导轨润滑终端检测装置及检测方法

摘要

本发明涉及导轨润滑终端检测装置及检测方法。该装置的供油管出口接入润滑油路的注油口，且供油管上依次串接有第一单向阀和第一通断阀并连接有压力开关，供气系统的供气管出口分别连接所述第一气路和第二气路的进口，所述第一气路上依次串接有第一节流阀和第二单向阀，所述第二气路上依次串接有第二节流阀和可调节流阀，所述第一气路和第二气路之间设有压差传感器，所述第一气路的出口接入润滑油路的泄油口。该方法采用上述装置进行检测，依据相关元件的状态得出检测结果。本发明的检测装置结构紧凑，使用方便，可以有效地实现高精度数控外圆磨床轨道润滑终端以及其他间隙式供油场合的油路或供油状况的检测。

权利要求

1.导轨润滑终端检测装置，包括供油系统，所述供油系统设有供油管，所述供油管的出口接入润滑油路的注油口，其特征在于还包括气动检测装置，所述供油管上依次串接有第一单向阀和第一通断阀，所述第一单向阀位于所述第一通断阀的出口侧，所述第一通断阀和第一单向阀之间的供油管上连接有压力开关，所述压力开关的输入接口接入所述第一通断阀和第一单向阀之间的供油管，所述气动检测装置包括供气系统、第一气路和第二气路，所述供气系统设有供气管，所述供气管上设有第二通断阀，其出口分别连接所述第一气路和第二气路的进口，所述第一气路上依次串接有第一节流阀和第二单向阀，所述第二单向阀位于所述第一节流阀的出口侧，所述第二气路上依次串接有第二节流阀和可调节流阀，所述可调节流阀位于所述第二节流阀的出口侧，所述第一气路的出口接入润滑油路的泄油口，所述第一气路和第二气路之间设有压差传感器，所述压差传感器的两端分别连接在位于第一节流阀和第二单向阀之间的第一气路上和位于第二节流阀和可调节流阀之间的第二气路上。

2.如权利要求1所述的导轨润滑终端检测装置，其特征在于所述第一气路上设有第三节流阀，所述第三节流阀串接在所述第二单向阀和所述压差传感器在第一气路上的连接点之间的第一气路上。

3.导轨润滑终端检测方法，其特征在于采用权利要求1或2所述的导轨润滑终端检测装置进行检测，包括：

在第一通断阀开启且第二通断阀开启的状态下，依据压力开关和压差传感器的通断状态得出检测结论，

若压力开关处于断开状态且压差传感器处于断开状态，判断为润滑正常；

若压力开关处于断开状态且压差传感器处于导通状态，判断为润滑油槽堵塞；

若压力开关处于导通状态且压差传感器处于导通状态，判断为供油系统未正常供油；

在第一通断阀关断且第二通断阀开启的状态下，依据压力开关和压差传感器的通断状态得出检测结论，

若压力开关处于导通状态且压差传感器处于导通状态，判断为润滑油路的润滑油断流；

若压力开关处于导通状态且压差传感器处于断开状态，判断为泄油口堵塞。

说明书

导轨润滑终端检测装置及检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及导轨润滑终端检测装置及检测方法，适应于高精度数控外圆磨床贴塑导轨等润滑终端供油状况的检测。

背景技术

[0002] 高精度数控外圆磨床由于精度高，任何震动都会影响其精度，故导轨多采用钢基体表面贴聚四氟乙烯软带的滑动导轨，为防止滑动摩擦的磨损和爬行，需要油润滑。由于聚
四氟乙烯材料本身具有一定的润滑性，所以需要润滑油量极少，每分钟2、3滴，使导轨表面
形成油膜，如果油量过大，导轨会有微小的浮起，影响磨削精度。由于普通检测原件检测不
到这样微小的流量，因此，如何在这样密闭的狭小空间找到一种有效的检测方法，保证润滑
管路畅通和润滑油持续流到导轨表面，是亟待解决的一个问题。

