；
小车编码器5与控制单元4电连接，用于采集小车运行中的脉冲信号并将脉冲信号发送给所述控制单元4；
微油量润滑涂布单元6与控制单元4电连接，接收控制单元4的脉冲信号并输出润滑油；
控制单元4，用于预先设置油膜厚度检测单元3的工作周期、油膜厚度的上下阈值并下发工作指令给油膜厚度检测单元3；根据油膜厚度的信号计算出油膜厚度的平均值；根据油膜厚度的平均值与预先设置的油膜厚度的上下阈值比较确定小车运行距离的设定值；根据小车编码器5的所述脉冲信号计算出小车的运行距离，并将运行距离与小车运行距离的设定值比较，根据比较结果确定是否发送脉冲信号给微油量润滑涂布单元6。
如图3所示，小车编码器5安装于小车驱动机构的钢丝绳卷筒7支撑轴上，将脉冲信号传递给控制单元4并由控制单元4运算出小车运行距离。当小车叠加运行距离达到设定值时，控制单元4发送一个脉冲信号给微油量润滑涂布单元6并重新累计小车运行距离。
在另一种具体实施例中，控制单元是plc控制器。
如图4所示，油膜厚度检测单元包括：油膜厚度传感器13、摇臂14、力矩限制器15和电动推杆16。
油膜厚度传感器13装配于带有电动推杆16驱动的摇臂14上，在电动推杆16的伸缩杆与摇臂14之间，串接有一个力矩限制器15。正常情况下，电动推杆16处于最大行程位置，油膜厚度传感器13脱离小车轮2的踏面，以避免油膜厚度传感器13长期与小车车轮2接触摩擦，造成不必要的损坏。在达到设定的时间周期值时且设备工况为设备送电和小车速度为0时，控制单元4发送指令，电动推杆16得电收缩驱动摇臂14动作。在电动推杆16推动摇臂14动作并使得油膜厚度传感器13与小车车轮2接触时，力矩限制器15内设定好的弹簧力矩可保证油膜厚度传感器13的接触力矩达到设定值，合理的接触力矩目的是为了油膜厚度传感器13与小车车轮2之间尽量保持原有油膜状态。在设备工况为小车速度大于设定值且小车运行叠加时长大于设定值，比如5分钟时油膜厚度传感器13开始检测小车车轮2踏面油膜厚度，此工况的设定是考虑到设备在作业工况条件下，小车的运行速度是变换不定的，存在低速短时运行状态，故设定此工况，以足够长的运行时间以保证油膜厚度传感器3的检测面可以得到油液的充分浸润，避免检测数据偏差。检测时长60-90秒后，油膜厚度传感器13停止检测，其后控制单元4发送指令，电动推杆16得电伸出，带动油膜厚度传感器13脱离小车车轮2的踏面。因轨道1及小车车轮2上形成的油膜厚度在各个断面上是有差异性的，故单个断面的油膜厚度并不具有代表性，需连续检测多个断面并换算出平均值才可以真实地反映油膜的状态。60-90秒的时长换算小车的运行距离约为70-100米，所换算出的油膜平均厚度已能够真实的反映油膜状态。
控制单元4在接收到油膜厚度传感器13的信号并计算出油膜厚度的平均值，控制单元4会根据设定的油膜厚度的上下限阀值与油膜厚度平均值进行比对，并调整小车运行距离的设定值及微油量泵9的工作周期。如油膜厚度平均值超过油膜厚度的上限阈值时，说明小车轨道1上的油膜厚度过厚，需减小润滑频次。则控制单元4按比例增大微油量泵9工作周期，减小输油量，避免润滑过量，减少污染；如油膜厚度平均值小于油膜厚度的下限阈值时，说明小车轨道1上的油膜厚度过薄，需增大润滑频次。控制单元4按比例减小微油量泵9的工作周期，保证工作面充分润滑。
如图5所示，微油量润滑涂布单元包括：油箱8、微油量泵9、扭转弹簧10、压杆11和润滑轮12。
微油量泵9的进油口和出油口分别用油管连接到油箱8和润滑轮12。微油量泵9在接收控制单元4发送一个脉冲信号后动作一次，输出0.03-0.08ml容量的润滑油至润滑轮12。润滑轮12通过带有扭转弹簧10的压杆11压紧在小车轮2上，通过小车车轮2的转动，润滑轮12同步转动并将润滑油均匀的涂布在小车车轮2的踏面。通过小车车轮2与轨道1的接触，润滑油会均匀的传递到轨道1和其它的小车车轮2上。
