分布式自动润滑系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式自动润滑系统，包含有上位ＨＭＩ人机界面、控制器、转换适配器、现场补油机和通讯系统，上位ＨＭＩ人机界面由工控机或一体化工作站、系统软件、应用程序构成，控制器由可编程控制器ＰＬＣ构成，转换适配器设置在控制器与各现场补油机之间，现场补油机的本体上配置有可重复使用的储油杯，直接设置在各润滑点的工作现场，在上位ＨＭＩ人机界面的控制下以恒定的压力、定时、定量地进行自动补油、既不会破坏轴承室的油封，也不会降低油脂品质，可避免漏油和润滑效果差的情况。通过上位ＨＭＩ人机界面设定并调整每个现场补油机的工作周期等参数，监视每个现场补油机、相关工作轴承以及整个润滑系统的运行状态，有利于确保良好润滑工作状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轴承保养
，特别是一种便于远距离、定时、定量提 供润滑油、并能远距离监控各润滑点工作状态的分布式自动润滑系统。技术背景在滚动轴承的日常工作中，每天都要消耗并需要补充一定量的干油润 滑油脂，所以能否按照实际消耗情况及时补充相应的润滑油脂成为滚动轴 承润滑保养的核心。因而补脂周期、补脂量及所补油脂的质量便成为滚动 轴承润滑保养中的三大要点。目前常用的滚动轴承的补脂方式主要有集中 补脂和人工补脂两种。集中补脂实际上是一个由储油器中心、给油泵、管 路、分配器和控制系统等组成的集中补脂系统，在控制系统的控制下，定 时地将储油器中的润滑油脂通过管路、分配器和各加油点加到轴承里面。 其缺陷是① 由于储油器中心离各润滑点的距离不等，容易形成距离近的轴承加脂过量、距离远的轴承加脂不足的局面，因而各润滑点的加脂量不均；② 由于油脂管路通常较长，所需注脂的压力也相对较大，使距离较近 轴承上的油封往往会因压力过大而被损坏，致使油脂因无法滞留在轴承室 内储存而发生漏油现象，造成油脂浪费和污染环境的不良状况；③ 由于大部分润滑点离储油器中心距离较远，使油脂在管路里的行走 时间较长，有的甚至会超过一年，致使到达各润滑点的油脂质量严重下降， 影响润滑效果；④在压力大的情况下远距离输油，容易发生油皂分离现象、引发管路 堵塞情况，必须定期酸洗管路、以确保油路畅通，因而日常维护保养的工 作量较大。人工补脂是用油枪或油泵车，按照预定的补脂周期(如几周或几月)，手工给各润滑点加油。其缺点是凭经验加油，加油量不易控制；对有毒 有害及人手无法触及的润滑点无法实施人工加油搡作；费时、费力又脏又 累，不符合环保和经济性要求。而且，采用人工补脂方式补油的大部分工 作轴承，在一个润滑补脂周期中，60%时间处于过润滑(前期)或欠润滑(后 期)的不良润滑状态中，因而总体效果较差。由上可见，对于滚动轴承的润滑保养最理想与科学的方式应该是补充 与消耗能够互相平衡。而现有传统的集中补脂系统只能满足补脂周期的要 求，对于补脂量和油脂质量则难以保证；人工补脂方式只能满足油脂质量 要求，对于补脂周期和补脂量则难以保证。更为重要的是，生产现场的补 油点多而且分散，无论是传统的集中补脂或是人工补脂方式，由于技术上 的制约，都无法实时监控各补油点尤其是关键点的润滑状态，导致轴承意 外损坏，并常常因此停产、给企业带来巨大经济损失。这在曰益重视生产 设备状态管理的今天，是一个迫切亟待解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供 一种能同时兼顾滚动轴承润滑保养中的补脂周 期、补脂量及所补油脂质量三大要点，对各润滑点的轴承工作状态具有实时自动检测和信息反馈功能的分布式自动润滑系统。