李 慶

(成都飛機工業(yè)(集團)有限公司數(shù)控加工廠，四川成都 610091)

開放式潤滑是指潤滑油不通過回收直接排放的一種潤滑方式。設(shè)備的潤滑工作是設(shè)備維護工作中極其重要的組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。及時、正確、合理地潤滑設(shè)備，才能有效減小摩擦阻力，降低零部件的磨損量，延長設(shè)備的精度壽命，從而確保設(shè)備安全、可靠、高效運轉(zhuǎn)［1］。潤滑系統(tǒng)是向機械設(shè)備或設(shè)備組的摩擦點供送潤滑劑的系統(tǒng)，包括用以輸送、分配、調(diào)節(jié)、冷卻和凈化潤滑劑以及指示、報警和監(jiān)控潤滑劑壓力、流量和溫度等參數(shù)的整套裝置［2］。

1 現(xiàn)代數(shù)控設(shè)備潤滑系統(tǒng)的現(xiàn)狀

機械潤滑系統(tǒng)中一般的潤滑方式有油壺油杯潤滑、飛濺潤滑、油霧潤滑、集中潤滑和壓力循環(huán)潤滑［3］。本文主要介紹用于導(dǎo)軌潤滑的集中潤滑方式的潤滑系統(tǒng)。

1.1 數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌潤滑系統(tǒng)簡介

數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌潤滑一般采取集中潤滑方式，包含以下幾種部件:

(1)油箱:對潤滑油起儲存、散熱和分離油中含的空氣和雜質(zhì)等作用。油箱內(nèi)壁不可用普通的油漆，防止被溶化后污染潤滑油，還可涂耐油涂料。

(2)油泵:一般的有齒輪泵、螺桿泵.滑片泵、柱塞泵和離心泵等，要按潤滑系統(tǒng)所需的壓力、流量、潤滑油的性質(zhì)和工作溫度的變化因素選擇。

(3)油管:分吸油管、送油管和回油管等，各個油管的使用要求各有不同，分別按照潤滑油的流量和流速大小確定油管尺寸。

(4)過濾裝置:過濾器有多種材料制成，如棉布、毛氈、金屬網(wǎng)、帶孔金屬薄片、粉末冶金材料或紙質(zhì)的過濾芯等制成。過濾的粗、中、精等級按這些材料構(gòu)成的網(wǎng)孔大小區(qū)別。同時，還有永磁式過濾器，它利用永久磁鐵吸附鐵屑，并用一些凝膠物質(zhì)起過濾作用。

(5)控制和報警裝置:為保證系統(tǒng)的正常工作，要配置恰當(dāng)?shù)目刂坪椭甘狙b置，有時還要加裝自動報警裝置。

1.2 油耗情況

以一臺三主軸五坐標龍門數(shù)控銑床為例，該機床X向雙導(dǎo)軌長度為27 000 mm，Y向?qū)к夐L度為7 000 mm，Z向雙導(dǎo)軌長度為4 000 mm，A/B軸采用齒輪傳動，均采用開放式定時潤滑。該機床使用的潤滑油為殼牌S2M68，每月使用量為32 L，以每升44元計算，約計每月潤滑油損耗價值為1 300元。

另外一臺五坐標臥式加工中心X向?qū)к夐L3 500 mm，Y向?qū)к夐L2 500 mm，Z向?qū)к夐L650 mm，A/C軸采用齒輪傳動，均采用開放式定時潤滑，該機床使用潤滑油牌號為美孚威達NO3，每月用油12 L，每升25元，約計每月該機床潤滑油損耗價值為300元。

1.3 廢油泄漏及污染分析

在液壓和潤滑系統(tǒng)中對于油液清潔度的要求是至關(guān)重要的，實踐證明［4］，在一個系統(tǒng)中如果能正確地選擇和布置污染控制裝置以實現(xiàn)目標清潔度，可以消除80%的液壓系統(tǒng)失效的根源。油潤滑的主要形式為邊界潤滑，摩擦表面形成了邊界膜，即形成了鋼一邊界膜一鋼潤滑系統(tǒng)［5］，減少了鋼與鋼之間的直接接觸，其摩擦因數(shù)較小。

廢潤滑油中含有的各種雜質(zhì)和變質(zhì)產(chǎn)物尤其是金屬磨屑、塵土、剝落物等粒徑較大的固體顆粒對潤滑膜造成了破壞，廢油的排放需要經(jīng)過專業(yè)回收，如果排放到地面或冷卻液中，會導(dǎo)致更大的機床損害。

2 一種可循環(huán)使用的潤滑系統(tǒng)設(shè)計

由于數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌潤滑無回收系統(tǒng)，潤滑的油流入冷卻液中，或滲入地下，以及電氣開關(guān)處，導(dǎo)致諸多污染及設(shè)備故障。設(shè)計一種可循環(huán)使用的潤滑系統(tǒng)有利于減少設(shè)備故障，減少污染及節(jié)約成本等。

2.1 潤滑系統(tǒng)設(shè)計

通過對開放式潤滑系統(tǒng)的導(dǎo)軌加裝接油盤，對導(dǎo)軌上的潤滑油進行回收，如圖1所示，然后進行多次過濾處理后將其抽回導(dǎo)軌潤滑油箱中，從而達到廢棄潤滑油循環(huán)使用的目的。

