專利名稱：機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，特別是一種根據(jù)大顆粒金屬磨屑化學成分和質(zhì)量分布及其變化趨勢獲得監(jiān)控界限值的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，屬于設備磨損狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外主要運用潤滑油原子發(fā)射光譜分析技術(shù)監(jiān)控機器的磨損類故障。但原子發(fā)射光譜儀只能測定懸浮在油液中小于10微米的金屬磨屑；而且油液中大于25微米的大顆粒金屬磨屑被設在機器潤滑系統(tǒng)中的過濾器截獲。而25-200微米范圍的大顆粒金屬磨屑是由摩擦副表面剝落、劇烈的滑動磨損和剪切磨損等原因所產(chǎn)生的，最能夠直接反映出機器異常磨損故障信息。因此，目前采用的單一潤滑油原子發(fā)射光譜檢測方法無法監(jiān)控機器大顆粒金屬磨屑，已經(jīng)不能滿足用多參數(shù)判斷、預測機器異常磨損故障的要求。申請?zhí)枮?01010179917. 4，發(fā)明名稱為機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置的發(fā)明專利申請公開了一種機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置及濾芯中的大顆粒金屬磨屑檢測方法，該專利申請中的裝置及方法雖然實現(xiàn)了對過濾器濾芯的自動清洗、磨屑尺寸及數(shù)量分析及磨屑制膜，但僅能對濾芯中大顆粒金屬磨屑的數(shù)量和尺寸分布進行監(jiān)控、分析， 不能對過濾器濾芯中大顆粒金屬磨屑的化學成分和質(zhì)量分布進行監(jiān)控和分析。如何監(jiān)控濾芯中大顆粒金屬磨屑化學成分和質(zhì)量分布及其變化趨勢，是本技術(shù)領域亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)大顆粒金屬磨屑的化學成分和質(zhì)量分布獲得監(jiān)控界限值的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，以提高機器異常磨損故障的預報能力。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，利用機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置和能量色散X射線熒光光譜儀實現(xiàn)，該機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置包括濾芯清洗桶、磨屑制膜器、油箱及控制系統(tǒng)，濾芯清洗桶內(nèi)設有濾芯安裝座，濾芯清洗桶下側(cè)設置有脈沖吹氣閥門，磨屑制膜器中設有用于安裝微孔濾膜膜片的微孔濾膜安裝底座，磨屑制膜器上設有密封氣缸和伸縮氣缸，油箱的油液入口處設有油流發(fā)訊器，其特征在于，該監(jiān)控方法包括1)通過所述機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置制作攜帶大顆粒金屬磨屑的磨屑膜片；2)利用所述能量色散X射線熒光光譜儀確定所述磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的化學成分和質(zhì)量分布，并形成X射線熒光光譜數(shù)據(jù)；3)根據(jù)所述X射線熒光光譜數(shù)據(jù)，確定大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控界限值。進一步地
