油脂分油器定量控制及应用分析

姚林晓 吴松 刘润 易楠

（华北水利水电大学，河南郑州 450045）

油脂分油器定量控制及应用分析

姚林晓 吴松 刘润 易楠

（华北水利水电大学，河南郑州 450045）

油脂分油器是实现油脂向润滑点定量供应的装置，能够促进机械润滑的智能化和集中化。基于此，根据油脂分油器的结构及工作原理，分析油脂定量控制方法。根据各类分油器的不同特性，结合润滑点需油量及分布情况，选择合适的油脂输送方式。

油脂分油器；工作原理；定量控制

油脂分油器是安装在油脂供给源与润滑点之间的机械装置，主要作用是完成润滑脂向润滑点的定量供应［1］。其工作的初始动力来源于润滑系统油路中油脂的压力，利用分油器内部活塞的定量运动完成机械润滑。

对油脂分油器的结构和工作原理的研究，有利于实现对各个润滑点供送润滑剂量的精确控制。润滑剂量的控制对机械润滑效果有十分重要的影响。润滑剂对机械部件起润滑抗磨、密封防锈、冷却减震的作用，润滑剂过多或过少都会使运动件产生高温，影响其使用寿命。本文主要研究3种常用油脂分油器的定量控制方法和应用，为此后集中润滑系统的定量控制设计研究积累经验。

1 油脂分油器定量控制方法与特点

1.1 定量加压式分油器

定量加压式分油器有1个进油口和1个出油口，能实现单个润滑点的精确润滑，其工作原理如图1所示。

当润滑系统中油泵开始工作时，油路中油压上升，推动分油器内的伞形阀上移至封住芯杆的中心孔。油路中的油脂进入分油器的下油腔，油脂的压力克服计量件内的弹簧力逐渐推动活塞上升，同时将上一循环储存在上油腔内的油脂逐渐向外排出［2］。当活塞行程为S到达上腔顶点时，排油完毕。当润滑系统中油泵停止工作时，油路中剩余油脂通过卸荷阀回到油箱中，系统压力迅速下降，分油器活塞在弹簧作用下开始回复，伞形阀复位封住分油器进油口，活塞把储存在下油腔内的油脂通过芯杆中心孔压送到上油腔，即完成了下个过程的供油储备。

图1 定量加压式分油器工作原理示意图

在一个工作循环中，定量加压分油器的排油量与上油腔体积变化量V相等。对于同一种型号的分油器，V只与活塞行程S有关：

式（1）中，R1为分油器外壳内径，R2为芯杆外径。对于同一型号的分油器，R1、R2完全相同，活塞行程越大，单次供油越多。定量加压式分油器活塞行程在确定后不能改变，分油器排油量始终一定。

定量加压分油器特点：①属直压动作型，即由润滑泵输送的压力油脂推动计量件内置活塞动作，强制排出定量的油脂；②排油量精确，在一次供油周期内计量件仅排油一次，在润滑系统中相互间距离的远近高低，卧装或立装军队计量间的排量无影响；③强制排油，能有效防止油脂逆流，动作灵敏；④一个润滑系统中链接多个定量加压分油器，当某个润滑点出现供油故障时对系统整体压力影响不大，不便于故障监测。

1.2 递进式分油器

递进式分油器通过柱塞按顺序动作，以递进式逐点向各润滑点供油，其工作原理如图2所示。

图2 递进式分油器工作原理

在每个润滑周期结束后至下个润滑周期开始前，分油器中即储备有油脂。当一个润滑周期开始时，油脂以一定压力进入分油器，首先推动柱塞A向右移动，使柱塞A右侧油脂通过出油口6排出；继续供油，柱塞M、柱塞E依次向右运动，油脂依次通过出油口1和出油口2排出；随后在系统压力下，柱塞A、柱塞M、柱塞E依次向左运动，依次向润滑点3、4、5供油，完成一个润滑周期［3］。

在递进式分油器中，一个出油口的排油量V取决于其连通的活塞运动时的活塞行程S。当活塞端面为直径R的圆时：

由于一个活塞向左和向右运动时行程S不变，所以连接在同一个柱塞左右两端的出油口排油量相等。但同一个递进式分油器中，各个活塞端面直径R和行程S均不相同，保证了连接在同一分油器上的各个润滑点供油量的差异。定量加压式分油器的各个活塞行程在确定后同样无法改变。

递进式分油器特点：①将油脂强制、定量、顺序地输送给各润滑部位；②必须排油畅通，任意堵塞分配器出油口、润滑系统管道、润滑点或润滑点油槽未开设鞋油口，均会导致该系统超负载，分配器全不出油，便于监测；③一个润滑系统中可有多组递进式分油器并联，也可有最多三级分油器串联，根据润滑点的不同需油量制定不同的连接方式。

