本發明涉及破碎機軸承潤滑技術，具體為一種全數字化控制、潤滑全過程監控的破碎機軸承潤滑系統。

背景技術：

國內各大煤礦使用的破碎機在工作時為確保其正常運行和延長使用壽命, 均配置有專門的潤滑系統，在其運行時必須保證運動部件具有良好可靠的潤滑。對破碎機軸承潤滑的目的是為了避免破碎機軸承運動副的直接摩擦，同時潤滑油脂還可將軸承運動副摩擦所產生的熱量帶走，使軸承的工作溫度及運轉狀態保持正常，避免其因發熱潤滑不良而出現軸承運動副的燒蝕，導致軸承損害使破碎機停止工作，影響生產的正常運行。

現各大煤礦選煤廠采用的破碎機潤滑方式大多為多點泵直接供脂的型式，即多點潤滑泵放置在破碎機旁，泵出口通過管線與相應的破碎機軸承潤滑點連接。由于多點泵自身泵桶尺寸小，所能裝載的油脂較少，當油脂用完后需要采用人工的方式進行補脂，人工補脂方式是全開放的過程，極容易造成油脂污染，這是當前生產實踐中存在的主要問題。將多點潤滑泵的補脂過程變為全封閉式過程，即將標準油脂桶內的油脂直接補入至多點泵自身所配的小油脂桶內，可以有效避免全開放的補脂方式存在的問題。為了實現全封閉式補脂，需要將多點潤滑泵與標準油脂桶補脂系統布置在一起，這樣補脂過程較為環保和便捷。但是采用全封閉式潤滑系統在實際使用過程中，也會面臨一些新的問題需要解決；另外傳統的集中潤滑方式，對于潤滑管路和軸承終端的信號采集和閉環反饋，存在許多不足，需要進一步改進，具體內容如下：

1.當前各大煤礦選煤廠的破碎機軸承潤滑系統，都是采用定時或定量的模式進行供脂，由于破碎機進入軸承的油脂其供脂狀態只有一個供脂動作指示，沒有配置具體的檢測裝置，故系統供脂時無法得知軸承的實際潤滑狀況。采用此模式可能會導致軸承出現欠潤滑或過潤滑的狀況，但無法檢測得到，即軸承被加注的油脂量不恰當，導致軸承的工作溫度不正常，運轉噪音加大，使軸承的壽命降低。

2.傳統的潤滑系統，潤滑油脂在輸送過程中的狀態和到達破碎機軸承終端后的狀態均無法準確得知，各條管路是否發生堵塞或者泄漏、破碎機軸承潤滑終端是否有油脂流入和流出等情況均無法及時獲知，只能通過人工觀察每條管路及軸承潤滑終端，或者進行巡檢來進行判斷，而實際使用中由于管路安裝位置較高或者管路外表被油污、煤粉覆蓋等原因，使得維護人員不宜察覺，導致輸送管路發生堵塞的情況不能被及時發現。

3.破碎機工作時，主軸承的實時潤滑狀態及運行工況無法得知，軸承在潤滑不良或無潤滑狀態下運轉，導致軸承出現嚴重損壞的情況時有發生，軸承的工作狀態（如溫度、振動頻率等信息）無法獲知，不能對其使用壽命提前進行預判斷。

4.多點泵與補脂系統集中布置后，由于占地面積增大，多點泵與補脂系統只能放置于離破碎機相對較遠的地方，這樣導致潤滑管線布置復雜，管路長度增長，破碎機軸承潤滑終端的油脂流量會受輸送管道遠近、背壓高低、沿程阻力大小等因素的影響，容易出現軸承潤滑終端實際的給脂量和多點泵預設定的給脂量不一致的情況，即管道長、阻力較大終端處的油脂流量會比管道短、阻力小終端處的油脂流量小，不同位置的潤滑終端收到的油脂流量不相等，會使每個潤滑點的潤滑效果不一致。

5.多點泵與補脂系統放在一起后，其補脂過程一般如下：將標準油脂桶搬至補脂泵旁邊，將補脂泵固定后把油管插入標準油桶內，開始輸送油脂。油桶內油脂吸完后將油管抽出，將補脂泵拆下更換油桶，之后再次將補脂泵固定并將油管插入油桶內輸送油脂。如此往復，進行油脂的輸送。此過程需要消耗較多的人力資源，且人工進行插、拔吸油管時，也存在將油脂涂抹于身上或其他地方的可能，需要進一步進行改進。