所述步驟1)包括(11)打開所述濾芯清洗桶，將待檢測的潤滑油過濾器濾芯安裝在所述濾芯安裝座，再封閉所述濾芯清洗桶；(12)通過所述伸縮氣缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔濾膜安裝底座，將微孔濾膜膜片安裝在所述微孔濾膜安裝底座上，再通過所述伸縮氣缸抽回所述微孔濾膜安裝底座；(13)濾芯清洗桶清洗過程所述脈沖吹氣閥門向安裝在所述濾芯安裝座上的潤滑油過濾器濾芯吹出脈沖反吹氣流，使濾芯上的磨屑顆粒脫出；向所述濾芯清洗桶內(nèi)注入清洗油液，清洗吹出的磨屑顆粒；(14)磨屑制膜過程含有磨屑顆粒的清洗油液流經(jīng)孔徑為25微米的微孔濾膜膜片，所含的磨屑顆粒被微孔濾膜膜片收集制膜；(15)清洗油液經(jīng)油流發(fā)訊器流回油箱；所述油流發(fā)訊器檢測清洗油液是否已全部進入油箱；當清洗油液全部進入所述油箱后，所述油流發(fā)訊器發(fā)出信號控制所述油箱封閉油液入口，繼而再將管道內(nèi)的氣體排出；(16)通過所述伸縮氣缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔濾膜安裝底座，將微孔濾膜膜片取出，再通過所述伸縮氣缸抽回所述微孔濾膜安裝底座；(17)打開所述濾芯清洗桶，將待檢測后的潤滑油過濾器濾芯取出，再封閉所述濾芯清洗桶。所述步驟2)包括(21)使用能量色散X射線熒光光譜儀自帶的操作軟件和標準物質(zhì)對儀器進行標定；(22)使用能量色散X射線熒光光譜儀確定磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的各化學成分及其質(zhì)量百分比，并繪制各化學成分元素質(zhì)量百分比隨工作時間的變化趨勢曲線。所述步驟3)包括(31)對所述各化學成分元素質(zhì)量百分比隨工作時間變化的曲線按照式(1)進行一元線性回歸分析，得出標準差σ，并確定各化學成分元素質(zhì)量百分比與工作時間的線性相關性；Y = Α+Β*Χ(1)其中，A和B是線性回歸常數(shù)；(32)按照式(2)確定大顆粒金屬磨屑中各化學成分元素質(zhì)量百分比的監(jiān)控警告值，并繪制監(jiān)控警告曲線；Y = (Α+Β*Χ) +2 σ(2)(33)按照式C3)確定大顆粒金屬磨屑各化學成分元素質(zhì)量百分比的監(jiān)控異常值， 并繪制監(jiān)控異常曲線。Y = (Α+Β*Χ) +3 σ(3)較佳的，隨著所述X射線熒光光譜數(shù)據(jù)的增加，對所述監(jiān)控界限值進行動態(tài)修正。本發(fā)明的有益效果是通過本發(fā)明公開的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，可以實現(xiàn)對過濾器濾芯的自動清洗、大顆粒金屬磨屑制膜及金屬磨屑化學成分元素質(zhì)量百分比及其變化趨勢的分析，并據(jù)此制定警告值和異常值等監(jiān)控界限值，以監(jiān)控機器潤滑系統(tǒng)中的大顆粒金屬磨屑，提高機器異常磨損故障的預報能力。


圖1是機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明的監(jiān)控方法流程圖；圖3是一具體實施例中大顆粒金屬磨屑中狗元素質(zhì)量百分比變化趨勢曲線及監(jiān)控界限值的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖2是本發(fā)明公開的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法流程圖。如圖所示，本發(fā)明的監(jiān)控方法具體步驟為步驟1)、通過機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置制作攜帶大顆粒金屬磨屑的磨屑膜片；圖1是機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置的示意圖。如圖所示，該裝置包括濾芯清洗桶1、磨屑制膜器2、油箱3、控制系統(tǒng)4及無殘留氣動閥門5等。所述濾芯清洗桶1、 磨屑制膜器2和油箱3通過輸油管依次順序連接形成一循環(huán)系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)4的控制下進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作。在濾芯清洗桶1內(nèi)設有濾芯安裝座，用以安裝待檢測的潤滑油過濾器濾芯，濾芯清洗桶1的下側(cè)設置有脈沖吹氣閥門，用以向安裝在濾芯安裝座上的潤滑油過濾器濾芯吹出脈沖反吹氣流；磨屑制膜器2由上下兩個密封蓋及夾設在兩個密封蓋之間的微孔濾膜安裝底座構(gòu)成，該微孔濾膜安裝底座用以安裝微孔濾膜膜片，磨屑制膜器2上還設有密封氣缸和伸縮氣缸；油箱3的油液入口處設有油流發(fā)訊器6 ；濾芯清洗桶1和油箱3 之間還設置有精密過濾器7，以對由油箱3流向濾芯清洗桶1的清洗油液進行精細過濾。