廢棄潤滑油從導(dǎo)軌上滴入接油盤(如圖1、2)中收集起來，經(jīng)過濾網(wǎng)初級過濾，潤滑油中殘存的大顆粒雜質(zhì)被去除之后流入回收油箱，然后通過一個油泵將該箱中的油液抽往潤滑油箱，該油泵電動機選型為交流110 V、泵出口流量180 cm3/min、出口壓力為1.1～1.4 MPa，在泵入口端采用一個過濾精度為90 μm的過濾器對回收油箱中的潤滑油進行二次過濾，在管路出口端則用了一個過濾精度為25 μm的過濾器進行三次過濾。壓力檢測開關(guān)調(diào)定檢測壓力為1.6 MPa，防止因三級過濾器堵塞引起管路中油壓變大。

整套系統(tǒng)采用銅管連接。由于濾網(wǎng)過濾精度不高，只能濾掉油液中較大顆粒的雜質(zhì)，使得接油盤流入回收油箱的潤滑油中雜質(zhì)較多，為了確保管路不會被雜質(zhì)堆積堵塞，故接油盤與回收油箱間采用管徑為φ16 mm油管，其余管路管徑為φ8 mm。閥門為手動開關(guān)，防止回收油箱的油因液位過高而溢出。

2.2 電氣系統(tǒng)設(shè)計

為了實現(xiàn)該機構(gòu)的自動控制，需要進行電氣邏輯上的相關(guān)設(shè)計，液位檢測開關(guān)、壓力檢測開關(guān)這些元器件則作為數(shù)字信號采集的工具，設(shè)定其檢測信號如圖3所示。圖中SL1、SL2、SL3表示液位檢測開關(guān)，其中SL1為常閉觸點，SL2、SL3為常開觸點，SP1表示壓力檢測開關(guān)，為常開觸點，I45.0為回收油箱低液位信號檢測，I45.1為回收油箱高液位信號檢測，I45.2為潤滑油箱的高液位檢測，I45.3為管路壓力信號檢測，這4個檢測信號均為輸入信號，回收油箱中電動機的輸出點為Q50.0。

當(dāng)回收油箱中液位不在低液位且潤滑油箱中油位不在高液位時，回抽油泵電動機正常工作，如圖4。

當(dāng)回收油箱中液位處于低液位或潤滑油箱中油位處于高液位時，回抽油泵電動機停止工作，如圖5。

當(dāng)回收油箱與潤滑油箱液位都在高液位時，回抽油泵電動機停止工作，并產(chǎn)生報警，提示需要手動清理回收油箱中的潤滑油，如圖6。

當(dāng)三級過濾器堵塞時，壓力檢測開關(guān)檢測到管路內(nèi)油壓過高，會產(chǎn)生報警，提示需要清潔該過濾器，同時油泵電動機停止工作，如圖7。

3 可循環(huán)式潤滑系統(tǒng)的使用

以一臺三主軸龍門數(shù)控銑床為例，該機床每月使用導(dǎo)軌潤滑油量為16 L，安裝回收油裝置后，可以節(jié)約1/5的油量。其次，在日常使用中，過量的潤滑油溢出，會流入冷卻液中，導(dǎo)致冷卻液變質(zhì)，深度的冷卻液變質(zhì)可能腐蝕零件。另外潤滑油流到機床表面或地面，會導(dǎo)致地面污染，也可能導(dǎo)致人員行走時滑倒，回收系統(tǒng)減少污染帶來的零件腐蝕及安全事故。其次潤滑油流入機床電氣檢測開關(guān)處，與空氣灰塵形成油泥，容易導(dǎo)致機床報警或故障，回收系統(tǒng)也能有效地減小由于該類事故引起的設(shè)備故障。該機構(gòu)容易維護，只需定期對濾網(wǎng)和二級過濾器進行清洗/更換，三級過濾器的清潔可根據(jù)機床產(chǎn)生的報警提示來按要求進行完成，拆卸/安裝方便。

4 結(jié)語

該潤滑機構(gòu)設(shè)計簡單、實用，能達到節(jié)約潤滑油的目的，通過回收的潤滑油能夠達到機床導(dǎo)軌潤滑使用要求，可以降低設(shè)備故障，減少冷卻液變質(zhì)，防止地面污染等作用。

［1］楊繼生.淺談企業(yè)機械加工設(shè)備的潤滑及維修管理［J］.機械管理開發(fā)，2012(2).

［2］王成勇，楊惠君.與機械要求相匹配的潤滑系統(tǒng)設(shè)計［J］.潤滑與密封，2006(2).

［3］宋如弟.機械設(shè)備潤滑系統(tǒng)與密封應(yīng)注意的問題［J］.中國科技博覽，2012(8).

［4］邱裕.工業(yè)液壓潤滑系統(tǒng)的污染根源與控制［J］.液壓與氣動，2006(10).

［5］陳江，徐濱士，王曉麗，等.廢潤滑油/再生潤滑油的摩擦學(xué)性能［J］.潤滑與密封，2012(1).