紡織設備遠程控制智能潤滑系統開發研究

侯繼超，高 飛

（1.魯泰紡織股份有限公司，山東淄博 255100；2.中國核工業電機運行技術開發有限公司，北京 100043）

0 引言

紡織企業污水站風機設備在生產運行中，潤滑加油重要工作內容，風機加油保全人員每3 天加油一次，加油量未按DN（滑動線速度極限）值的要求填充，造成風機溫度升高，電能浪費，效率降低，并產生軸承損壞故障造成停臺。

1 研發背景

（1）通常情況下，潤滑不到位是機械設備故障的主要原因，合理的潤滑必須對潤滑油脂的品牌和型號進行科學的選擇，以及潤滑油脂量的控制等有較高的要求。

（2）公司污水站風機房供應東區1 站和3 站風量用于污水曝氣，2017年7月出現風機軸承損壞故障，只能通過空壓機補充風量，如果風機故障嚴重造成曝氣不充分、溶解氧降低、出水不達標，則東區生產線須停產。

（3）現污水站風機潤滑維護由保全人員每3 天加油一次，電氣每3 個月加油一次，潤滑脂的品牌和型號不統一，加油量通過新油擠出舊油來控制，加油量未按DN 值的要求填充，造成風機溫度升高，并產生軸承損壞故障。為使設備得到有效的潤滑，針對此關鍵工序實施風機自動潤滑控制與報警的設計與開發。

2 設計原理

（1）根據潤滑系統設計要求、工況和環境條件，考慮必要的參數，確定潤滑系統方案。幾何參數：最高、最低及最遠潤滑點位置尺寸、潤滑點范圍、摩擦副尺寸等；工況參數：速度、載荷及溫度等；環境條件：溫度、濕度、沙塵、水氣等；運動性質：連續運動、變速運動、間歇運動、擺動等；力能參數：如傳遞功率、系統的流量、壓力等。在此基礎上制定系統方案。

（2）計算各潤滑點所需潤滑油總消耗量。根據初步擬定的潤滑系統方案，計算出經過潤滑后，各摩擦副工作時克服摩擦所消耗的功率和總效率，計算出帶走處于運轉中摩擦副產生的熱量所需的油量，再加上形成潤滑油膜，達到流體潤滑作用所需油量，即為潤滑油的總消耗量。

（3）計算及選擇潤滑泵。根據系統消耗的潤滑油總量，確定潤滑泵的最大流量Q、工作壓力P、潤滑泵的類型和電機。淤確定潤滑泵工作壓力；于確定潤滑泵排量Q；盂潤滑泵的有效功率Ne。

（4）確定定量分配系統。根據各潤滑點的耗油量，確定每個摩擦副上安置幾個潤滑點，選用的潤滑系統類型，然后選擇相應的潤滑泵及定量分配器。其中多線式系統通過多點或多頭式的給油口直接向潤滑點供油。而單線式、雙線式及遞進式潤滑系統則用定量分配器（或稱分油器）供油。

（5）油箱的設計及選擇。

（6）冷卻器和熱油器的設計及選擇。

（7）油管直徑的選擇。

3 技術創新點

3.1 遠程控制智能潤滑系統

根據公司現狀，將整個系統設計成由PLC 報警控制系統、潤滑系統（由主泵、一級分配閥、二級分配閥、管路組成）、回油系統（由回油控制單元、管路組成）三大部分組成。

（1）PLC 報警系統?？梢栽谶h程監控室實時監控整個潤滑系統加油過程，包括潤滑系統的啟動和停止、系統發生故障時可以實時報警、系統運行參數的設定及修改。

（2）潤滑系統。通過主泵設定潤滑周期及潤滑時間后，控制機構及泵單元建立系統壓力（25 MPa）把泵儲油裝置里的潤滑脂通過管路打到分配閥，然后由一級分配閥、二級分配閥分配到各個潤滑點，對設備實時加注潤滑脂，避免設備因長期缺油故障停機，增加維護成本。

（3）回油系統（圖1）。和離心機同步運行，離心機故障時，可以對故障離心機自動中斷潤滑，系統潤滑脂自動回到主系統，可以有效的保護正常離心機的潤滑而互不影響，避免整個離心機車間全部停機，影響生產造成損失。

遠程控制智能潤滑系統是一種遞進式集中潤滑系統，專門為多點設備軸承潤滑而設計。泵設計成可間歇或持續工作，可以按照不同的需要來編輯運行程序。在一些特定的工作環境下，潤滑系統一旦發生問題必須馬上處理。為了及時和直觀的反應潤滑系統出現的問題，專門研發了智能潤滑控制柜，用于解決上述問題。智能潤滑控制柜包括可編程序控制器、觸摸屏等控制元件；觸摸屏上有“系統啟動（系統停止）”“故障復位”“消音”等按鈕，同時可對各項運行參數進行設置。

智能潤滑控制主機根據系統設置條件自動為電機提供潤滑油脂，在儲油罐液位較低時，主機發出低液位信號給智能潤滑控制柜。

一級分配單元、二級分配單元為機械自動執行裝置，分配單元根據油路潤滑油脂的流動情況，自動分配給相關支路分配潤滑油脂。

圖1 回油系統

3.2 根據軸承的DN 值確認加油量并統一品牌。

原軸承通過油槍人工加油，為避免加油量少潤滑不到位導致軸承磨損，加油時為檢驗加油脂量的多少，只能通過新油擠出舊油來確認是否加油，人工每3 天加一次，油脂量變大，軸承溫度升高，阻力增大，電量增加。

應用此系統實現風機軸承每分鐘一級分配器加油量4.6 g，傳送到二級分配器（軸承的外徑、寬、轉速的DN 值參數計算出每個點量），夏天溫度高，加油時間160 s，間隔4 h，冬天溫度低，加油時間120 s，間隔4 h（該設定可隨時在面板更改），實現加油量的定時定量，充分潤滑、降低能耗，省去人工加油。

4 產生的效益

（1）節省95%人工，提高運營效益。集中潤滑系統實現了運行過程中的定時定量、自動潤滑，可節省95%的人工；延長保養間隔時間，減少保養次數；同時良好的潤滑也將減少故障發生及相應的維修費用，增加運營效益。

（3）節省80%潤滑脂成本。每年需油脂3 kg 左右，可節省80%的潤滑脂成本。

（4）效益核算。采用遠程控制智能潤滑系統后加油潤滑時間和維保周期延長一倍，降低勞動量，減少軸承損壞。6317 型SKF軸承10 個，單價623.93 元，6319 型SKF 軸承10 個，單價639.63 元，合計6239.3 元+6396.3 元=12 635.6 元

用電量降低：采用遠程控制智能潤滑系統前后耗電量數據對比見表1。

表1 2017年3-11月與2018年3-11月同期原始數據

每年節約費用合計：軸承12 635.6 元+用電量3—11月節省312 978 度電/912=417 304 度0.75 元=12 635.6+312 978元-投入58 615 元/5年折算=313 890.6 元

紡織設備遠程控制智能潤滑系統的開發應用，實現了人工成本的降低，減少了機械配件的損耗，節省設備電耗，為生產的節能降耗提供了有利的保障。