6.目前國內生產的補脂泵吸脂桿長度存在使用缺陷，即補脂泵在將標準200升油脂桶內的油脂抽出輸送到多點泵油脂桶內的補脂過程中，無法將標準油脂桶內的油脂完全抽完。吸脂桿距標準油脂桶桶底還有100mm左右的距離，即補脂泵抽脂每次就會使標準油脂桶剩余100mm左右高的油脂，造成油脂的浪費。此外，吸脂桿頭部在吸脂時有時由于標準油脂桶內的一些雜質會阻塞吸脂孔，導致吸脂桿吸不上油脂，造成補脂泵損壞。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明旨在設計一種具有全數字化控制、潤滑全過程監控、潤滑管路全封閉功能的礦用破碎機軸承智能潤滑系統。

本發明是采用以下技術方案實現的：一種全數字化控制、潤滑全過程監控的破碎機軸承潤滑系統，包括通過多個供脂管路同時向多個破碎機軸承供脂的多點泵；每路供脂管路上均串接有多個電磁閥，每個電磁閥均設有兩個出流口和一個進流口；其中一個出流口和進流口用于串接供脂管路，另一個出流口連接有一個球閥；每個供脂管路上在靠近每個電磁閥進流口的位置處還接有一個壓力傳感器；多點泵的每個出脂口均接有一個壓力傳感器；還包括PLC控制器；每個電磁閥的控制端均與PLC控制器的信號輸出端相連接，每個壓力傳感器的信號輸出端均與PLC控制器的信號輸入端相連接。

供脂管路在每條支線的各段管路上均安裝有多個壓力傳感器，用于實時監測各條支線管路的供脂運行狀態，當某條支線供脂管路出現堵塞或泄漏故障時，系統可根據這條支線各段管路安裝的壓力傳感器數字信號反饋，快速地進行故障排查與定位，幫助維修人員及時消除故障，保證潤滑系統的穩定運行。

進一步的，每個供脂管路在靠近該供脂管路對應的多點泵出脂口的位置上均串接有一個多點泵高壓油脂流量計，每個供脂管路在靠近每個破碎機軸承進脂口的位置還串接有一個終端高壓油脂流量計；所述多點泵高壓油脂流量計和終端高壓油脂流量計的信號輸出端均與PLC控制器的信號輸入端相連接；PLC控制器的信號輸出端與多點泵的每個出脂口的控制端相連接。

每個破碎機軸承的進脂口和排脂口均接有一個壓力傳感器；所述壓力傳感器的信號輸出端均與PLC控制器的信號輸入端相連接。

本發明可實現對礦用破碎機終端軸承潤滑的實時調控，通過監測供脂壓力及流量值，并通過調整高壓多點供脂泵的可控柱塞流量，可確保各個潤滑終端軸承均得到相同量的潤滑油脂，即保證各個潤滑終端具有相同的潤滑油脂供應流量與壓力，進而保證各個軸承具有相同的潤滑效果。

進一步的，每個破碎機軸承上均安裝有溫度傳感器與振動傳感器；所述溫度傳感器與振動傳感器的信號輸出端均與PLC控制器的信號輸入端相連接。

通過軸承狀態監測及保護系統可實時準確地掌握軸承運轉工作狀態，破碎機的主軸承上均安裝有壓力傳感器、溫度傳感器和振動傳感器，通過各個傳感器采集軸承潤滑口注入和流出的潤滑油脂壓力與流量值、軸承運轉溫度值、軸承運轉時的振動頻率值等信息，可準確獲知軸承的潤滑狀態，同時還可對軸承的自身運行狀態進行預判斷與分析，能有效地降低破碎機軸承的故障率。

進一步的，還包括向多點泵補脂的補脂泵用標準桶更換裝置；所述補脂泵用標準桶更換裝置包括由一對豎直架以及連接在一對豎直架頂端的水平架組成的升降支撐架、豎直連接在水平架下方的一對導向桿、安裝在水平架下方的定滑輪、補脂泵、連接在水平架上的提升電機以及活動套設在一對導向桿上且位于補脂泵下方的油桶蓋；所述補脂泵上部通過鋼絲繩繞過定滑輪與提升電機連接，補脂泵底部則與油桶蓋固定連接，補脂泵的出油口水平朝外且豎直連接有一個穿過油桶蓋的吸脂桿；吸脂桿上在靠近其前端的位置處套設有一個油脂隨動盤，所述油脂隨動盤可沿吸脂桿向上滑動；油桶蓋上開有上下貫通的通孔，通孔的上端口連接有軟管。

