油脂集中润滑系统的原理与维修
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１４０收稿日期：２０１１－０６－１５作者简介：杨光敏（１９８７－），男，主要研究方向为数控维修与机电一体化。
＊基金项目：国家科技重大专项项目“国产高档数控机床在典型飞机结构件加工中的示范应用”（２０１０ＺＸ０４０５－０１１）油脂集中润滑系统的原理与维修＊杨光敏（中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司 成都，６１００９２）摘 要：阐述加压式油脂集中润滑系统的特点与原理，总结某类高速桥式铣床导轨润滑系统的维修方法，并改进润滑系统与相关的ＰＬＣ控制程序。
关键词：集中润滑；定量式计量件；调压阀；ＰＬＣAbstract: Described the features and principles of centralized grease lubrication. Summarized the maintenance methods guide of the centralized grease lubrication system for B3 3090D and B5 2580D, and improved lubrication system and correlative program of PLC.Key words: Centralized grease lubrication ; Measurement gauge ; Overflow valve;PLC中图分类号：ＴＨ７１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９２２７（２０１１）０５－０１４０－０３０ 前 言数控机床是数控加工厂生产的主要要素之一，要持续、全面、均衡地完成生产计划，机床必须经常处于良好的技术状态。
就大多数数控机床而言，欲延长其使用寿命，其中润滑是非常重要的一个环节。
良好的润滑对于保障机床的加工精度，降低机床的故障率，延长机床的使用寿命等，都有着重要意义。
Ｂ３ ３０９０Ｄ（桥式单主轴三坐标数控龙门铣床）与Ｂ５ ２５８０Ｄ（桥式单主轴五坐标数控龙门铣床）机床均使用加压式油脂集中润滑系统进行导轨与丝杠的润滑，该系统适用于润滑点数多、管路远、给油剂量要求准确、间歇润滑的数控机床。
Ｂ３ ３０９０Ｄ与Ｂ５ ２５８０Ｄ在日常使用中多次出现润滑压力低报警，经过多次维修实践，我们总结出了一套行之有效的维修方法，并根据系统工作原理实施了改进措施，包括调整调压阀与修改ＰＬＣ程序，大大降低了故障发生率。
１ 集中润滑系统的组成与工作原理润滑系统由卸压式电动柱塞泵，加压式油脂定量计量件，压力表及相关管接件等部件组成。
润滑系统设置压力开关，系统在设定的运行时间内（由ＰＬＣ控制）采集压力开关动作信号，以监测润滑系统油泵断流，失压。
根据各润滑点的实际需油量分别选择相应的计量件向润滑点供送油剂实现定量润滑。
计量件与联接体安装自由方便、联接体可任意并联或串联组合使用［１－４］。
１．１ 润滑泵如图１所示，该泵是由微型电机通过齿轮减速机构，驱动柱塞往复运动，实现吸、排油的过程。
其中调压阀的作用是控制润滑泵的工作压力，保护其工作安全。
电磁卸压阀与润滑泵同步工作，润滑泵启动给油时，电磁卸压阀关闭润滑泵中回油孔；润滑泵停止工作时，电磁卸压阀开启回油孔，缩短系统卸压时间，提高工作效率。
图１ 润滑泵原理图１．２ 加压定量式计量件加压定量式计量件是润滑系统实现定量润滑的关键部件，其排油量精确，在一次供油周期内计量件只排油一次，并且在润滑系统中相互间距离的远、近、高、低均对计量件的排量无影响，具有强制排油，动作灵敏的特点，并采用两道密封以防止排出的油脂逆流［１］。
计量件与联接体为分体结构，根据各润滑点的需油量，可任意选择相应容量的计量件。
图２为计量件的结构简图。
图２ 加压定量式计量件油脂集中润滑系统的原理与维修 杨光敏《自动化与仪器仪表》２０１１年第５期（总第１５７期）１４１加压式定量计量件的动作原理如下：（１）从润滑泵中送出来的润滑脂，进入计量件，推动计量件内的伞形阀向上移动。
（２）当伞形阀将芯杆中心孔封住后，润滑脂克服计量件内的弹簧力逐渐推动活塞上升，同时将原先储存于上腔的润滑脂逐渐向外排出。
（３）润滑脂逐渐将活塞推至上腔终点，此时原先储存于上腔的润滑脂也全部排出，系统压力上升，逐渐达到额定工作压力。
（４）润滑泵停止供油时，其卸压阀自行开启，使主油管内压力油通过卸压阀回油，此时系统压力下降，计量件内设的活塞在弹簧力的作用下开始回复，当伞形阀回复封住计量件进油口时，活塞把储存在下腔的润滑脂通过芯杆小孔压送到上腔，同时进行计量，即下次的供油也准备完毕。
１．３ 系统工作原理图３ Ｂ３ ３０９０Ｄ润滑系统图４ 润滑系统工作流程图图３为Ｂ３ ３０９０Ｄ机床导轨润滑原理图，该系统工作原理为：壁挂式油脂润滑泵给系统供油，系统供油压力由调压阀调到８０ｂａｒ，润滑周期由ＰＬＣ控制，实现自动定时定量供油，分别对Ｘ，Ｙ，Ｚ导轨滑块及丝杠轴承、减速轴承、丝杠底座等分四路共４３处加润滑油脂，机床开机自动运行后，系统检测四个集中润滑点处的压力值，如果为零，则正常，否则报警说明管路有堵塞。