微油量泵9单次输出0.03-0.08ml容量，是综合考虑了轨道1踏面宽度和长度、小车平均运行速度、润滑油的正常损耗，并经过实际测试调整后确认的最佳数值，可有效形成薄而均匀的油膜，利用油膜的低摩擦系数，有效地减小因啃轨造成的冲击载荷。即可以避免单次输出润滑油过多而无法及时摊薄造成润滑油飞溅、流淌现象，又可以避免因润滑油不足无法形成有效油膜。
在一种最优的实施例中，微油量泵9单次输出0.05ml容量。
实施例3
如图6所示，微油量泵包括：电磁线圈17、顶杆18、阀座19、柱塞20、进油腔21、复位弹簧22、油孔23、柱塞套24、工作腔25、单向阀26、出油腔27和压缩弹簧28。
电磁线圈17安装在阀座19端面，顶杆18安装在电磁线圈17内铁芯与柱塞20之间，同轴线布置。柱塞20装配在柱塞套24的滑套内，两者之间具有良好的配合间隙封闭油液。复位弹簧22装配在柱塞20柱塞套24之间。柱塞套24后端的单向阀26在压缩弹簧28作用下封闭出油口，此时工作腔25内的油液通过油孔23与进油腔21导通。进油腔21通过油孔23与工作腔25导通，油孔23被柱塞20封闭；工作腔25与出油腔27之间的通道通过单向阀26关闭。
电磁线圈17得电后，电磁线圈17内铁芯在电磁力作用下推动顶杆18向右运动，带动柱塞20向右运动，此过程中油孔23被柱塞20封闭，工作腔25形成封闭腔室，随着柱塞20的运动，工作腔25内油压增大，当油压产生的力矩超过压缩弹簧28的力矩时，单向阀26向右运动，油液流入出油腔27，完成微油量泵的的一次油液输出。
所述电磁线圈17失电后，柱塞20在复位弹簧22的作用下向左运动，此过程中因工作腔25内油压下降，单向阀26在压缩弹簧28作用下封闭出油口，工作腔25通过油孔23与进油腔21导通，油液流入工作腔25，泵内工况恢复初始状态。
微油量泵9输出流量是由微油量泵单次输出容量和得电次数决定的，而单次输出容量是由封闭的工作腔的容积决定的，适当调整工作腔25的直径，可以形成极微量的油液输出，再加上有效控制微油量泵的得电次数，就可以得到任意所需的微油量输出，满足工作需求。
实施例4
如图7所示，本发明还提供一种润滑轮包括：转轴29、骨架油封30、轮毂31、轴承32、阻尼孔33、毛细管34和油毛毡35。
转轴29内设有油孔，通过轴承32与轮毂31连接。轮毂31上装配有骨架油封30，以实现旋转密封。油液从转轴29内流到油毛毡35的过程中，需通过阻尼孔33和毛细管34。通过阻尼孔的阻尼作用和毛细管效应，有效制约润滑轮在旋转过程中因离心力作用造成的油液飞溅现象，和在设备较长时间停机的情况下油液的自然流淌现象。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提供额微油量润滑装置采用电磁线圈驱动的微量柱塞工作原理，单次供油量0.03-0.08ml，利用电控设定合理工作频率即可实现极微量的供油量。以满足钢丝绳及轨道润滑的微量、连续及均匀供油的要求，避免过量的润滑油在设备高速运行中发生飞溅、流淌，而造成码头环境污染及油料浪费。
此外，装置中的润滑轮设计了阻尼孔及毛细管，以制约和控制润滑轮高速运转过程中产生的离心力对油量涂布流量的影响，流量与运行速度成正比变化，实现润滑油的均匀涂布。同时在设备停机状态下避免润滑轮油液滴倘。
本发明有效地解决了牵引小车轨道润滑时油滴落地的环境污染问题和因润滑不良导致“啃”轨问题。本自动润滑装置利用电控设定合理工作频率自动工作，可实现最佳的油膜覆盖，在润滑效果、油料控制、环境污染、控制人工维修成本、人员安全等方面相对手工润滑具有很大的优势。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。