所述補脂泵用標準桶更換裝置可實現成品油桶的快速便捷更換，減少補脂泵與標準油脂桶之間繁瑣的拆卸與安裝過程，極大地提高了油脂油品的清潔度與輸送效率。

附圖說明

圖1供脂動力源、供脂管路、軸承終端等處數字信號跟蹤及控制系統示意圖。

圖2軸承狀態監測及保護系統示意圖。

圖3動力源系統補脂泵用標準桶高清潔率便捷更換裝置的主視結構示意圖。

圖4動力源系統補脂泵用標準桶高清潔率便捷更換裝置的側視結構示意圖。

圖5動力源系統補脂泵用標準桶高清潔率便捷更換裝置的俯視結構示意圖。

圖6動力源系統補脂泵提高吸脂完整率改進型裝置結構示意圖。

具體實施方式

應當指出，本部分中對具體實施例的說明，不應視為對本發明的保護范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情形下，本部分中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將結合實施例對本發明作詳細說明。

（一）供脂動力源、供脂管路、軸承終端等處數字信號跟蹤及控制系統示意圖如圖1所示, 主要元件符號說明如下：

1-多點泵高壓油脂流量計，2-過濾器，3-第一壓力傳感器，4-壓力表，5-多點泵，6-PLC控制器，7-第一電磁閥，8-第二壓力傳感器，9-第一球閥，10-第二電磁閥，11-第二球閥，12-第三電磁閥，13-第三球閥，14-第三壓力傳感器，15-第四壓力傳感器，16-終端高壓油脂流量計，17-第五壓力傳感器，18-破碎機軸承。

在具體實施過程中，多點泵高壓油脂流量計1用于檢測泵出口油脂流量值，過濾器2用于對油脂進行過濾，第一壓力傳感器3用于監測泵出口油脂壓力值，壓力表4用于顯示泵出口油脂壓力值，多點泵5用于輸送油脂， PLC控制器6用于接收反饋信號及處理信號，第一電磁閥7，第二電磁閥10，第三電磁閥12，第二壓力傳感器8，第三壓力傳感器14，第四壓力傳感器15，第一球閥9，第二球閥11，第三球閥13用于監測各段輸送油脂管路的供脂狀態，同時用于排除潤滑管路故障，終端高壓油脂流量計16和第五壓力傳感器17用于監測破碎機軸承18處的油脂流量值與壓力值。

1、高壓多點潤滑泵（即多點泵）初始各個出脂口的流量都相同，通過供脂管路到達各個終端后理論上其流量也應相同，但實際由于受輸送管道遠近、輸送背壓高低、沿程阻力大小等因素的影響，使用過程中都會出現潤滑終端實際的給脂量和多點潤滑泵出口的供脂量不一致的情況，管道長、沿程阻力較大的終端處油脂流量相對會比管道短、沿程阻力小的終端處油脂流量要小。此時通過安裝于潤滑終端的終端高壓油脂流量計16的計量可將實際的流量值數字信號反饋回控制器內，同時控制系統會根據此時的參數值運算處理，得出此條管路潤滑終端與多點潤滑泵出口供脂量的相差值，根據此相差值，系統可調整高壓多點潤滑泵相對應的供脂柱塞行程，通過調整使高壓多點潤滑泵出口的供脂流量增大或減小，進而使得各個潤滑終端的給脂量相一致，確保各個潤滑終端軸承得到相同量的潤滑油脂，進而保證各個軸承達到相同的潤滑效果。

2、高壓多點泵在供脂過程中，安裝于潤滑管路各段的壓力傳感器（如圖1中的第一、第二、第三、第四壓力傳感器）可對系統供脂狀態進行實時監測，如果潤滑管路各段的壓力值均處于正常工作值范圍，說明供脂系統及輸送管路狀態正常；如果潤滑管路某段或各個壓力傳感器檢測的壓力值高于正常工作值，說明供脂管路可能有堵塞的情況發生。此時系統會通過各段管路配置的電磁閥與球閥進行分段排查，例如先將第一電磁閥7單獨換向，切斷供脂管路，此時連通第一球閥9，若球閥有油脂流出，說明第一電磁閥7之前的管路沒有堵塞；然后將第二電磁閥10單獨換向，切斷供脂管路，連通第二球閥11，若球閥有油脂流出，說明第二電磁閥10之前的管路沒有堵塞；第三電磁閥12單獨換向，切斷供脂管路，連通第三球閥13，若球閥沒有油脂流出，說明第二電磁閥10與第三電磁閥12之間的管路發生堵塞。