本专利技术的分布式自动润滑系统主要由上位HMI人机界面、控制器、转换适配器、现场补油机和通讯系统等五大部分组成。其中1. 上位HMI人机界面上位HMI人机界面主要由工控机或一体化工作站、系统软件、应用程序 构成，是分布式自动润滑系统的监控中心，其主要功能如下(1) HMI人机界面的操作授权及权限管理；(2) 显示分布式自动润滑系统的工艺、结构及各润滑点布置图；(3) 显示相关工作轴承以及整个润滑系统的工作状态； U)监控每个现场补油机的工作状态，包括实际设定周期、最后一次补油时间、各次补油时间数据的下拉式列表、已补油次数、剩余油脂量的百 分数、故障报警及故障报警时间数据的下拉式列表；(5) 每个现场补油机的启动、停止、复位操作及相关信息显示；(6) 设定并调整每个现场补油机的工作周期参数。工作时，使用者可以通过上位HMI人机界面设定并调整每个现场补油 机的工作周期等参数，监视每个现场补油机、相关工作轴承以及整个润滑 系统的运行状态，及时发现工作异常情况、并报警，便于相关人员采取必 要措施，以确保整个系统处于良好润滑工作状态。2、 控制器控制器设置在上位HMI人机界面与转换适配器之间，主体由可编程控 制器PLC组成、采用梯型图或功能图编程、与上位HMI人机界面之间采用 工业以太网或现场总线进行通讯连接，与转换适配器之间采用点对点直接 连接，其任务是接收上位HMI人机界面的命令，并通过转换适配器控制各个现场补油机每次启动、停止、复位等操作，并将实际的工作结果和现场补油机的状态信息发送回上位HMI人机界面。3、 转换适配器转换适配器是设置在控制器与各现场补油机之间的接口 ，它将来自控制器一侧的各种不同的电气信号，如交流220V、 110V,或直流220V、 IIOV、 48V、 36V、 24V和各种控制信息等转换成带有时序特征的现场补油机用工 作信号；同时，转换适配器解析来自现场补油机一侧的同步信号中的时序 特征信息，其中包含现场补油机的状态信息，转换成相应的数据返回给PLC控制器。4、 现场补油机现场补油机由本体和可重复使用的储油杯二部分组成。本体由外壳、 动力驱动腔和控制腔组成，其中外壳呈圆杯状、边沿上设置有装配内螺 紋；动力驱动腔内设置有驱动电机、齿轮传动机构、传动螺杆和金属推板， 驱动电机主轴上设置有与齿轮传动机构中的输入齿轮相啮合的主动齿轮， 齿轮传动机构中的输出齿轮与传动螺杆上的从动齿轮相啮合，金属推板固 定设置在传动螺杆的顶端部上；控制腔内设置有输入输出接口、嵌入式CPU 控制板、电机电流检测器。储油杯由杯壳、杯底、活塞和油腔组成，其中 杯壳外径与本体外壳相符，在杯体的边沿上设置有与本体外壳边沿上的内 螺紋相匹配的外螺紋，杯底上设置有出油口，腔内设置有活塞，油腔位于 活塞下方与杯底之间。此外，所述活塞上设置有限位环和中间支承环、其 外径与储油杯的油腔内径相符、端面形状与储油杯的杯底形状相符；在储 油杯杯壳内壁的近边沿处设置有活塞限位件。所述的嵌入式CPU控制板中 主要设置有CPU中央处理器、产生嵌入式CPU控制板时钟脉冲的晶振器、接收来自转换适配器的时序电压信号并反馈同步信号的输入输出接口、驱 动电机转动的电机驱动接口、控制驱动电机正反转的电机驱动控制电路、 检测驱动电机工作电流的电机电流检测电路、用于读写CPU的程序和数据 的程序读写口、同步信号输出电路及降压电路。工作时，输入输出接口接 收来自转换适配器的时序电压信号，其中一路直接送给电机驱动接口，此时驱动电机处于等待工作状态；另一路经降压电路后启动嵌入式CPU控制 板开始工作，在CPU中央处理器的控制下按照预先编制好的程序控制驱动 电机正转或反转，电机电流检测电路同步工作、检测驱动电机的工作电流； 在嵌入式CPU控制板一个周期工作期间，通过同步信号输出电路向转换适 配器保持输出高电平信号，直到工作周期结束。 