正常工作时，当导轨累计运行时间达到ＰＬＣ设定值后，ＰＬＣ给出输出信号，润滑开始，流程图如图４所示。
润滑过程中，当所有润滑支路的润滑压力达到压力传感器设定值后，再继续供油一定时间（由ＰＬＣ设定）才停止润滑泵工作，以保证充分润滑。
各个润滑管路有压力报警装置，检测压力是否正常，当润滑点处压力不足时，机床将自动报警并停机。
２ 集中润滑系统的维修在Ｂ３ ３０９０Ｄ与Ｂ５ ２５８０Ｄ机床日常运行中，经常出现“７００３４０导轨润滑管路压力不足”报警，经过多次维修后发现，引起该报警的常见原因为定量式计量件损坏，在油泵供油时发生泄漏。
分析系统工作原理后可知，润滑系统每次循环均是将计量件上次储存于上腔的油剂排出，油泵供油进入计量件下腔。
一旦计量件损坏发生泄漏，就会在系统供油时直接排油，导致油路压力下降，在设定时间内ＰＬＣ未接收到压力正常信号则报警。
出现报警后，一般可按如下步骤进行诊断与维修：（１）按住机床面板上的手动润滑键，启动润滑泵，同时观察润滑泵工作是否正常，压力表读数能否在１ｍｉｎ中内上升到８ＭＰａ，若压力可以建立，则为偶发性故障，若压力不能建立，则继续检查；（２）检查润滑泵，拧下压力表三通出油口接头，采用螺塞堵住出油口，手动启动油泵排油，若无压力或压力过低，则调整调压阀，若压力表显示约为８ＭＰａ，则油泵供油正常，继续排查管路；（３）由于Ｂ３ ３０９０Ｄ与Ｂ５ ２５８０Ｄ均有４～５个润滑支路，所以在检查油路时需要找到位于横梁上的分油器，依次取下出油口接头，使用螺塞堵住出油口，若堵住某个出油口后系统压力可以建立，则说明此出油口所接支路有泄漏。
（４）找到发生泄漏支路上的定量式计量件，取下计量件排油管，再启动润滑泵供油，即可观察计量件是否未经计量直接排油，更换已损坏的定量式计量件即可排除故障。
３ 润滑系统的调整与改进Ｂ３ ３０９０Ｄ与Ｂ５ ２５８０Ｄ自交付以来，润滑系统的计量件频繁损坏。
由于计量件一般位于防护罩内部，更换不便，维修耗时过长，影响了生产的正常进行，所以有必要对润滑系统进行改进措施，使其更加合理，有效，达到降低故障发生率的目标。
在维修过程中通过观察系统自动供油过程，发现供油时管路压力过高且供油时间过长，故怀疑供油压力过高是计量件频繁损坏的原因，进而查看ＰＬＣ程序，查找到控制润滑周期ＰＬＣ程序段位于ＦＣ４４模块中（图５），然后使用“ＰＬＣ”菜单下的“监视／修改变量”功能，观察到功能块中的“Ｓ５Ｔ＃３０Ｓ—ＩＮ５”为ＰＬＣ收到压力开关检测信号（即系统１４２压力达到８ＭＰａ）后再继续供油的时间，查阅资料后发现系统压力上升到８ＭＰａ后只需５～１０秒即可完成给油，显然机床ＰＬＣ设定的３０秒给油时间不合理，与Ｂ３ ３０９０Ｄ生产厂家的相关技术人员交流后，进行如下的改进：３．１ 修改ＰＬＣ程序将图５所示程序段中“Ｓ５Ｔ＃３０Ｓ—ＩＮ５”改为“Ｓ５Ｔ＃５Ｓ—ＩＮ５”，减少了压力达到８ＭＰａ后的油泵工作给油时间，避免了打油时间过长引起的计量件损坏与泄漏。
图５ 控制润滑的ＰＬＣ程序段３．２ 调整调压阀润滑泵调压阀的作用是控制工作压力，保护其工作安全。
在实际使用中我们发现当油管压力超过８ＭＰａ时调压阀没有起到保护作用，油路中压力持续升高，当压力超过计量件所能承受的最大压力时就会损坏计量件。
经检查，Ｂ３ ３０９０Ｄ＃１、＃２与Ｂ５ ２５８０Ｄ＃１、＃２四台机床的润滑泵出厂时均未按要求调整调压阀至８ＭＰａ，未起到应有的保护作用。
我们按系统设计要求将调压阀调整至８ＭＰａ后，有效地保护了润滑系统，至今未出现计量件损坏的情况。
实施以上措施进行润滑系统改进后，收到了良好的成效，之前频繁出现的“７００３４０导轨润滑管路压力不足”报警不再出现，并且润滑脂使用时间明显增加，大大减少了因为润滑故障而引起的机床停工。
４ 结 语良好的润滑系统对于提高数控机床使用寿命，降低维修费用有重要意义［４］。
而调压阀设置是否正确，ＰＬＣ控制程序是否合理是润滑系统能否正常有效工作的关键。
只有根据实际情况进行合理设置才能保证润滑装置的正常工作及对润滑点的充分润滑，进而确保数控机床可靠、稳定和高速的运行。
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图１是本算法在获取第一条规则过程时种群中个体最大适应度值的变化曲线，由于得到适应度值大于阈值的个体后，将训练样本集中的满足该规则的样本抽出后，在剩下的样本集中进行遗传操作与初始状态相似，因此由该图可知：能够找到该训练样本集的规则集合。
阈值的设置使训练样本集中的训练样本随着算法的执行逐渐减少，从而减少了算法在迭代过程中对训练样本集中样本的重复扫描次数，提高了算法的计算效率，加快了算法的收敛。
５ 结 论本文提出了一种基于改进遗传算法的本体概念学习方法，该算法通过改进传统遗传算法中的遗传算子及约减训练样本的方法最终得到一组能够很好覆盖训练样本的规则集合。
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