如果潤滑管路某段或各個壓力傳感器檢測的壓力值均低于正常工作值，說明供脂管路可能有泄漏的情況發生。同上所述，系統會通過電磁閥與壓力傳感器進行分段排查，先將第一電磁閥7單獨換向，切斷供脂管路，此時觀察第二壓力傳感器8的壓力值，若壓力值與多點泵出口第一壓力傳感器3的值相等，說明第一電磁閥7之前的管路沒有泄漏；然后將第二電磁閥10單獨換向，切斷供脂管路，觀察第三壓力傳感器14的壓力值，若壓力值與多點泵出口第一壓力傳感器3的值相等，說明第二電磁閥10之前的管路沒有泄漏；之后將第三電磁閥12單獨換向，切斷供脂管路，觀察第四壓力傳感器15的壓力值，若壓力值與多點泵出口第一壓力傳感器3的值不相等，低于第一壓力傳感器3的值，說明第二電磁閥10與第三電磁閥12之間的管路發生泄漏。

通過此方法可以快速進行管路堵塞或泄漏故障的排查，幫助維修人員確定管路的故障發生段，使他們能及時消除故障，保證生產的正常運行。

（二）軸承狀態監測及保護系統示意圖如圖2所示，主要元件符號說明如下：

6-PLC控制器，16-終端高壓油脂流量計，17-第五壓力傳感器，18-破碎機軸承，19-第六壓力傳感器，20-振動傳感器，21-溫度傳感器。

在具體實施過程中，1、PLC控制器6用于接收各個傳感器的反饋信號并對其進行處理，發出指令；第六壓力傳感器19安裝于破碎機軸承的排脂口，用于監測軸承排出油脂的壓力值；振動傳感器20用于監測軸承運轉時的振動頻率；溫度傳感器21用于監測軸承運轉時的工作溫度值；第五壓力傳感器17安裝于破碎機軸承的進脂口，用于監測軸承注入油脂的壓力值；終端高壓油脂流量計16用于檢測多點泵出口的油脂流量。

破碎機軸承18的油脂注入與排出端口分別安裝有第五壓力傳感器17、第六壓力傳感器19，用于監測破碎機軸承潤滑過程中的注入與排出油脂壓力值，根據注入與排出油脂壓力差值的變化來判斷軸承當時的潤滑狀態，通過此方式可以準確判別軸承是否處于欠潤滑或過潤滑狀態。當軸承處于正常潤滑狀態，其進、排口的潤滑油脂壓力差保持為某一數值，若軸承進、排口的潤滑油脂壓力差低于正常值，可以判斷得出此時軸承處于欠潤滑狀態，可以通過控制系統增加多點潤滑泵的供脂時間或調整加大多點潤滑泵的柱塞排量來提高其供脂流量，使軸承潤滑變為正常狀態；若軸承進、排口的潤滑油脂壓力差持續逐漸降低，當低于正常范圍的臨界值后，PLC控制器會發出信號進行計算機報警，以提醒維護人員此軸承潤滑狀態出現異常，可能發生了軸承破損或者管路泄漏的故障。相反，若軸承進、排口的潤滑油脂壓力差高于正常值，可以判斷得出此時軸承處于過潤滑狀態，可以通過控制系統減少多點潤滑泵的供脂時間或調整降低多點潤滑泵的柱塞排量來減少其供脂流量，使軸承潤滑變為正常狀態；若軸承進、排口的潤滑油脂壓力差持續逐漸增高，高于正常范圍的臨界值后，PLC控制器會發出報警，提醒維護人員軸承潤滑狀態出現異常，可能發生了軸承卡滯或者管路堵塞的故障。

