一种滚动轴承润滑状态调控方法

：本发明属于滚动轴承润滑调控，尤其涉及一种滚动轴承润滑状态调控方法，通过改善滚动轴承供给方式，延长滚动轴承使用寿命、降低滚动轴承运行能耗。

背景技术

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背景技术：

1、滚动轴承的长期运行状态与润滑状态密切相关，当其处于高速运转或低温运转状态时，润滑剂在轨道内的流失率与回填率较低，容易因入口供油不足引起乏油润滑现象，优化滚动轴承固有结构参数和调整润滑剂属性是改善润滑状态的有效途径。另外，采用集中润滑供给系统以定时定量定点的供给方式能够直接为润滑轨道提供充足的润滑剂，满足滚动体与滚动轴承内外圈的供油条件，改善滚动轴承的润滑状态，有效延长滚动轴承的使用寿命和运行状态。

2、现有技术中采用的集中润滑供给方式避免了人工加注润滑脂造成的润滑脂供给量不确定的问题，但是无法确定单次润滑脂供给量。例如：中国专利202310260744.6公开的一种润滑油集中供给装置，包括储油系统、主副油泵切换和调压系统、冷却系统以及临时供油系统，所述储油系统根据润滑油的种类设有至少一套，储油系统包括油箱加热器、油箱、油箱过滤器和排烟风机，每个油箱内存储不同种类的润滑油；主副油泵切换和调压系统包括变频油泵泵前过滤器组、变频油泵泵前截止阀、变频油泵、变频油泵泵后截止阀、润滑点调油阀、润滑点油压表、压缩机主油泵、压缩机、压缩机主油泵出口止回阀、油泵出口压力调节阀和变频油泵出口止回阀，油箱通过管道连接变频油泵，变频油泵的进口连接压缩机主油泵的进口，变频油泵的出口连接压缩机主油泵的出口，用于变频油泵和压缩机主油泵之间完成供油切换，变频油泵与压缩机主油泵的管道连接处后部连接冷却系统和临时供油系统，冷却系统和临时供油系统后部连接压缩机。中国专利202320122349.7公开的一种双线集中润滑系统，包括：油脂泵，用于从储存润滑脂的油箱内抽吸润滑脂，包括柱塞副组件；换向模块，具有第一工作油口、第二工作油口、由油脂泵供给润滑脂的进油口以及至少一个与油箱连通的回油口，换向模块具有使第一工作油口与回油口相通、第二工作油口与进油口相通的第一状态，还具有使第一工作油口与进油口相通、第二工作油口与回油口相通的第二状态；两条主油路，分别与第一、第二工作油口连通；还包括：两条主油路中的至少一条上设置有至少一个递进分配器，两条主油路中的其中一条用于单独为待润滑设备上易磕碰区域的润滑点位供应润滑脂、另一条为待润滑设备上的其余润滑点位供应润滑脂；控制器，可控制换向模块分别处于第一状态和第二状态的时间；故障检测模块，用于分别检测两条主油路是否发生故障。当单次供给量较少时，润滑效果不足会使滚动轴承表面发生剧烈摩擦，滚动体与滚动轴承内外圈出现微电蚀和微裂纹；当单次供给量过多时，滚动轴承运转阻力会增加，产生较大的温升，导致润滑脂发生热老化，造成润滑失效，同时，润滑脂注入过多会破坏滚动轴承的密封结构，严重缩减滚动轴承的使用寿命。

3、滚动轴承内部较多润滑脂在长期运行过程中因析出大量的润滑油而变硬，大大降低了流动性。实际上，脂润滑存在润滑演化衰退机制，在运动前期大量的润滑油因剪切与高温析出，使润滑剂回填量不足处于乏油润滑状态，当处于严重乏油状态时，采用集中供脂方式为滚动轴承内部提供润滑脂可改善润滑状态，但是，长期供脂会导致温升增高，大量的润滑脂堆积在滚动轴承室，不利于散热。在脂润滑运行过程中润滑脂内部油层主要由两部分组成，即析出油参与润滑为流动层，润滑脂纤维在压力作用下于接触副表面形成沉积膜，当润滑油受热氧化蒸发，油膜厚度急剧下降，破坏沉积膜，导致滚动轴承失效。如何改善严重乏油状态是集中润滑系统需解决的重要问题。