待檢測潤滑油過濾器濾芯首先安置在濾芯清洗桶1內(nèi)，經(jīng)清洗油液及脈沖反吹氣流清洗，使過濾器濾芯上的磨屑顆?；烊肭逑从鸵褐小Ｔ摵心バ碱w粒的清洗油液經(jīng)過磨屑制膜器2，通過磨屑制膜器2對清洗油液中所含磨屑顆粒進行過濾，并制成帶有磨屑顆粒的微孔濾膜膜片，以備后續(xù)分析使用。最終經(jīng)過濾的清洗油液流回至油箱3內(nèi)。其中，機器潤滑油過濾器濾芯的自動清洗、大顆粒金屬磨屑收集及磨屑自動制膜的具體方法為(11)打開濾芯清洗桶，將待檢測的潤滑油過濾器濾芯安裝在濾芯安裝座，再封閉濾芯清洗桶；(12)通過伸縮氣缸推出磨屑制膜器的微孔濾膜安裝底座，將微孔濾膜膜片安裝在該微孔濾膜安裝底座上，再通過伸縮氣缸抽回微孔濾膜安裝底座；(13)濾芯清洗桶清洗過程脈沖吹氣閥門向安裝在濾芯安裝座上的潤滑油過濾器濾芯吹出脈沖反吹氣流，使濾芯上的磨屑顆粒脫出；向濾芯清洗桶內(nèi)注入清洗油液，清洗吹出的磨屑顆粒；(14)磨屑制膜過程含有磨屑顆粒的清洗油液流經(jīng)孔徑為25微米的微孔濾膜膜片，所含的磨屑顆粒被微孔濾膜膜片收集制膜；
(15)清洗油液經(jīng)油流發(fā)訊器流回油箱；該油流發(fā)訊器檢測清洗油液是否已全部進入油箱；當清洗油液全部進入油箱后，油流發(fā)訊器發(fā)出信號控制油箱封閉油液入口，繼而再將管道內(nèi)的氣體排出；(16)通過伸縮氣缸推出磨屑制膜器的微孔濾膜安裝底座，將微孔濾膜膜片取出， 再通過伸縮氣缸抽回微孔濾膜安裝底座；(17)打開濾芯清洗桶，將待檢測后的潤滑油過濾器濾芯取出，再封閉濾芯清洗桶。通過上述過程，利用機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置可實現(xiàn)潤滑油過濾器濾芯的自動清洗，代替了手工清洗；同時將濾芯中清洗下來的大顆粒金屬磨屑收集起來制成磨屑膜片，以備后續(xù)分析使用。步驟2)、利用能量色散X射線熒光光譜儀確定磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑化學成分和質(zhì)量分布及其變化趨勢，并形成X射線熒光光譜數(shù)據(jù)；該步驟具體包括(21)使用能量色散X射線熒光光譜儀自帶的操作軟件和標準物質(zhì)對儀器進行標定；主要標定金屬元素為佝、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Ti等；(22)使用能量色散X射線熒光光譜儀確定磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的各化學成分及其質(zhì)量百分比，并繪制各化學成分元素質(zhì)量百分比隨工作時間的變化趨勢曲線。步驟幻、根據(jù)步驟2、中得出的X射線熒光光譜數(shù)據(jù)，確定大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控界限值；該步驟具體包括(31)對所述各化學成分元素質(zhì)量百分比隨工作時間變化的曲線按照式(1)進行一元線性回歸分析，得出標準差σ，并確定各化學成分元素質(zhì)量百分比與工作時間的線性相關性；Y = Α+Β*Χ(1)其中，A和B是線性回歸常數(shù)；(32)根據(jù)式( 確定大顆粒金屬磨屑中各化學成分元素質(zhì)量百分比的監(jiān)控警告值，并繪制監(jiān)控警告曲線；Y = (A+B*X) +2 σ(2)(33)根據(jù)式C3)確定大顆粒金屬磨屑中各化學成分元素質(zhì)量百分比的監(jiān)控異常值，并繪制監(jiān)控異常曲線。Y = (Α+Β*Χ) +3 σ(3)需要注意的是，隨著X射線熒光光譜數(shù)據(jù)的增加，需要對監(jiān)控界限值，包括監(jiān)控警告值和監(jiān)控異常值進行動態(tài)修正。.以下結(jié)合一具體實施例說明如何利用本發(fā)明的監(jiān)控方法監(jiān)控機器潤滑系統(tǒng)中的大顆粒金屬磨屑。選取76h_47^!不同工作時間17個某型機器潤滑油濾芯作為監(jiān)控對象，分析濾芯中大顆粒金屬磨屑中的狗、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Ti等元素含量，監(jiān)控某型機器的大顆粒金屬磨屑化學成分元素的質(zhì)量分布。首先，通過機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置制作攜帶大顆粒金屬磨屑的磨屑膜片；