[0003] 高精度外圆磨床采用“平‑V”贴塑平面导轨，润滑油槽是在导轨上全程贯穿的，油槽截面形状是底边长5mm、高1.5mm的等腰三角形，每段长约1米的“S”形沟槽，导轨运动时将
“S”形油槽中的油分摊到整个导轨表面，油槽的末端设有泄油口，润滑油从注油口进入，经
过一段狭长的管路流过导轨表面，最终从泄油口流出，油泵不断补充消耗的油量，多余的油
量从泄油口流出。

[0004] 作为精加工机床，要求导轨运行稳定，需要避免出现下列问题：1)导轨表面无润滑油或润滑不均匀而产生“爬行”；2）润滑油的压力和油槽面积过大而产生“浮起”，例如避免
润滑油槽中压力升高而“静压浮起”，避免导轨运动时而“动压浮起”。

[0005] 这种油路不封闭（有泄漏）且压力较低，流量在动态平衡中会产生波动，采用常规压力计和流量计检测方法进行检测，会存在如下问题：1）当油路中有堵塞或阻尼时，虽然注
油口的压力达标，但是导轨的后端没有油，此时会出现导轨局部无油润滑但压力计不报警
的故障；2）导轨运动时会带动润滑油加快流动（即刮油和动压现象），造成供油侧节流器后
的注油口油压下降，虽然此时导轨全程有油，但是还会有短暂的报警，发生压力计错误报警
的故障；3）由于现在市场上常规流量计（包括膜片式、桨叶式、热敏电阻式和卡门涡街式等）
的量程有限，即使最小流程0.3L/min，也无法满足导轨润滑油的压力0.06MPa、流量0.1L/
min下的检测要求，且不适于检测导轨运动时流量波动的工作状况。

发明内容

[0006] 为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了导轨润滑终端检测装置及检测方法，这种检测装置结构紧凑，使用方便，可以有效地实现高精度数控外圆磨床轨道润滑终端以
及其他间隙式供油场合的油路或供油状况的检测。

[0007] 本发明的技术方案是：

[0008] 导轨润滑终端检测装置，适应于设有注油口和泄油口的润滑油路，包括供油系统，还包括气动检测装置，所述供油系统设有供油管，所述供油管的出口接入所述润滑油路的
注油口，所述供油管上依次串接有第一单向阀和第一通断阀，所述第一单向阀位于所述第
一通断阀的出口侧，所述第一通断阀和第一单向阀之间的供油管上连接有压力开关，所述
压力开关的输入接口接入所述第一通断阀和第一单向阀之间的供油管，所述气动检测装置
包括供气系统、第一气路和第二气路，所述供气系统设有供气管，所述供气管上设有第二通
断阀，其出口分别连接所述第一气路和第二气路的进口，所述第一气路上依次串接有第一
节流阀和第二单向阀，所述第二单向阀位于所述第一节流阀的出口侧，所述第二气路上依
次串接有第二节流阀和可调节流阀，所述可调节流阀位于所述第二节流阀的出口侧，所述
第一气路的出口接入润滑油路的泄油口，所述第一气路和第二气路之间设有压差传感器，
所述压差传感器的两端分别连接在位于第一节流阀和第二单向阀之间的第一气路上和位
于第二节流阀和可调节流阀之间的第二气路上。

[0009] 所述压力开关为气动压力开关。

[0010] 所述压差传感器为气动压差传感器。

[0011] 所述压力开关优选为常开开关，当其输入接口接入一定的压力（例如，注油口的正常油压下限或者说供油管的正常供油压力）时切换为断开状况，当供油压力下降到一定程
度或者为零时，压力开关导通。