4、除此之外，现有润滑技术还存在以下问题：无法定量评估注入润滑脂的时机，只是单纯的依靠经验进行供脂且供脂量无依据，造成供脂效率较低；在注入润滑脂的过程中会引起局部温度升高，产热较快，需要采用优化方案进行供给；由于集中润滑系统仅包含少量的传感器，无法对滚动轴承的运行状态、供脂结构运行情况等进行实时检测，缺乏较故障诊断与检测系统。

5、因此，研发设计一种滚动轴承润滑状态调控方法，改善集中润滑中加注润滑脂造成的润滑不良现象，为改善滚动轴承运行状态和延长滚动轴承使用寿命提供研究思路，对滚动轴承润滑系统的结构设计和润滑方案具有重要的指导意义。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种滚动轴承润滑状态调控方法，采用润滑脂与润滑油交替的供给方式对流动层与表面沉积膜进行修复，以有效改善滚动轴承的润滑状态。

2、为了实现上述目的，本发明涉及的一种滚动轴承润滑状态调控方法的具体工艺过程为：对滚动轴承运行过程中出现的噪音、振动、温升、扭矩等润滑状态进行实时监控，依据监控结果和润滑失效模式，实时补充润滑剂，补充时，交替供给润滑脂和润滑油，以修复润滑过程中消耗的润滑沉积膜和润滑油，使滚动轴承长期处于有效的润滑状态，避免非正常停机；

3、同时，根据监控结果，能够有效估算滚动轴承的使用寿命；

4、运行过程中，轨道两侧积聚大量润滑脂，润滑脂为非牛顿流体，当补充润滑油时，轨道内部的润滑油受到轨道两侧润滑脂的阻碍作用，始终在轨道内部回填流动，有利于缓解乏油现象。

5、本发明涉及的一种滚动轴承润滑状态调控方法基于润滑交替供给控制装置实施，润滑交替供给控制装置的主体结构包括分别与轴承试验机连接的润滑脂供给单元、润滑油供给单元和传感器单元，以及控制润滑脂供给单元、润滑油供给单元和传感器单元的集中处理单元。

6、本发明涉及的一种滚动轴承润滑状态调控方法实施时，将润滑交替供给控制装置与球-盘点接触试验机相匹配，在传感器单元检测到出现脂润滑乏油阶段后，根据接触油膜厚度测量仪提供的供油供脂参数，补充润滑油和润滑脂，润滑脂在接触副产生的剪切应力的作用下，稠化剂颗粒黏附于轨道修复沉积膜上，补充润滑油进行持续润滑，改善脂润滑状态，为实际工程提供参考。

7、本发明涉及的一种滚动轴承润滑状态调控方法能够应用于油脂的输运领域：

8、首先，设计润滑脂和润滑油供给通路；

9、然后，在润滑点处设置检测模块，对润滑脂和润滑油的流动过程进行实时检测；

10、最后，增设油液检测报警装置，对润滑剂供给异常或油箱脂箱内油量不足等问题进行预警，并依据预警情况建立数据图谱。

11、本发明与现有技术相比，鉴于润滑脂的成膜机理与演化衰退过程分析，提出采用润滑脂和润滑油交替供给的润滑方式进行集中润滑，依据滚动轴承的监测结果进行润滑脂或润滑油的精确、实时、高效增补，以有效改善滚动轴承的产热、老化、破坏密封等润滑问题，降低润滑脂的供给量和延长滚动轴承的使用寿命，优化滚动轴承的运行条件，还可根据滚动轴承的运行情况进行不同添加剂润滑油的补充；其操作过程简单，原理科学可靠，经过验证表明可使润滑剂在轨道内部的长期处于供失平衡状态。