之后，使用能量色散X射線熒光光譜儀對磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的化學成分和質(zhì)量分布進行定量分析，得到X射線熒光光譜數(shù)據(jù)；一般情況下，主要監(jiān)控的化學成分元素包括佝、Al、Cu、Ag、Ni、Cr、Ti 等。最后，對X射線熒光光譜數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，制定大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控界限值。以狗為例，根據(jù)式(1)確定狗質(zhì)量百分比與工作時間的一元線性回歸方程和標準差為Y = 20. 953+5. 28 X 1(Γ2*Χσ=1. 777根據(jù)式⑵確定大顆粒金屬磨屑中!^e的質(zhì)量百分比監(jiān)控警告值為Ym= 24. 507+5. 28X 1(Γ2*Χ根據(jù)式(3)確定大顆粒金屬磨屑中!^e的質(zhì)量百分比監(jiān)控異常值分別為Ye= 26. 284+5. 28X 1(Γ2*Χ圖3是本實施例中大顆粒金屬磨屑中Fe元素質(zhì)量百分比變化趨勢曲線及監(jiān)控界限值的示意圖。綜上所述，本發(fā)明首先利用機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置制作攜帶大顆粒金屬磨屑的磨屑膜片；然后使用能量色散X射線熒光光譜儀分析磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑化學成分和質(zhì)量分布及其變化趨勢，形成X射線熒光光譜數(shù)據(jù)；最后對X射線熒光光譜數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，制定出大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控界限值。通過本發(fā)明的監(jiān)控方法可以實現(xiàn)對過濾器濾芯的自動清洗、磨屑制膜、磨屑化學成分和質(zhì)量分布分析及監(jiān)控界限值的制定，監(jiān)控機器潤滑系統(tǒng)中的大顆粒金屬磨屑，提高機器磨損類故障的預報能力，彌補現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。以上所述是本發(fā)明的較佳實施例及其所運用的技術(shù)原理，對于本領域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，利用機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置和能量色散X射線熒光光譜儀實現(xiàn)，該機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置包括濾芯清洗桶、磨屑制膜器、油箱及控制系統(tǒng)，濾芯清洗桶內(nèi)設有濾芯安裝座，濾芯清洗桶下側(cè)設置有脈沖吹氣閥門，磨屑制膜器中設有用于安裝微孔濾膜膜片的微孔濾膜安裝底座， 磨屑制膜器上設有密封氣缸和伸縮氣缸，油箱的油液入口處設有油流發(fā)訊器，其特征在于， 該監(jiān)控方法包括1)通過所述機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置制作攜帶大顆粒金屬磨屑的磨屑膜片；2)利用所述能量色散X射線熒光光譜儀確定所述磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的化學成分和質(zhì)量分布，并形成X射線熒光光譜數(shù)據(jù)；3)根據(jù)所述X射線熒光光譜數(shù)據(jù)，確定大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控界限值。