[0012] 所述第一单向阀为允许介质从供油管的进口侧流向出口侧的单向阀。

[0013] 所述第二单向阀为允许介质从第一气路的进口侧流向出口侧的单向阀。

[0014] 所称通断阀（例如，第一通断阀和第二通断阀）为能够实现通断控制的阀，包括能够同时实现通断控制和流量调节的阀。

[0015] 所述第一通断阀优选为电磁通断阀。

[0016] 所述第二通断阀优选为电磁通断阀。

[0017] 所述第一气路上优选设有第三节流阀，所述第三节流阀串接在所述第二单向阀和所述压差传感器在第一气路上的连接点之间的第一气路上。

[0018] 所述第一气路上可以设有用于检测供气压力的气压表或在线气压检测仪。

[0019] 所述气压表或在线气压检测仪优选设置在所述第三节流阀和所述压差传感器在第一气路上的连接点之间的第一气路上。

[0020] 所述第二气路的末端可以设有第二气路出气口。

[0021] 所述第一气路可以设有第一气路出气口。

[0022] 所述第一气路出气口优选设置在所述润滑油路的末端。

[0023] 所述供油系统优选设有位于供油管进口侧的供油可调节流阀，用于调节供油管的输出压力。

[0024] 所述压力开关优选连接有压力开发发讯元件（包括通常所称的发讯装置或发讯电路等，下同），将其开关信号输出接入所述压力开关发讯元件，所述压力开关发讯元件依据
压力开关的开关信号输出（例如，开或关的状态信号或状态切换信号）进行相应的发讯。

[0025] 优选地，当压力开关处于导通（或称开通）状态时，发出报警信号。

[0026] 所述压差传感器优选连接有压差传感器发讯元件，将其压差信号输出接入所述压差传感器发讯元件，所述压差传感器发讯元件依据压差传感器的压差信号输出（例如，开或
关的状态信号或状态切换信号）进行相应的发讯。

[0027] 优选地，当压差传感器处于断开（OFF）状态时，发出报警信号。

[0028] 导轨润滑终端检测方法，其采用本发明的任意一种导轨润滑终端检测装置进行检测，包括：

[0029] 1）在第一通断阀开启且第二通断阀开启的状态下，依据压力开关和压差传感器的通断状态进行状态判断，

[0030] 若压力开关处于断开状态且压差传感器处于断开状态，判断为润滑正常；

[0031] 若压力开关处于断开状态且压差传感器处于导通状态，判断为润滑油槽堵塞；

[0032] 若压力开关处于导通状态且压差传感器处于导通状态，判断为供油系统未正常供油，例如，供油系统的管道堵塞或管道泄漏；

[0033] 2）在第一通断阀关断和第二通断阀开启的状态下，依据压力开关和压差传感器的通断状态进行判断，

[0034] 若压力开关处于导通状态且压差传感器处于导通状态，判断为润滑油路的润滑油断流；

[0035] 若压力开关处于导通状态且压差传感器处于断开状态，判断为泄油口堵塞。

[0036] 可以通过调节第二气路上的可调节流器实现在初始状态下压差传感器两端的气压相等，当来自第一气路的压力输入大于等于来自第二气路的压力输入时，压差传感器导
通，输出“ON”；当来自第一气路的压力输入小于来自第二气路的压力输入时，压差传感器断
开，输出“OFF”。

[0037] 可以依据检测要求，在第一通断阀开启工作后打开第二通断阀进行第一通断阀开启且第二通断阀开启的状态下的检测，在第一通断阀关闭后打开第二通断阀进行第一通断
阀关断且第二通断阀开启的状态下的检测，或者在第一通断阀和第二通断阀均开启的状态
下，关闭第一通断阀进行第一通断阀关断且第二通断阀开启的状态下的检测。

[0038] 可以依据检测要求和润滑系统的工作参数选择适宜特性和参数的压差传感器和供气系统等。

[0039] 本发明的有益效果是：采用液压、气动控制管路中油、气的流量和压力的转化实现流量检测的原理，解决了外圆磨床的导轨润滑的终端检测问题，能够准确地检测出润滑供
油正常、润滑油断流、导轨油槽堵塞、供油侧（或称油泵端）管路堵塞或泄漏、泄油口堵塞等
多种情形，且结构紧凑，所需的油源压力低，可在线测量导轨润滑状况。