1.3 双线式分油器

双线分油器适用于双线润滑系统中，有2个进油口和2个出油口，工作原理如图3所示。

图3 双线分油器工作原理

当双线润滑系统中通过3a线路供油时，活塞4a向下运动堵住出油口5，活塞4b在油脂压力下工作，将系统中储存的油脂通过出油口6排出，完成第一阶段供油。

润滑系统切换至3b管道供油时，第二阶段供油开始，分配器2个活塞按第一阶段运动反向工作，并使定量油脂通过出油口5排出，完成一个润滑周期［4］。

在以上2个供油阶段中，出油口的排油均是通过活塞4b运动压送完成的，排油量V与活塞行程S有关，式（2）对双线式分油器同样适用，R为活塞端面直径。与定量加压式分油器和递进式分油器不同的是，双线式分油器中活塞的行程可以通过调节螺丝改变。因此，双线式分油器的排油量可以在一定范围内调节。

双线式分油器特点：①给油量可在规定范围内进行调节，但需在复原状态下进行；②强制供油，给油量定量、准确；③可通过只是干动作监测分配器工作情况；④可方便将偶数给油口合并为奇数给油口出油，得到2倍出油量。

2 油脂分油器应用分析

在实际应用中，分油器的选择除了与润滑点的分布情况相关外，分油器的工作特点和对油脂的定量控制也有较大影响。常用的3种分油器应用情况分别如下。

2.1 定量加压分油器

多适用于润滑点群多，管路距离长，给油量要求准确，间歇润滑的大中型机械设备。例如，机床、商务车、印刷、包装、纺织和农用等机械设备。

2.2 递进式分油器

递进式分油器的工作情况便于监测，因此递进式集中润滑系统广泛适用于油脂量需求准确与强制给油的各类机械设备中。在润滑点群多，管路距离远的设备中，也具有其独特的优势。例如，冶金、店里、港口、矿山、船舶、起重、木工、食品和建筑工程等机械设备。

2.3 双线式集中润滑系统

双线式集中润滑系统中，系统压力通常较高。系统安装后，分配器数量可任意增减，不影响系统的正常工作。该系统能向多达1 000个润滑点供送油脂适用于有大量呈带状分布的润滑点的机械设备。例如，矿山、冶金、电力、水泥、砖瓦、制糖和酿造等行业机械设备［5］。

3 应用现状与问题分析

集中润滑系统具有“准量准时、省工降费、安全高效环保、延长设备寿命”的科学润滑模式和良好润滑效果，使其在国内车辆及工业设备等领域被广泛应用。设计和生产集中润滑产品的工厂增多和壮大，加速了集中润滑产业的发展。然而，目前使用的油脂分配器也存在一些问题。潘斌等［6］指出油脂分油器处在集中润滑系统的终端，在实际应用中会存在终端注脂压力不足的缺限，对部分密封性要求高，排油阻力大的摩擦副润滑不到位；在集中润滑系统使用2a左右时，润滑脂不到位或注油量不足问题更突出；在润滑系统循环供油过程中，返回油箱的油脂中会带有气泡，且在下一循环工作周期会被油泵压入配油器，影响配油器的储油量，并对摩擦副的润滑状态产生不利影响。

针对目前存在的问题，韩清水等［7］提出使用粘稠的NLGI-0级极压锂基脂时，能确保自动调整臂等密封要求较高的润滑点精确加注油脂的需求，并改变市场上直角的泄压式分油器结构，使用加压式分油器提高排油压力。

4 结语

关于油脂分油器的研究，目前多限于集中润滑系统工作中油脂的定量控制，尚无系统的应用理论。本文仅从各分油器工作原理方面初步讨论了油脂分油器的应用与发展，以期为进一步的集中润滑研究打下基础。

［1］张桂荣.汽车底盘润滑脂全自动集中润滑系统简介［J］.山东交通科技，1996（Z1）：40-42.

［2］魏俞涌.车辆底盘自动集中润滑系统的研究及应用［D］.杭州：浙江工业大学，2009.

［3］梁雪.递进式分配器的缺陷分析及其改良应用［A］//中国农机工业协会风能设备分会风能产业，2014：3.

［4］何平.递进式集中润滑系统在锻压机械中的应用［J］.锻压机械，1996（3）：43-44.

［5］李敬国，高文杰，刘希宏，等.双线式自动干油集中润滑系统参数设置与安装［J］.安装，2000（3）：6-8.

［6］潘斌，金鑫，赵民章.车辆集中润滑应用现状之问题分析［J］.城市公共交通，2008（5）：20-22.

［7］韩清水.AR60A车辆集中润滑系统的技术特点［J］.城市公共交通，2007（4）：19-21.

Quantitative Control and Application Analysis of Grease Oil Separator

Yao Linxiao Wu Song Liu Run Yi Nan
（North China University of Water Resources and Electrical Power，Zhengzhou Henan 450045）

Grease oil separator is the device to realize quantitative supply oil to lubricating points,and to promote the intelligent and centralized lubrication.According to the structure and working principle of the grease oil separator, the quantitative control method of oil was analyzed.According to the different characteristics of oil separator,com⁃bined with the amount of oil and distribution of the lubrication point,we choose the right means of oil transportation.

oil separator；working principle；quantitative control

TH137.8+4

：A

：1003-5168（2017）01-0082-03

2016-12-12

姚林晓（1970-），硕士，副教授，研究方向：机械设计。