三種起重機常用潤滑系統介紹

摘要：起重機是修造船企業生產所離不開的重要設備，其在使用中的安全性、故障率及工作效率直接關系到企業的生產能力與經濟效益。設備潤滑狀態的好壞又直接關系到起重機的安全狀態、故障率及使用壽命，是起重機日常保養工作中的重要一環。闡述3種起重機常用的潤滑系統工作原理，并對3種潤滑系統的特點進行比較分析。

關鍵詞：潤滑系統；起重機維護；單線；雙線；智能

1" "起重機潤滑系統分類

潤滑是保障起重機整機安全的重要一環，潤滑狀況的好壞與起重機的故障率直接相關，起重機各機構的工作性能和使用壽命很大程度上取決于其潤滑狀況。起重機使用的潤滑系統根據潤滑方式的不同主要分為兩大類：一類是人工分散潤滑，另一類是電動集中潤滑。電動集中潤滑控制系統又可細分為單線集中潤滑、雙線集中潤滑、智能潤滑系統三類。

2" "人工分散式潤滑系統

人工分散式潤滑系統即人工手持加油設備對潤滑點進行潤滑，具有攜帶方便、作業靈活的優點，可適用絕大多數場所的設備潤滑，但由于其技術落后，已逐步被市場所淘汰。其缺點如下：

2.1" " 安全性差

起重機機構多、種類雜、潤滑點多（整機潤滑點一般為200～300個）且分散，最高區域距地面可達百米，人工手動加油需持設備于高處作業，常伴有人員或工具從高處墜落等嚴重的安全隱患。

2.2" " 潤滑質量差

人工手動加油無法保證壓力恒定，易使各油點潤滑不均勻，影響潤滑質量。

2.3" " 環境污染及浪費

人工手動加油，潤滑油利用率不足50%，加上壓力不恒定，導致大半潤滑油積在潤滑點表層或外部，設備一運轉就會被擠出，不能做到有效潤滑，且排出的潤滑油散落現場，導致環境污染及浪費。

2.4" " 停機對生產影響大

起重機正常運轉的過程中是無法進行潤滑操作的，只能停機后進行。如果按照常規的3個月進行一次系統潤滑保養、每次保養需2個人工、停機至少3天計算，一年便造成停機12天，占用8個人工。

3" "單線集中潤滑系統

3.1" " 單線集中潤滑系統工作原理

單線集中式潤滑系統通常由泵單元、分配器、管路組件以及電氣監控系統組成。系統工作時，潤滑脂通過動力源潤滑泵的泵送，經過一條主供油管路輸送到“單線給油分配器”。位于管路上的各級“單線給油分配器”，可將輸入的潤滑脂以一定配比分成若干份，經過主分配器和各級次分配器的精確分油，潤滑脂最終以一定量傳送至各個潤滑點。同時，位于主分配器柱塞上的傳感器會向主控端傳回脈沖信號，依此來判斷系統是否處于正常工作狀態。典型單線集中潤滑系統組成如圖1所示。

“單線給油分配器”是單線集中式潤滑系統的重要組成單元，依據出油口數、工作壓力、每個出油口油量配比等參數的不同分成多種型號。一個“單線給油分配器”的出油口數通常為6～12個（最少為6個，否則不能順序動作，目前最多為16個）。例如，6出油口的“單線給油分配器”工作時，泵站輸送來的高壓潤滑脂進入分配器內部，內部活塞在潤滑脂壓力作用下按一定順序動作，依次接通1～6號出油口，潤滑脂按照既定配比流出。當6號出油口出油完成后，分配器會再次接通1號出油口，開始下一個出油周期。

實際工況下，潤滑系統往往需要解決幾十、上百個潤滑點的供油問題。為了實現更多點的潤滑，單線集中潤滑系統的解決方法，是將主分配器（父分配器）的出油口再接上若干二級分配器（子分配器），如果數量仍然不夠，就在子分配器的出油口再接三級分配器（孫分配器），直到能夠滿足所有潤滑點的潤滑為止。

“單線給油分配器”的最大特點是，分配器的某個出口出油后，它的下個出口才能出油。由于分配器的整個出油過程是依次的、遞進的，所以單線集中式潤滑系統是一種遞進式潤滑系統。單線式集中潤滑系統通過“父分配器”將輸脂管道輸送來的潤滑脂按一定比例定量分配給各個“子分配器”，最終分配給各潤滑點，因此在分配器工作過程中，如果有一個潤滑節點存在堵塞情況，就會導致其后續節點都無法獲得正常供油，最終造成整個系統故障。