技术特征：

1.一种滚动轴承润滑状态调控方法，具体工艺过程为：对滚动轴承运行润滑状态进行实时监控，依据监控结果和润滑失效模式，实时补充润滑剂，其特征在于，补充时，交替供给润滑脂和润滑油，修复润滑过程中消耗的润滑沉积膜和润滑油。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承润滑状态调控方法，其特征在于，根据监控结果，能够估算滚动轴承的使用寿命。

3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承润滑状态调控方法，其特征在于，基于润滑交替供给控制装置实施，润滑交替供给控制装置的主体结构包括分别与轴承试验机连接的润滑脂供给单元、润滑油供给单元和传感器单元，以及控制润滑脂供给单元、润滑油供给单元和传感器单元的集中处理单元。

4.根据权利要求3所述的滚动轴承润滑状态调控方法，其特征在于，实施时，将润滑交替供给控制装置与球-盘点接触试验机相匹配，在传感器单元检测到出现脂润滑乏油阶段后，根据接触油膜厚度测量仪提供的供油供脂参数，补充润滑油和润滑脂，润滑脂在接触副产生的剪切应力的作用下，稠化剂颗粒黏附于轨道修复沉积膜上，补充润滑油进行持续润滑，改善脂润滑状态。

5.根据权利要求3所述的滚动轴承润滑状态调控方法，其特征在于，润滑脂供给单元的主体结构包括供脂管路上设置的供脂端电机、供脂端柱塞泵、润滑脂存储箱和供脂端转向阀，润滑油供给单元的主体结构包括供油管路上设置的供油端电机、供油端柱塞泵、润滑油存储箱和供油端转向阀，传感器单元的主体结构包括与控制器连接的传感器组，传感器组包括但不限于振动传感器、温度传感器、扭矩传感器和噪音传感器，润滑脂供给单元、润滑油供给单元和传感器单元分别与控制中心连接，并由其统一控制。

6.根据权利要求5所述的滚动轴承润滑状态调控方法，其特征在于，控制中心整合以往的测试数据形成数据库，判断润滑状态，预测滚动轴承的使用寿命，当监测到轴承的传感器组发生异常信号时，监测信号经控制器传输至控制中心，与数据库中的异常数据进行比对，分析出现异常的原因，控制供脂端电机或供油端电机带动供脂端柱塞泵或供油端柱塞泵将润滑脂储存箱或润滑油储存箱中的润滑脂或润滑油经过单向控制阀和供脂端转向阀或供油端转向阀注入轴承内，实时观察异常数据的变化情况，对轴承的运转状态进行实时监控与正负反馈调节。

7.根据权利要求1或2所述的滚动轴承润滑状态调控方法，其特征在于，应用于油脂的输运领域：

技术总结
本发明属于滚动轴承润滑调控技术领域，尤其涉及一种滚动轴承润滑状态调控方法，对滚动轴承运行过程中出现的噪音、振动、温升、扭矩等润滑状态进行实时监控，依据监控结果和润滑失效模式，实时补充润滑剂，补充时，交替供给润滑脂和润滑油，以修复润滑过程中消耗的润滑沉积膜和润滑油，使滚动轴承长期处于有效的润滑状态，避免非正常停机，同时，根据监控结果，能够有效估算滚动轴承的使用寿命；鉴于润滑脂的成膜机理与演化衰退过程分析，提出采用润滑脂和润滑油交替供给的润滑方式进行集中润滑，操作过程简单，原理科学可靠，经过验证表明可使润滑剂在轨道内部的长期处于供失平衡状态。

技术研发人员：栗心明,金旭阳,李晋杰,田野,白清华
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25