2、破碎機軸承上還分別安裝有溫度傳感器與振動傳感器，同時監測破碎機軸承工作運行過程中的溫度與振動頻率，通過監測軸承運行溫度、振動頻率參數來分析診斷軸承磨損的情況。軸承從輕微的損傷到最后發生嚴重損壞以致機械停轉需要一個過程，在此過程中軸承的運行狀態可從振動以及溫度信號上得到反映。根據振動頻率的不同可以采集得到軸承運行時振動幅度的最大值、最小值和算術平均值。軸承的磨損狀態主要是通過安裝在軸承上的振動傳感器采集振動信號，然后將該信號與正常信號進行對比分析來診斷。通過振動信號的采集和溫度值的檢測可以監測到軸承運行狀態是否存在異常，從而可以及時地、針對性地采取維護措施，延長軸承的運行壽命，避免軸承出現重大故障，影響破碎機的正常運行。

（三）動力源系統補脂泵用標準桶高清潔率便捷更換裝置示意圖如圖3、4、5所示，主要元件符號說明如下：

22-升降支撐架，23-導向桿，24-定滑輪，25-補脂泵，26-提升電機，27-標準油脂桶（200L），28-油桶蓋，29-吸脂桿，30-底座，31-行程開關，32-油脂隨動盤，33-空氣過濾器，34-軟管。

在具體實施過程中，提升電機26、導向桿23、定滑輪24和行程開關31固定安裝于底座30和升降支撐架22上；補脂泵25、空氣過濾器33安裝于油桶蓋28上；軟管34與空氣過濾器33連接，吸脂桿29與補脂泵25連接，補脂泵25通過鋼絲繩繞過滑輪24與提升電機26連接。提升電機26通電工作可以帶動油桶蓋28和補脂泵25上升與下降，進而實現更換標準油脂桶27；導向桿23可以保證油桶蓋28和補脂泵25升降動作的平穩性；行程開關31可以實現油桶蓋28和補脂泵25上升到最高位時能自動停止，確保補脂泵25不會與升降支撐架1相碰。

1、當標準油脂桶27內的油脂抽完時，需要更換油脂桶。此時按動提升電機26上升工作按鈕，使提升電機26轉動并通過鋼絲繩帶動油桶蓋28和補脂泵25提升，將油桶蓋28、補脂泵25和吸脂桿29升至合適高度時，提升電機26停止工作；之后將空標準油脂桶27搬走，更換新標準油脂桶后再次啟動提升電機26，將油桶蓋28下降至初始位置，啟動補脂泵25工作，繼續進行油脂的輸送。

2、當油桶蓋28上升觸碰到行程開關31時，提升動作會自動停止。油桶蓋28的升降高度可以通過調節行程開關31的安裝位置來調整。

3、油桶蓋28內部裝有密封墊，主要起密封作用，當油桶蓋28與標準油脂桶27貼合后將標準油脂桶27密閉，可防止煤屑等雜物混入標準油脂桶27內；油桶蓋28的下面配有油脂隨動盤32，油脂隨動盤32緊貼標準油脂桶27內的油脂，其在油脂輸送過程中隨著標準油脂桶27內油脂高度面的下降而隨動下降；油桶蓋28上還配有空氣過濾器33，其上裝有軟管34，其作用是保證油脂隨動盤32隨時與標準油脂桶27內油脂的高度保持一致，使油脂隨動盤32緊緊貼合壓在油脂面上，確保油脂在全封閉空間下輸送。

（四）動力源系統補脂泵提高吸脂完整率改進型裝置示意圖如圖6所示，主要元件符號說明如下：

25-補脂泵，35-吸脂桿外桿，36-吸脂桿內桿，37-吸脂桿端頭，38-吸脂桿內加長套，39-吸脂桿外加長套，40-吸脂桿端頭過濾和密封套。

因補脂泵吸脂桿長度與標準油脂桶高度不匹配，導致油脂桶內約100多毫米高的油脂吸不上，為提高吸脂率，經重新設計后，桿長與桶高度完全匹配，吸脂率大幅提高。在具體實施過程中，吸脂桿內加長套38和吸脂桿內桿36連接，吸脂桿外加長套39與吸脂桿外桿35連接，連接后可將補脂泵25的吸脂桿加長，加長后可以使得補脂泵25將標準油脂桶內的油脂完全抽完，減少了油脂的浪費。此外，吸脂桿端頭37加裝吸脂桿端頭過濾和密封套40，其可以阻擋過濾標準油脂桶內的塑料薄膜或者大塊煤屑等雜質，避免其堵塞吸脂桿端頭37的吸脂孔，保證了補脂泵1的吸脂順暢，降低了其故障率。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。