[0040] 本发明可用于机床的轨道润滑终端以及其他间隙式供油、特别是工作空间狭窄、润滑油压力低、流量小的场合的检测。

附图说明

[0041] 图1是本发明检测装置的构造原理图；

[0042] 图2是本发明涉及的导轨油槽构造示意图；

[0043] 图3是与图2对应的导轨油槽旋转剖面示意图。

具体实施方式

[0044] 参见图1，本发明的检测装置是在现有接入导轨润滑孔的液压供油装置上增加电磁通断阀1（第一通断阀）、单向阀2（第一单向阀）和压力开关6，并增加一条气动检测装置，
气路的一路（第一气路）接入油路系统中的泄油口，气动管路上接有单向阀3（第二单向阀）、
压差传感器4和电磁通断阀5（第二通断阀）。

[0045] 工作原理：机床工作时，电磁通断阀1处于常开状态，油泵从供油系统的油箱持续供油给导轨的润滑油路，供油压力为0.06MPa,压力开关6处于“断开”状态，此时导轨油槽中
充满了油，并从泄油口不断流出，经过床身的回油池，流回油箱。此时气路的电磁通断阀5处
于常闭状态。

[0046] 检测时，将电磁通断阀5打开，气动检测装置开始工作。供气系统的供气压力选为0.03MPa，低于油压0.06MPa,单向阀3关闭，没有压缩空气泄漏，压差传感器4确认通油，处于
“ON”状态。此时证明油槽中充满了润滑油，而且油槽全程没有堵塞。

[0047] 电磁通断阀1断开，液压供油装置暂停工作，供油油压为0MPa，压力开关6转为“开通”状态而报警，因为油槽的形状为“U形管”，润滑油储存在油槽中，不再流动。由于气压
0.03MPa高于油压0MPa,单向阀3开通，第一气路的压缩空气泄漏，压差传感器4报警，处于
“OFF”状态。此时证明油槽中润滑油流出泄油口，而且泄油口没有堵塞。

[0048] 供气管的压缩空气经过三通分成两条气路，其中第一气路吹动润滑油从泄油口流出，气源至泄油口的气路开通，为压差传感器4提高发讯条件。第二气路可用于吹动润滑油
封闭在“U形管”油槽中，这样当检测结束时，油槽中充满了油，可以保证润滑油持续存在，导
轨可以随时快速启动，不延长机床的加工时间。

[0049] 开启电磁通断阀1，液压供油装置开始供油，压力开关6处于“断开”状态，润滑油充满“U形管”油槽，气压0.03MPa低于油压0.06MPa，单向阀3关闭，压缩空气没有泄漏，使压差
传感器4处于“ON”状态，取消报警。此时证明油槽中再一次充满了润滑油，断开电磁通断阀
5，检测工作结束。

[0050] 如果油槽堵塞，检测时，电磁通断阀5打开，压力开关6处于“断开”状态，证明润滑油已经到达注油口，此时压差传感器4报警，检测到单向阀3没有关闭，证明润滑油没有到达
泄油口。

[0051] 导轨供油状况判断条件表（电磁通断阀5导通）

[0052]

[0053] 压差传感器4的使用能够避免因气源压力变动导致检测结果的不稳定。导轨油槽和气动检测装置共同构成了一个气桥回路。调试时（即起始状态），先确保气路至导轨泄油
口的润滑油清空，形成一条包括第一气路的通路，在第二气路上，调节可调节流阀7，使加在
压差传感器4上的压力平衡，即P1=P2，此时压差传感器4的两端接入无压差。当润滑油流过
导轨和泄油口时，单向阀3关闭，背压P2上升。当P2≥P1, 压差传感器4输出“ON”。反之，当单
向阀3开启且吹空润滑油时，P2＜P1, 压差传感器4输出“OFF”。

[0054] 参见图2‑3，本发明涉及的导轨润滑系统的润滑油路（导轨油槽）10设有注油口11和泄油口12，可以开设连通末端润滑油路（泄油口附近的润滑油路）的孔道21，将第一气路
的出口连接在该孔道的开口上，用于实现第一气路与润滑油路的泄油口的连接，而无需将
第一气路的出口直接连接在泄油口的端口上。

[0055] 本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。