3.2" 單線集中潤滑系統特點

單線集中潤滑系統特點如下：各循環可定量提供潤滑脂給各潤滑點。每點注油量一旦安裝完畢即被確定，注油量修改十分麻煩。若為一個潤滑點增加注油量，則其他潤滑點也會按同樣比例注入更多的潤滑油。系統中某潤滑點堵塞會造成整個系統故障，一旦發生故障可能會使系統潤滑終止，導致被潤滑設備出現潤滑不良情況。其優點是系統發生故障時工作人員可以立即發現，缺點是無法確定故障位置，需要工作人員依次排查，較費時費力。不方便添加新潤滑點，需要對分配器進行調整或在原設備上重新組合，所以系統的擴展性比較差。

4" "雙線集中潤滑系統

4.1" " 雙線集中潤滑系統工作原理

雙線集中潤滑系統[1]主要由6個組成部分，分別是油泵、換向閥、分配器、末端壓力開關、管路組件和電氣控制系統。其中，油泵作為動力源將潤滑油從貯油罐泵入供油管路中；換向閥用于切換兩條供油管路；分配器分配油量，為每個潤滑點提供定量的油脂；末端壓力開關屬于檢測元件，用于監控系統工作壓力；電氣控制系統負責執行控制程序和報警。典型雙線集中潤滑系統組成如圖2所示。

雙線集中潤滑系統工作分為上半周期和下半周期。系統處于上半周期時，泵對主管路1加壓，而主管路2處于卸壓狀態，潤滑油脂由主管路1輸送至各分配器，再通過分配器依次分配給每個潤滑點定量的潤滑劑。當主管路1上的所有分配器完成出油動作后，主管路1處于堵死狀態，管路中壓力上升。當壓力達到壓力開關設定的觸發壓力后控制系統發出信號，泵停轉，換向閥動作。

系統處于下半周期時，泵啟動并對主管路2加壓。此時主管路1處于卸壓狀態，潤滑油脂由主管路2輸送至各分配器，再通過分配器依次分配給每個潤滑點定量的潤滑劑。直到主管路2上的所有分配器完成出油動作后，管路中壓力上升達到設定值，再次觸發換向閥動作，系統卸壓并進入暫停時間，等待下一個工作周期。如果系統選用的是純機械式換向閥，則管路不需要配置壓力開關，通過調節機械式換向閥自帶的彈簧預緊柱塞來設置換向的觸發壓力。

4.2" " 雙線集中潤滑系統特點

每個潤滑點油量方便可調，且潤滑點之間相互獨立，一處潤滑點故障不會使整個系統停止運行，系統不易崩潰。含有兩條主管路，意味著該系統需要更多的管路、接頭和動密封點，會導致系統穩定性下降，易發生漏油等故障。系統工作壓力高，潤滑點數量大，且適合長距離傳輸。但壓力開關置于每條供油管路末端，容易導致油泵近端的分配器承受高壓而位于壓力開關處遠端的分配器壓力不足。

該潤滑系統內有兩條管路交替輸油，在換向閥工作時，油泵停轉，原工作管路泄壓，由此導致功率浪費。油泵再次啟動后，新工作管路遠端的分配器又會因為阻力大而升壓緩慢，增加油泵負擔，浪費能源。檢查每個分配器的供油狀態、對分配器給油量進行調節需要工作人員到達分配器處進行，比較費時費力，不夠方便。

處于同一條供油管路上的各個潤滑點只能設置相同的供油間隔。而大型設備的潤滑點多而復雜，各個潤滑點的供油時刻往往不同步，因此該系統可能較難勝任一些大型復雜設備的潤滑工作。在高溫、粉塵大、振動大的惡劣工況下，電氣控制系統可能產生接觸不良問題，導致系統故障，系統可靠性較弱。

5" "智能潤滑系統

5.1" " 智能潤滑系統原理

智能潤滑系統是目前市面上一款較為前沿的技術產品，其主要由主控端、供油系統、執行機構、檢測裝置和監控系統組成。其中，主控端采用PLC控制器；供油系統中使用高壓油泵作為動力源，經過各管路將潤滑油脂運送到潤滑點；執行機構采用電磁閥控制供油油量和壓力，且每個潤滑點相互獨立；每個潤滑點的實時供油狀態采用新型傳感技術進行檢測，傳感器通過向主控端發送脈沖信號反饋現場信息；監控系統實現遠程監控，發現故障后及時報警，方便設備維修和維護。

智能潤滑系統的工作模式高效、可靠。系統工作狀態下，如果某個潤滑點需要潤滑，則該點的電磁閥接通與之對應的供油管路使該點得到潤滑。如果同時有多個潤滑點需要潤滑，則對應的電磁閥依次打開為每個潤滑點供油。如果沒有潤滑點需要潤滑，則電磁閥處于常閉狀態。該系統被設置成每次只打開一個電磁閥，因此若想調節某個潤滑點的加脂量，只需通過工作人員在電控柜的面板上調整對應電磁閥的接通時間即可，由此提高了效率并改善了工作人員的工作環境。

