轴承定量加脂装置研制

轴承定量加脂装置研制

章细福

浙江中车尚驰电气有限公司 浙江海宁市 314400

摘 要：当代机械设备中基本上都会使用到轴承，而轴承使用寿命很大程度上受添加入轴承内部润滑脂的清洁度及重量准确性影响。本文提出一种自动定量加脂装置研制，旨在有效的解决注入轴承内部润滑脂的重量准确度，同时保证注入轴承内部润滑脂的清洁度满足要求，提升轴承使用寿命，保证机械设备可靠运行。最后以某电机轴承加脂过程验证确认该装置的有效性及可靠性。

关键词：装置；润滑脂；轴承；重量准确性；清洁度

Developmentof quantitative stuffing device for bearing

ZHANG Xifu1,2

(1.CRRC Zhuzhou Electric Co.,Ltd.，2.ZHEJIANG CRRC SHANGCHI Electric Co.,Ltd., 3.Hunan Provincial Engineering Research Center for Electric Vehicle Motors)

Abstract: Bearings are generally used in contemporary mechanical devices while the service life of bearings is largely limited by the cleanliness and weight accuracy of lubricating grease injected to the bearing interior。In this article, a development of an automatic quantitative lubricating grease injection device is introduced, which aims to effectively solve the issue regarding to weight accuracy of the lubricating grease injected into the bearing interior, to guarantee the cleanliness of the lubricating grease injected into the bearing interior to meet the requirements, to improve the bearing service life, and to guarantee the reliable operation of the mechanical devices.At the end , the effectiveness and reliability of the device will be verified by a lubricating grease injection process of bearing on a certain motor.

Keywords: device; grease; bearing; weight accuracy;cleanliness

0引 言

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，起着连接支撑、降低其运动过程中的摩擦系数、保证其回转精度、延长机械设备寿命等作用，起到如同人体中的“关节”作用，应用范围上至航空航天事业、汽车行业，下至各种日常家用设备、各种电机等。因此轴承装配是当今以至将来都是人类日常应用、工业生产等领域不可缺少的组成[1]。由于轴承内部的润滑脂能够有效降低轴承滚动体与轨道、保持架接触表面的摩擦和磨损，同时还能防止轴承生锈、降低温升、增加轴承的抗疲劳寿命，因此轴承的性能在很大程度上取决于填充在轴承内部的润滑脂的质量[2]。如果添加的润滑脂混入了灰尘、杂质等异物将会造成轴承发热，设备振动过大[3]；当添加润滑脂过多时，轴承旋转部分和润滑脂之间会产生很大的摩擦，也会引起轴承发热；当添加的润滑脂过少时，则可能出现轴承滚动体与轨道、保持架的干摩擦，一样也会引起轴承发热，降低轴承使用寿命[4-7]。因此往轴承内部添加准确重量、干净清洁的润滑脂过程非常重要。

为此，本文介绍一种轴承自动定量加脂装置的研制，有效的实现给轴承自动添加准确重量的清洁润滑脂。

1轴承自动定量加脂装置组成及工作原理

1.1装置组成

图1

如上图1所示，轴承自动定量加脂装置由加脂泵、注脂泵、流量计、注脂阀、真空系统、轴承压盖气缸、轴承称重系统、及电气控制系统等部分组成，从而实现：

①润滑脂加注过程全程封闭，不与外界接触，避免灰尘、杂质等异物侵入。

②在注脂过程中，由叶片泵带动编码器可精确地计算所注润滑脂的重量（体积），保证每个轴承所注润滑脂一致，且符合设计要求。

③在注脂前，先给轴承内抽真空，使得润滑脂在注脂过程中能更均匀地充满到轴承内各处，避免出现轴承某位置未填充到润滑脂情况。

1.2装置工作原理及过程

将待注脂轴承放到平台的撑板上（有定位板）→称重模块上升托起轴承称重，记录并显示注脂前轴承重量数据→称重后称重模块下降，轴承回到工作平台→盖板气缸动作，上盖板下行压紧并密封轴承→真空泵工作对轴承抽真空→真空度达到设定值后真空泵自动关闭→注脂阀打开，注脂泵开始工作→流量计工作，直至达到设定重量（体积）的润滑脂→注脂阀关闭→盖板气缸动作，上盖板上行，松开轴承→轴承模块上行称重轴承，记录并显示润滑脂填充重量数据→润滑脂填充结束，取走已填充润滑脂的轴承

