韓 峰，鄭 軍，余 豪

（1.三浪集團(tuán)工業(yè)股份有限公司，浙江 寧波 315700；2.象山縣生產(chǎn)力促進(jìn)中心，浙江 寧波 315700）

現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)高速發(fā)展，人工加油及簡(jiǎn)單的循環(huán)型潤(rùn)滑已不能滿足各種機(jī)械設(shè)備的需求。特別是油劑不能回收的摩擦副，油劑過(guò)多會(huì)造成能源浪費(fèi)、產(chǎn)生附加熱量和環(huán)境污染，油劑過(guò)少則造成干摩擦降低摩擦副的精度和壽命。于是人們迫切要求提高機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化。定量分配器是自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中的重要組成部分，在機(jī)械制造設(shè)備領(lǐng)域越來(lái)越得到普及[1-2]。

1 定量分配器原理

目前有少數(shù)使用自動(dòng)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的廠家反映，潤(rùn)滑系統(tǒng)分配器的給油量成倍增加。根據(jù)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，反映問(wèn)題的廠家都有一個(gè)共同特征：出油口朝下安裝。下面對(duì)分配器出油口倒置后的給油量與標(biāo)定油量關(guān)系加以分析。

選比較有代表性的每循環(huán)排量為0.06 ml分配器作分析對(duì)象[3]。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖示位置為正確安裝位置。其工作原理是：當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)工作時(shí)，P1壓力上升，打開控制閥芯（皮碗）、皮碗的環(huán)狀通道，使壓力油經(jīng)小孔d進(jìn)入貯油室V；當(dāng)貯油室壓力P2大于定量柱塞彈簧力時(shí)，定量柱塞下移，頂?shù)叫谐滔尬?。?dāng)系統(tǒng)壓力P1下降或?yàn)?時(shí)，貯油室V中壓力P2大于P1，在該壓力作用下控制閥芯下移，打開了出油口，定量柱塞在彈簧力作用下復(fù)位，同時(shí)將相等于柱塞復(fù)位體積定量油排向出油口，完成一個(gè)循環(huán)[4]。

但是，如果分配器出油口朝下，當(dāng)壓力油從下部通過(guò)小孔d到達(dá)貯油室V時(shí)，眾所周知，油比空氣重，進(jìn)入的油先經(jīng)靠近出口下部而后達(dá)上部，那么在貯油室V中的空氣在油壓的作用下會(huì)被壓縮，變成一個(gè)小氣囊蓄能器。當(dāng)進(jìn)油管路卸荷，進(jìn)口壓力為0時(shí)，排向出油口是空氣被壓縮的蓄能油和定量柱塞排出的定量油。但是貯油室V容積比較大，定量柱塞排出容積很小，加上空氣的懸浮作用，該室中的空氣是很難隨潤(rùn)滑油的排出而排出。反過(guò)來(lái)如出油口朝上，空氣的懸浮作用只要分配器工作3～4次即可將貯油室中的空氣排除干凈[5]。

2 數(shù)據(jù)分析

假設(shè)：油在低壓（潤(rùn)滑壓力2 MPa）是不可壓縮的；空氣在壓縮和膨脹時(shí)為等溫變化；油自重忽略不計(jì)。

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程[6]：PV=nRT，如上所述，T為假設(shè)恒值；n為氣體物質(zhì)的量，為恒值；R為比例系數(shù)，亦為恒值。所以

式中，Vf為剛封入時(shí)的容積，L，用測(cè)重法測(cè)得分配Vf=0.0003 L；Pf為封入的氣體壓力，kg·f/cm2，該數(shù)值為一個(gè)工程大氣壓；Vp為壓入油壓后氣體的容積，L；Pp為壓入油壓后氣體的壓力，kg·f/cm2；Vd為油排出后氣體的容積，L；Pd為油排出后氣體的壓力，kg·f/cm2；Ff為控制閥芯密封彈簧力，kg·f，該系列分配器為 0.15 kg[7]；q 為定量柱塞一次循環(huán)排油量，L；△V=Vd－Vp為氣體在膨脹時(shí)對(duì)外供油量，L。

由式（1）得：

而若分配器出油口朝下，則對(duì)外實(shí)際供油量為

根據(jù)圖2數(shù)據(jù)得油液排出后貯油室V中氣體壓力為Pd，（當(dāng)油液排出后，出油彈簧力Ff和氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力組成了一組平衡力）

而 Pd=Ff/πr2=0.15/3.14×0.125×0.125=3.057 kg·f/cm2

由于潤(rùn)滑系統(tǒng)工作壓力2 MPa，則Pp=20 kgf/cm2

由（2）式得：△V=VfPf/Pd-VfPf/Pp=0.0003×1/3.057-0.0003×1/20=0.0000813（L）=0.0831（ml）

而由（3）式得分配器出口倒置對(duì)外實(shí)際供油量：Vs=△V+q=0.0831+0.06=0.1431（ml），比原標(biāo)定排量0.06 ml循環(huán)，增加了0.1431/0.06-1=1.386倍

潤(rùn)滑系統(tǒng)的定量分配器的工作壓力Pp一般從2～4 MPa，在氣體容積V滿足氣體可壓縮的狀態(tài)下，Vs和Pp的關(guān)系如圖2所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

定量分配器的出油口倒置安裝會(huì)增大其排油量，與原先設(shè)計(jì)的理論需油量有較大的增幅，造成不必要的浪費(fèi)和產(chǎn)生附加熱量，影響設(shè)備的運(yùn)行壽命和使用成本[8]。

[1]機(jī)械工程學(xué)會(huì)摩擦學(xué)學(xué)會(huì)《潤(rùn)滑工程》編寫組編.潤(rùn)滑工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

[2]葛豐恒,等.機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑手冊(cè)[K].北京：石油工業(yè)出版社，1984.

[3]《設(shè)備潤(rùn)滑基礎(chǔ)》編寫組編.設(shè)備潤(rùn)滑基礎(chǔ)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[4]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：潤(rùn)滑與密封[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[5]汪德濤.潤(rùn)滑技術(shù)手冊(cè)[K].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[6]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第2版）[K].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[7]張英會(huì),等.彈簧手冊(cè)[K].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[8]陳德才.機(jī)械密封設(shè)計(jì)制造與使用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.