智能潤滑系統使用高靈敏度的容積式流量傳感器作為檢測部件。該部件設置在油泵的輸出端口，當輸出端的管路中有流體經過時，傳感器會開始工作，并根據設置值每隔一定流量向主控端發送一次脈沖信號。脈沖信號被PLC接受，PLC會根據累計接受脈沖信號的次數計算出該點潤滑劑的流量。

智能潤滑系統中的電磁閥依靠其前端安裝的流量開關檢測是否有流量，進而執行打開或閉合的動作。當系統要潤滑某個堵塞的潤滑點時，該點電磁閥打開，PLC會檢測到這種異常情況并發送該潤滑點的故障警報?？梢娫跈z測故障和維修維護方面，智能潤滑系統兼具故障反饋迅速和故障排查便捷的優點。此外，系統還能檢測出油泵油位低、供油管路流量過低或過高以及供電異常等故障，并可及時發送警報。

智能潤滑系統最顯著的特點是可以遠程、便捷、個性化地調節系統的多種參數，提高了潤滑系統的自動化水平。例如，潤滑系統中某一個潤滑點的單次給油量，可通過與之對應的電磁閥的打開時間進行調控，而該潤滑點的潤滑周期等于電磁閥兩次開啟的間隔時間。電磁閥的打開時間與兩次開啟的間隔時間，都可以在主控制端通過鍵盤輸入和更改，且各個潤滑點的控制相互獨立、按需給油，供油周期互不干涉。另外，由于PLC對整個系統的控制功能是通過軟件來實現的，因此智能潤滑系統還具備后期升級、并入工廠計算機監控網的功能。

5.2" " 智能潤滑系統特點

該系統結構簡單可靠、輸油管線清晰可靠、輸油阻力小、各潤滑點互不關聯并且獨立受控、易于添加新的潤滑點。若某一個潤滑點發生堵塞或其他故障，其余潤滑點仍能得到正常供油而不受影響。系統中每個電磁閥都有對應的流量開關，系統可及時檢測出堵塞的潤滑點并發出故障報警，精準定位故障點，方便工作人員維修。

系統通過可編程邏輯控制器實現整體控制，可在主控制端通過鍵盤輸入和更改每個潤滑點的給油量和潤滑周期，做到多種系統參數的遠程調節和檢測。PLC對整個系統的控制功能通過軟件實現，后期可以通過接口升級或并入工廠計算機安全監控網。

系統中不含動密封點，從源頭上解決了潤滑劑泄漏的問題。當檢修后需要對潤滑點大量給油時，系統可以打開特定的電磁閥使其對應的潤滑點得到連續供油。在PLC的控制下，系統各潤滑點按需給油，互不干涉，大幅度節省了潤滑油的用量，油泵的使用壽命也隨之延長。

6" "三種潤滑系統比較

單線集中潤滑系統是一種遞進式潤滑系統，在分配器工作過程中如果有一個潤滑節點存在堵塞情況，就會導致它的后續節點都無法獲得正常供油，最終造成整個系統的故障，且故障不易排查。在實際生產中，每個潤滑點所處的工況及使用的潤滑劑種類有所不同，因此每個潤滑點的單次給油量和潤滑周期也會隨之變化。分配器的分配比例是預先設計好的，不易更改，所以當調整某潤滑點的給油量時，其他點的給油量也會成比例地變化，由此加大了潤滑難度。

雙線集中潤滑系統相比于單線潤滑系統增加了一條主供油管路，系統的一個工作周期內兩條管路交替工作一次。該系統的缺點是處于同一條供油管路上的各個潤滑點，只能設置相同的供油間隔，無法做到按需調整各點的潤滑周期和給油量。起重機的機構數量大、種類雜、潤滑點多，各機構的工作級別不同，潤滑周期也不相同，為了協調各點不同的周期，往往需要配置多套系統聯動，從而增加了成本及耗能。

相對以上兩種潤滑系統，智能潤滑系統每點的給油量和潤滑周期能夠單獨調整，潤滑周期一般可以設置為15min至20天不等，能夠滿足多級別、多種類潤滑點的潤滑要求，同時具備流量監控和故障報警等功能，給設備操作、點檢及維修工作帶來了很大方便。

參考文獻

[1] 宋曉華，劉峻，馮幸毅.雙線集中潤滑系統結構組成與潤滑工作原理[J].工程機械與維修，2019（3）：87-88．