整个轴承加脂过程由操作者“一键”实现，润滑脂加注重量（体积）完全由设备设定控制，避免出现润滑脂填充重量不符合要求情况；润滑脂只在装置封闭的管道内流动，避免了外界污染润滑脂情况。

2装置效果评估

2.1 加脂重量符合性确认验证

为确定轴承装置加脂重量准确性，取某型号电机轴承3件，通过装置加脂（设置待加润滑脂重量460g），并对加脂前、后的轴承进行称重，确认装置加脂后轴承填充重量。具体数据如表1所示。

表1轴承加脂重量

从表1数据可以看出，通过装置给轴承加脂，润滑脂填充重量准确、稳定，满足设计要求。

2.2加脂后轴承内部润滑脂状态

为检查通过装置加脂的轴承内部润滑脂填充情况，确认轴承内部滚道各部位均形成油膜，再次取该型号轴承补充验证。

验证方案：选取1件清洗干净的电机轴承→通过线切割将轴承切割成四瓣（图2）→将切割后的轴承清洗干净并外部箍筋（图3）→将该轴承放置于装置正常自动定量加脂（图4）→自动定量加脂后将轴承分开（图5-图10），确认轴承内部润滑脂填充状态。

从以上系列图可以看出，填充入轴承内部的润滑脂清洁无异物，轴承内部润滑脂填充均匀、各部位均形成油膜，无润滑脂未填充位置点。

3结 语

轴承的运行质量直接影响着机械设备的运行状态，而轴承的运行性能很大程度上取决于轴承添加的润滑脂情况。本文提出一种全新的轴承自动定量加脂设备研制，实现对轴承精准添加所需要重量的润滑脂，同时消除润滑脂与外界的接触，保证所添加的润滑脂清洁度，确保填充入轴承的润滑脂质量、清洁度可靠，延长轴承使用寿命，保证机械设备长时间健康运行。最后以某型电机轴承自动定量加脂试验确认了该设备的运行可靠，添加入轴承的润滑脂重量、清洁度满足要求。

参考文献

[1]李龙. 基于工业4.0的轴承智能装配控制系统研究[D]. 杭州: 杭州电子科技大学, 2017:1-2.

[2]施洪生,张奕黄，龙勇等. 高速牵引电机轴承试验原理及实践[J]. 润滑与密封, 2007, 32(3): 178.

[3]A.Nabhan. Vibration analysis of adding contaminants particles and carbon nanotubes to lithium grease of ball bearing[J]. Vivroengineering PROCEDIA , 2016,8：28-32.

[4]Mohamed Elforjani. Diagnosis and prognosis of slow speed bearing behavior under grease starvation condition [J]. Structural Health Monitoring,2018,17(3):532-548

[5]Neurouth A， Changenet C， Ville F，et al. Thermal modeling of a grease lubricated thrust ball bearing[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers，2014

[6]Can Wu, Ruifeng Xiong, Jing Ni，et al. Effect of grease on bearing vibration performance caused by short-time high-temperature exposure[J].Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering,2019,42(25):258-274.

[7]Nicola De Laurentis, Amir Kadiric, Piet Lugt,et al. The influence of bearing grease composition on friction in rolling/sliding concentrated contacts[J]. Tribology International,2016:624-632.

作者简介：章细福（1982-08），男，汉，江西南城

现供职单位：浙江中车尚驰电气有限公司

职称：高级工程师

学位：硕士

研究方向：工艺研发