高速主轴系统润滑方法--油气润滑 -- 北京培峰技术有限责任公司

随着新型刀具材料的发展以及轻金属零件的急剧增加，机床运动高速化,特别是主轴运转速度的高速化是当前机床技术发展的关键。国外加工中心的主轴最高速度已普遍达到了10000r/min左右，国内在这方面与国外比还存在一定的差距。
提高主轴转速需要解决的关键技术有这么几方面：高速轴承、高速主轴交流调速电机以及传动系统的润滑问题等。
滾动轴承因摩擦发热，使温度升高。发热因素主要是轴承的固有摩擦力和润滑剂的流体摩擦力。对于轻负载、高速旋转轴承的旋转温度变化，主要由润滑所决定。
润滑油供给量与轴承温升之间的关系大致如图1所示。

图1 涧滑油供給量与轴承温升之关系
油润滑法目前使用最广泛的是自然冷却的油脂润滑、滴油润滑、油雾润滑和油气润滑，但普遍存在轴承给油量过剩问题。有一个形象的例子，当高速汽车通过深积水槽时，由于摩擦力影响，推进速度将急剧减小。汽车运行中的深水，相当于轴承过剩的润滑剂，因此在高速旋转吋，旋转速度越快，润滑剂的种类，油膜的厚度，越起决定性作用。
常用的润滑油给油装置(除油雾方法外) 要产生比一滴油更小的油滴是不可能的。我们认为即使仅仅一滴油（≥0.03ml），对于小型高速轴承来说,也许就相当于上述深积水槽的量。因此提供一滴油的数秒间，就会引起局部的异常发热，有些场合还会引起材质的变化，加速了润滑油的劣化，削弱了润滑能力。另外还有一个问题是高速旋转轴承内部能否充分供油。因为由于旋转，环绕轴承产生了帘状空气层，飞散的润滑油难以冲破空气层，进入润滑点。
1. 油气润滑原理
油气润滑方法可以很好解决以上问题。它是定时地将0.01—0.3ml的微量油送进了0.3—0.5MPa的压缩空气中，通过混合阀形成20—30微米的油粒（雾粒），然后分散到管道中，通过40cm长的管道，实现油粒的均一化。油粒由压缩空气牵引，沿着管内壁有规则地移动，油的移动速度与管径、空气流通速度、油的粘度有关，通常情况下为0. 25—0.5m/s。在各润滑点之前,安装有小口径φ0.8mm喷嘴，以提高雾粒的喷射速度和节约空气消耗量。喷射速度可达每秒几百米，故可打破高速旋转的润滑点的空气层，从而达到喷射供油的目的。
油气润滑能准确稳定供给极少量油,对油的粘度和添加剂不受附制；压缩空气压力较高流量大，可产生冷却效果和防止切削液或粉尘进入轴承；无油雾污染；与脂润滑比摩擦力矩和温升低。当dn值高于100×104时油气润滑的效果仍较满意。当dn值＞100×104且负载较大时，润滑油雾需相应增大到B点以上，以增强油剂的润滑及冷却作用。采用的方法有强制冷却循环、喷射润滑和内圈油槽润滑。喷射润滑通常以压力为1—5kg/平方厘米〔0.1—0.5MPa)的压缩空气和1—5L/min的供油最，通过口径为1—2mm喷嘴，喷向内圏和保持架之间，贯穿轴承内部。目前油气润滑和喷射润滑已基本取代了强制循环润滑、油脂润滑和油雾润滑。
2. 油气系统的构成
系统的部件构成其组合方法与集中润滑给油装置几乎相同。新增加的部分包括控制空气过滤、压力调整、油气混合和润滑点前部的喷嘴加工。
供油泵单元：控制送油与分配
油气混合阀：计量给油，空气量调节，大雾粒形成
空压部件:空气压力控制及过滤
电器控制器：控制系统
配管配线：混合阀—润滑点，φ4—φ6 (外径)：

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