5、通讯系统通讯系统由工业以太网、现场总线或点对点直接连接电缆构成，上位 HMI人机界面和控制器之间的通讯釆用工业以太网或现场总线连接，控制器与转换适配器之间、转换适配器与现场补油机之间釆用现场总线点对点 直接连接。工作时，由上位HMI人机界面发出工作指令，经现场总线传送至嵌入 式CPU控制板，向现场补油机发出启动工作信号，驱动电机接通电源、主 轴正向转动、其上的主动齿轮同步转动，经齿轮传动机构驱使传动螺杆转 动、对金属推板产生足够大的下推力，推动储油杯中的活塞向下位移，将 其中的润滑油脂经出油口挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式自动润滑系统，其特征在于由上位ＨＭＩ人机界面（１）、控制器（２）、转换适配器（３）、现场补油机（４）和通讯系统（５）组成，其中：ａ．所述的上位ＨＭＩ人机界面（１）由工控机或一体化工作站、系统软件、应用程序构成，包含有（１） ＨＭＩ人机界面的操作授权及权限管理，（２）显示分布式自动润滑系统的工艺、结构及各润滑点布置图，（３）显示相关工作轴承以及整个润滑系统的工作状态，（４）监控每个现场补油机的工作状态，（５）每个现场补油机的启动、停止、复位操作及相关信息显示，（６）设定并调整每个现场补油机的工作周期参数的功能；ｂ．所述的控制器（２）主体由ＰＬＣ可编程控制器构成、采用梯型图或功能图进行编程、与上位ＨＭＩ人机界面（１）之间采用工业以太网或现场总线进行通讯连接，其任务是接收上位ＨＭＩ人机界面（１ ）的命令，并通过转换适配器（３）控制各个现场补油机（４）每次启动、停止、复位操作，并将实际的工作结果和现场补油机（４）的工作状态信息发送回上位ＨＭＩ人机界面（１）；ｃ．所述的转换适配器（３）设置在控制器（２）与各现场补油机（４）之间 ，其任务是将来自控制器（２）一侧的各种不同的电气信号，如交流２２０Ｖ、１１０Ｖ，或直流２２０Ｖ、１１０Ｖ、４８Ｖ、３６Ｖ、２４Ｖ和各种控制信息转换成带有时序特征的现场补油机（４）用信号，解析来自现场补油机（４）一侧同步信号中的时序特征信息，其中包含现场补油机（４）的状态信息，转换成相应的数据信号返回给控制器（２）；ｄ．所述的现场补油机（４）由本体（６）和储油杯（７）构成，本体（６）包含有外壳（８）、动力驱动腔（９）和控制腔（１０），外壳（８）呈圆杯状、边沿上设置有装配 内螺纹（１１），动力驱动腔（９）内设置有驱动电机（１２）、齿轮传动机构（１３）、传动螺杆（１４）及其限位套（１５）和金属推板（１６），在驱动电机（１２）的主轴上设置有主动齿轮，齿轮传动机构（１３）中的输入齿轮与主动齿轮相啮合、输出齿轮与传动螺杆（１４）上的从动齿轮（１７）相啮合，金属推板（１６）固定设置在传动螺杆（１４）的顶端部上，控制腔（１０）内设置有输入输出接口（１８）、嵌入式ＣＰＵ控制板（１９）、电机电流检测器（２０），储油杯（７）由杯壳（２１）、杯底（２２）、活塞（２３）和油腔（２４）组成，杯壳（２１）外径与本体（６）的外壳（８）相符，在杯壳（２１）的边沿上设置有与本体（６）的外壳（８）边沿...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯进才，
申请(专利权)人：冯进才，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]