2.如權(quán)利要求1所述的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟1)包括(11)打開所述濾芯清洗桶，將待檢測的潤滑油過濾器濾芯安裝在所述濾芯安裝座，再封閉所述濾芯清洗桶；(12)通過所述伸縮氣缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔濾膜安裝底座，將微孔濾膜膜片安裝在所述微孔濾膜安裝底座上，再通過所述伸縮氣缸抽回所述微孔濾膜安裝底座；(13)濾芯清洗桶清洗過程所述脈沖吹氣閥門向安裝在所述濾芯安裝座上的潤滑油過濾器濾芯吹出脈沖反吹氣流，使濾芯上的磨屑顆粒脫出；向所述濾芯清洗桶內(nèi)注入清洗油液，清洗吹出的磨屑顆粒；(14)磨屑制膜過程含有磨屑顆粒的清洗油液流經(jīng)孔徑為25微米的微孔濾膜膜片，所含的磨屑顆粒被微孔濾膜膜片收集制膜；(15)清洗油液經(jīng)油流發(fā)訊器流回油箱；所述油流發(fā)訊器檢測清洗油液是否已全部進入油箱；當清洗油液全部進入所述油箱后，所述油流發(fā)訊器發(fā)出信號控制所述油箱封閉油液入口，繼而再將管道內(nèi)的氣體排出；(16)通過所述伸縮氣缸推出所述磨屑制膜器的所述微孔濾膜安裝底座，將微孔濾膜膜片取出，再通過所述伸縮氣缸抽回所述微孔濾膜安裝底座；(17)打開所述濾芯清洗桶，將待檢測后的潤滑油過濾器濾芯取出，再封閉所述濾芯清洗桶。
3.如權(quán)利要求2所述的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟2、包括(21)使用能量色散X射線熒光光譜儀自帶的操作軟件和標準物質(zhì)對儀器進行標定；(22)使用能量色散X射線熒光光譜儀確定磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的各化學成分及其質(zhì)量百分比，并繪制各化學成分元素質(zhì)量百分比隨工作時間的變化趨勢曲線。
4.如權(quán)利要求3所述的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟幻包括(31)對所述各化學成分元素質(zhì)量百分比隨工作時間變化的曲線按照式(1)進行一元線性回歸分析，得出標準差σ，并確定各化學成分元素質(zhì)量百分比與工作時間的線性相關性；Y= A+B*X(1) 其中，A和B是線性回歸常數(shù)；(32)按照式(2)確定大顆粒金屬磨屑中各化學成分元素質(zhì)量百分比的監(jiān)控警告值，并繪制監(jiān)控警告曲線；Y= (A+B*X) +2 σ(2)(33)按照式(3)確定大顆粒金屬磨屑各化學成分元素質(zhì)量百分比的監(jiān)控異常值，并繪制監(jiān)控異常曲線。Y= (Α+Β*Χ) +3 σ(3)
5.如權(quán)利要求1所述的機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，其特征在于，隨著所述X射線熒光光譜數(shù)據(jù)的增加，對所述監(jiān)控界限值進行動態(tài)修正。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機器潤滑系統(tǒng)中大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控方法，利用機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置和能量色散X射線熒光光譜儀實現(xiàn)，該監(jiān)控方法包括通過機器潤滑油過濾器濾芯磨屑檢測裝置制作攜帶大顆粒金屬磨屑的磨屑膜片，然后利用能量色散X射線熒光光譜儀分析磨屑膜片上大顆粒金屬磨屑的化學成分和質(zhì)量分布，并形成X射線熒光光譜數(shù)據(jù)；根據(jù)X射線熒光光譜數(shù)據(jù)，制定大顆粒金屬磨屑的監(jiān)控界限值，并隨著X射線熒光光譜數(shù)據(jù)的增加動態(tài)修正監(jiān)控界限值。本發(fā)明能夠監(jiān)控大顆粒金屬磨屑化學成分和質(zhì)量分布及其變化趨勢，并據(jù)此制定監(jiān)控界限值，以監(jiān)控機器潤滑系統(tǒng)中的大顆粒金屬磨屑，提高機器異常磨損故障的預報能力。
文檔編號F16N29/00GK102563328SQ20121003535
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者葉強, 張晶, 朱子新, 鄭俊中, 陳棟, 陳沫 申請人:朱子新