煤矿井下脂质自动润滑系统设计及其特性研究

摘要

对设备进行润滑是一项重要的工作。科学地应用润滑技术，来保障设备的健康地运行，是国民经济能够快速发展的一个基础。在矿山、烧结球团、高炉、焦化、炼钢、轧钢、水泥行业、散料输送、电力、油田、风电等机械设备上，智能润滑设备正在逐步成为这些行业的主流润滑设备。现有的智能润滑装置多以单点集中润滑为主，无法满足大型矿山设备对多点同时注油的要求，特别在煤矿井下工作的设备，由于这些智能润滑装置无法满足井下的防爆要求，所以在煤矿机械设备上的应用相对较少，本文针对以上问题，设计研发了一种多点智能润滑装置。
　　本文针对煤矿井下设备润滑问题对润滑系统进行了设计以及对其动力学特性进行了研究。通过对润滑系统进行工况分析了解工况装备润滑的特点和需求提出了智能润滑系统的设计方案，对具体参数进行了设计和计算;提出一种新型智能润滑泵送设计方案，并对智能润滑系统进行参数计算;基于智能润滑系统工作特点，分别建立了智能润滑系统注油器的动力学模型和数学模型以及储油器的动力学模型和数学模型，推导出了注油储油过程的系统参数匹配关系;对液压管路进行动力学建模以及流动特性分析;通过仿真所得模型对泵送系统储油缸、注油缸、驱动装置和分配器进行虚拟仿真。通过仿真可以得到参数变化情况，并进行动力学建模。在理论计算与实验研究的基础上，建立了泵送系统实验样机模型，对系统的储油器注油器内的体积变化、压力特性等方面进行了实验验证。结果表明:润滑脂的输出压力及体积变化值均与理论及仿真结果吻合，完全满足工况要求，并通过测试结果对泵送系统的理论设计进行了进一步完善。
　　本文设计的润滑系统实现了润滑脂多点以及远距离供给，并且能够智能的实现润滑点温度的远程监控。该润滑系统适合于润滑点多且分散的井下设备，解决了传统集中润滑系统的一些缺点。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 项目背景与意义

1．2 集中润滑系统

1．2．1 润滑及润滑脂概述

1．2．2 润滑泵概述

1．2．3 自动集中润滑系统

1．3 国内外研究现状及发展趋势

1．3．1 国内外研究现状

1．3．2 发展趋势

1．3．3 存在的问题

1．4 研究内容及意义本文主要研究内容

2 集中润滑系统方案设计与参数计算

2．1 总体方案设计及位置分布

2．2 润滑脂的选择

2．3 系统参数计算

2．3．1 供油量

2．3．2 润滑时间间隔

2．3．3 系统压力计算

2．4 控制方法选择

2．4．1 控制系统的要求

2．4．2 控制网络和通讯方式

3 润滑泵方案设计与参数计算

3．1 润滑泵的结构与工作原理

3．1．1 润滑泵的结构

3．1．2 双组支撑工况下的静力学模型

3．2 润滑泵的参数计算

3．2．1 流量计算

3．2．2 出口压力及功率计算

3．2．3 螺杆强度分析

3．3 润滑泵运动学分析

3．4 润滑泵输出特性分析

3．4．1 润滑脂流变特性分析

3．4．2 润滑脂流变特性主要指标

3．4．3 润滑脂泵的特性分析

4 集中润滑系统动力学建模

4．1 系统建模方法的确立

4．2 机械结构动力学建模

4．2．1 储油器动力学建模

4．2．2 注油器动力学建模

4．2．3 注油塞间隙力学模型

4．3 润滑管路动力学建模

4．3．1 润滑脂运动基本方程

4．3．2 润滑脂圆管流动特性分析

5 基于AMESim的润滑系统仿真

5．1 AmSim软件建模过程

5．2 集中润滑系统的建模

5．2．1 液压介质模型

5．2．2 齿轮传动机构模型

5．2．3 注油器仿真模型

5．2．4 储油器仿真模型

5．2．5 分配器模型

5．2．6 单向阀模型

5．3 集中润滑系统模型仿真

5．3．1 齿轮传动机构仿真

5．3．2 注油器容积仿真

5．3．3 储油器容积仿真

5．3．4 分配器仿真

5．3．5 单向阀仿真

5．3．6 负载-流量特性仿真

6 样机测试

7 结论

参考文献

附录

作者简历

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