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机床高速主轴油雾润滑技术应用实例
发布时间: 2020/8/24 8:25:00
机床高速主轴油雾润滑技术应用实例
  用在高速主轴单元上的轴承主要有角接触球轴承、磁悬浮轴承、水基动静压轴承、空气动静压轴承等。主轴轴承常见的润滑方式有脂润滑、油雾润滑、油气润滑、喷射润滑及环下润滑等。油雾润滑是一种新型的稀油集中润滑方式,已成功地应用于滚动轴承、滑动轴承、齿轮、链轮、涡轮、导轨等各种摩擦副。随着轴承技术、润滑技术的发展,主轴的转速在逐渐提高。当轴承的速度因值在0.8×106~1.8×106 mm·r/min内时宜采用油雾润滑。由于油雾润滑连续供给压缩空气,使外界的灰尘、杂质难于进入,连续流过的压缩空气使轴承得到冷却的N NiE潞-多余的润滑油产生摩擦热,因而降低了轴承的温度,提高了轴承的寿命。与传统的压力润滑相比,油雾润滑仅使轴承摩擦表面黏附上薄层油膜便能获得较充分的润滑。因此,油耗十分低,不需要大的油箱,进、回油泵,过滤器,冷却装置以及很多的输油通道、管路,也不需要减速器带动油泵,因此,油雾润滑应该是高速机床中主轴的最适宜润滑方式。
  (1)油雾润滑的原理
  油雾润滑技术是一种能连续有效地将油雾化为小颗粒的集中供油方式,它是将适量加压后的润滑油雾输送到轴承表面形成润滑油膜,以提高润滑效果并延长机械寿命。目前的油雾润滑系统多采用压缩空气能量雾化润滑油,并使它们转变成微米级的微小粒子,这种油雾微粒在系统中形成一种稳定的悬浮物,能较长距离地通过管道输送到要求润滑的部位。油雾润滑是一种较先进的微量润滑方式,已成功地用用于滚动轴承、滑动轴承、齿轮、蜗轮、链轮等各种摩擦副。其工作原理如图4—1所示。压缩空气通过进气VI进入阀体1后,沿喷嘴3的进气孔进入喷嘴内腔,并从文氏管4喷出进入雾化室5,这时,真空室2内产生负压,并使润滑油经过滤器8、喷油管7上升到真空室2,然后滴入文氏管4中,油滴被气流喷碎成不均匀的油粒,再从喷雾罩6的排雾孔进入贮油器9的上部,大的油粒在重力作用下落回到贮油器9下部的油中,只有小于3pm的微粒留在气体中形成油雾,随压缩空气经管道输送到润滑点。
  油雾出口
  
  图1 油雾润滑原理图
  1一阀体;2一真空室;3一喷嘴;4一文氏管;5一雾化室;6一喷雾罩;7一喷油管;8--,蝴,9一贮油器
  (2)高速机床主轴油雾润滑的关键问题
 、偈渌陀臀淼难顾蹩掌匦虢嗑桓稍 当机床空气压缩机工作时,润滑油的挥发部分呈雾状混入压缩空气中,并受热气化,之后随压缩空气一起被输送出去。在空气压缩机吸人空气的同时,灰尘也混杂在空气中被吸了进去,如果不对输出的压缩空气作必要的干燥和净化处理,混入压缩空气中的水分和杂质将随同油雾一起输入到高速主轴中,从而会影响高速主轴的润滑效果和使用寿命。高速主轴进行油雾润滑时,轴承运动表面的油膜厚度一般为0.6-√1/im,因此,应该清除压缩空气中粒径大于0.6弘m的固态杂质,避免其进入高速主轴后破坏轴承表面的油膜;,同时压缩空气中的水分进入高速主轴后,会产生高速主轴腐蚀、密封件变质等不利影响,因此也必须清除。根据上述要求及目前国内气源干燥、净化处理的生产状况,在高速机床主轴采用油雾润滑时,最好对气源进行如图4—2所示的干燥和净化处理。
 、谟臀砥魇涑龅挠臀肀匦胛⑿。臀碓诠艿乐杏σ愿晌淼男问绞渌 油雾器是高速主轴油雾润滑中最主要的元件,它应能以少量的压缩空气产生大量的微小油雾。同时,根据油雾的润滑特性可知,油雾器输出的空气流速较低时,才能避免油雾在输送管道中无用的碰撞和搅拌,使油雾以干雾的形式输送到高速主轴。当干雾被送入高速旋转的主轴轴承时,立即变成湿雾,黏附在轴承上,起到良好的润滑作用,并能降低轴承的温升。当高速主轴的油雾润滑选用微雾式油雾器时,其润滑效果比普通油雾器好。设计采用的油雾润滑系统如图3所示。
  
  图2气源干燥处理工艺流程图
  1-空气压缩机;2-后冷却器;3-油水分离器;4-贮气罐;5-自动排水器;6-冷冻式干燥机;7-分水滤气器;8-油雾分离器
  
  图3油雾润滑系统图
  1-空气压缩机;2-后冷却器;3-油水分离器;4-贮气罐;5-自动排水器;6-冷冻式于燥机;7-分水滤气器;8-油雾分离器;9-减压阀;10-压力表;11-机械油雾器;12-压力表
 、塾臀砼ǘ鹊挠跋 油雾润滑是一种集中润滑技术,除了要求雾化后的油雾有较强的可传输性外,油雾发生装置还必须提供足量的润滑油,即具备足够的油雾浓度。雾化后的油雾浓度取决于进入雾化腔内的润滑油的流量。如图4所示,单位时间内的进油量为润滑油质量流量;lD为润滑油密度;Ao为进油管出口有效面积;口2为进油管出口平均流速。
  依据流体力学相关知识可得进油管出口平均流速
  
  图4油雾浓度简化图
  由以上可知,油雾的浓度除了与进油系统的结构有关外,与油液的黏度、密度、压力 p A和P B都有关系。
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