一种稀油润滑装置的设计

刘 滨，陈 宁 ，彭换新

（南京工业职业技术学院，江苏 南京210023）

1 高速啤酒灌装机上的多气缸的润滑问题

高速啤酒回转灌装机工作时，其所使用的气缸下腔进气，提升啤酒瓶底座，使啤酒瓶口与灌装阀口密封垫压紧并保持密封，保证啤酒瓶内充气后与灌装缸背压建立等压后进行啤酒灌装，灌装完成后采用下拉凸轮使气缸向下运动，瓶口与灌装阀脱开，完成灌装过程。生产能力为3.6万瓶/小时的回转式灌装机按圆周分配灌装阀120个，对应的托瓶提升气缸数量也是120个，所有提用气缸进气管路采用并联连接，如图1所示。

图1 灌装机及稀油润滑装置结构示意图

灌装机运转一周，这120个提升气缸在进入的压缩空气和下拉凸轮的作用下，提升和下降各一次。因提升气缸工作状况与一般的气缸工作状况不同，气缸回程动作为下拉凸轮作用实现，缸内压缩空气回到管路中，气缸回程时无排气泄压过程。因此进入或存在于管路和所有气缸内的压缩空气的总容积是一定的。因气缸和管路存在的泄漏损失，则由进气管路进入的压缩空气供气补偿，起保压作用。这种工况使得采用在进气管路前端加油雾器对气缸进行润滑的方式不可实现。

本文设计的一种稀油润滑装置的目的，是运用压缩空气通入稀油润滑罐后产生饱和油气的方法，解决高速啤酒灌装机上的多气缸的润滑问题。

2 稀油润滑装置结构设计及工作原理

为满足高速啤酒灌装机上的多气缸的润滑需要，本文设计了一种稀油润滑装置[1]，如图2所示。

图2 稀油润滑装置结构原理图

2.1 稀油油气润滑装置结构设计

图2所示的稀油润滑装置主要由稀油储油罐体、压缩空气进气管路和油气管路三部分组成，各零件材质皆为不锈钢。

稀油润滑油罐体结构，从上部到下部依次设计有螺塞、端盖、园螺母、密封圈、罐体、罐体内压缩空气进气管、罐体内油气管、内分隔板。

罐体上部的端盖设计为锥度为15°的外锥面[2]，如图3所示。该锥面与罐体上部内锥面配合，密封效果好。在锥面密封副的底部还设计了用矩型圈进行端面固定密封的结构，确保密封效果。

图3 端盖结构图

端盖圆螺母副采用德国DN100标准规格；外固定板与罐体焊接，用于将罐体垂直安放；内分隔板置于罐体内部且与罐体焊接，将罐体分隔成上下两腔，上腔容积为下腔容积的8倍。

罐内分隔板上还焊接有用于联通罐体上下两腔的罐体内油气管，该管体外焊接有两个圆环，用以显示高、低液位标识（罐体内的油量也可设计成由低位探针监测）；罐体的底板上有三个油气雾化管的螺纹接口，用于连接后罐外油气排气管。

2.2 稀油油气润滑装置工作原理

压缩空气经三通接管及单向阀通向罐体内压缩空气进气管，压缩空气冲击罐内稀油并冲击至罐体内分隔板，经分隔板反弹，形成油气进入罐体上部，在罐内上部空间形成饱和的空气与润滑油蒸汽，再通过罐体内油气管进入被内分隔板分隔的罐体下部空间，经由罐体底板的三个出口进入120个提升气缸，油气在各气缸内表面形成润滑油膜，供给托瓶气缸的内部润滑。

图2所示的罐体左侧的三通接头连接的右侧管路上有一单向阀，主管路压缩空气被该单向阀阻止，不能进入罐内。当提升气缸管路压力突然升高或因流量增加反向冲击罐体时，高压气体可打开此单向阀反向进入主进气管路，由主进气管路的溢流阀（或安全阀）进行卸荷。

3 稀油润滑装置技术参数及使用说明

3.1 润滑装置技术参数及使用说明

稀油润滑装置技术参数下：

1）罐体直径：100 mm；

2）罐体长度：400 mm；

3）工作压力：≤0.45 MPa；

4）润滑油：L-HL 32；

5）耗气量：1 Nm3/h.

罐体耐压试验要求：

1）水压试验压力1.2 MPa，不得泄漏；

2）气压试验压力：1.0 MPa，不得泄漏[3]。

3.2 稀油油气润滑装置使用说明

稀油润滑装置结构示意图如图4所示，实际应用图片如图5所示。稀油储油罐体需竖直放置。使用勾头扳手旋松端盖圆螺母打开端盖，向油罐中加入稀油，加油量至罐体内高液位标识以下25 mm，然后旋紧端盖圆螺母（平时使用时可拧开螺塞进行补充油量）。

图4 稀油润滑装置结构示意图

图5 稀油润滑装置实际应用图片

手动操作使压缩空气（0.4 MPa）经进气分配器充入罐内，将全部气缸提升至上位后，将进气管路压力释放，使全部提升气缸落至下位。再打开提升气缸管路上的旋塞阀，将进气管路压力调低至0.1 MPa，用压缩空气将连接气缸管路里多余的油吹出（最长时间30 s），再关闭旋塞阀。如此反复操作二次，通过提升气缸的提升和下降，使气缸内充满饱和的油气。

将压缩空气的压力调整至提升气缸工作压力值，即可开始正常工作。

4 结束语

本文设计的稀油润滑装置，已获得国家实用新型专利授权[1]（一种稀油润滑储油罐：CN 203601808 U[P].2014-05-21），主要应用于高速啤酒灌装机上的提升气缸的润滑。该产品目前已在国内大型啤酒灌装生产企业推广应用。

通过上述的设计研究及实际应用，可以得出以下结论：

（1）稀油润滑装置的总体结构方案是正确的，主要结构尺寸设计也是合理的。

（2）一定的性能试验及实际应用的结果表明，稀油润滑装置的性能参数能够满足啤酒高速生产线灌装机对多气缸润滑的工况要求，工作运行稳定。

（3）稀油润滑装置结构相对简单，投入少，使用方便，易于维护。