专利名称：高速主轴轴承油气润滑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机电装置，尤其是指一种高速主轴轴承油气润滑装置。
背景技术：
目前，对dmN(毫米转/分钟)≥100×104的高速主轴轴承的润滑，是通过使用一次雾化或二次雾化的油雾润滑装置来完成的，它的工作原理是将过滤的压缩空气送入油雾器，对油液进行雾化，其中一部分压缩空气通过截止阀进入储油杯的上腔，储油杯内的油面受压缩空气作用使油液从吸油管上升，进入视油帽，再经过浓度阀调节滴入喷油小孔，另一部分称为主通道的压缩空气气流将喷油小孔中的油引射出来，油被雾化后随气流输送到高速主轴轴承对其进行润滑和冷却。
采用这种工作原理的油雾润滑装置存在以下缺点1、因为首先要将润滑油吹散成油雾状，再送入高速轴承，因此所用润滑油的粘度就较低，它导致一方面使轴承润滑表面的油膜强度较低，一般测得的油膜电阻仅几十欧姆到几百欧姆，当高速主轴受力工作时，容易使轴承滚道得不到充分润滑，从而造成轴承磨损，影响轴承的使用寿命。另一方面容易使部分油雾溢出，造成环境污染。
2、由于采用这种润滑方式的润滑油是以雾状形态均匀地寄生在压缩空气中，是由压缩空气将润滑油带到润滑点，因此各润滑点得到的润滑油量取决于压缩空气的流量，而压缩空气的流量又取决于各润滑点通道的气阻，要通过设计各润滑点通道的气阻来进行轴承润滑设计，使设计过程烦琐，特别是高速主轴旋转时所产生的气流影响，以及主轴外围环境的影响，这些影响多为动态的影响，很难保证各润滑点得到充分的润滑。
为了进一步提高加工精度，人们研制开发了dmN≥180×104的高速、高刚度、高频电主轴，随之而来的问题是如何保证这类高速主轴轴承能够得到有效的润滑。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对高速主轴轴承进行有效润滑和冷却并能减小环境污染和简化润滑过程设计的油气润滑装置。
为解决此技术问题所采取的技术方案是它主要包括油杯(1)、高压注油泵(21)、分水过滤器(5)、调阻器(13)、定量元件(14)、坛压电磁阀(16)、转切电磁阀(17)、气泵进气电磁阀(10)，以及混合室(12)、控制器(15)和滤油器(9)。将油杯(1)固定在一底盘(8)上，高压注油泵(21)安装在油杯(1)的上方；一进气气源开关(2)经一进气气压表(3)和一压力继电器(4)与分水过滤器(5)的输入端相连通，分水过滤器(5)的输出端分别与一过滤减压阀(6)的一端、坛压电磁阀(16)的输入端、转切电磁阀(17)的输入端、气泵进气电磁阀(10)的输入端相连通；过滤减压阀(6)的另一端分别与一冷却气压表(7)和混合室(12)相连通；混合室(12)分别与坛压电磁阀(16)的输出端、转切电磁阀(17)的输出端、数个定量元件(14)的输出端相连通，调阻器(13)的输出端分别经数个输出口接头(20)与各主轴轴承(22)相连通，并并联有输出压力表(19)；高压注油泵(21)还分别与气泵进气电磁阀(10)的输出端及定量元件(14)的输入端相连通；滤油器(9)的上端设有一油压表(18)。控制器(15)分别与过滤减压阀(6)、坛压电磁阀(16)、气泵进气电磁阀(10)，转切电磁阀(17)及高压注油泵(21)电连接。混合室(12)由数个叠加式混合阀构成，每个混合阀主要包括阀体(23)、导向螺塞(24)、直角气管接头(25)和(27)、气源接头(26)、视油窗(28)、调节阀芯(29)、密封锥(30)、活塞杆(32)、喷油口(33)、导气管(34)和油管接头(35)。在每个混合阀中导向螺塞(24)螺接在阀体(23)的上端，导向螺塞的中心孔内活动连接有活塞杆(32)，活塞杆的下端为混合腔；直角气管接头(25)与转切电磁阀(17)相连通；气源接头(26)的一端与气源相通，气源接头的另一端装设有一调节阀芯(29)；直角气管接头(27)分别与坛压电磁阀(16)和导气管(34)相通；喷油口(33)的上端固定有视油窗(28)，其下端经油管接头与定量元件(14)相通。
本实用新型的优点是由于本装置通过空气压缩、高压注油、空气冷却、油气混合，以及微电脑程序控制下的电磁阀联锁和延时导通，不再需要将润滑油吹散成雾状，而是将润滑油按周期间隔定量由冷却空气输送到各润滑点上，可以提高所使用润滑油的粘度范围，增强润滑表面的油膜强度，使轴承滚道得到充分的润滑和冷却，同时减少所溢油雾对环境的污染，有效消除因各润滑点气阻不同造成的动态影响，减化复杂的润滑设计，提高工作效率，构成高速、高刚度和高频电主轴的新一代润滑装置。
图1为本实用新型原理图。
图2为本实用新型主视图。
图3为本实用新型左视图。
图4为本实用新型右视图。
图5为本实用新型中混合阀主视图。
图6为本实用新型中混合阀俯视图。
图7为本实用新型中混合阀A-A剖视放大图。
图8为本实用新型实施例动作流程图。
图中标号说明如下1、油杯2、进气气源开关3、进气气压表4、压力继电器 5、分水过滤器 6、过滤减压阀7、冷却气压表 8、底盘9、滤油器10、气泵进气电磁阀 11、注油口 12、混合室13、调阻器 14、定量元件 15、控制器16、坛压电磁阀 17、转切电磁阀 18、油压表19、输出口压力表 20、输出口接头 21、高压注油泵22、主轴轴承 23、阀体 24、导向螺塞25、直角气管接头 26、气源接头 27、直角气管接头28、视油窗29、调节阀芯30、密封锥31、弹簧 32、活塞杆 33、喷油口34、导气管35、油管接头具体实施方式
如图1-4所示，高速主轴轴承油气润滑装置主要包括油杯(1)、高压注油泵(21)、分水过滤器(5)、调阻器(13)、定量元件(14)、坛压电磁阀(16)、转切电磁阀(17)、气泵进气电磁阀(10)，还包括混合室(12)、控制器(15)和滤油器(9)，其中油杯(1)固定在底盘(8)上，其容积为4立升，高压注油泵(21)安装在油杯(1)的上方，其每动作一次可压出油量2-10ml可调，油质的粘度范围为20-750mm2/s；进气气源开关(2)经进气气压表(3)和压力继电器(4)与分水过滤器(5)的输入端相连通，其气源气压为0.2-0.4Mpa，分水过滤器(5)的输出端分别与过滤减压阀(6)的一端、坛压电磁阀(16)的输入端、转切电磁阀(17)的输入端、气泵进气电磁阀(10)的输入端相连通，其中坛压电磁阀和转切电磁阀的工作电压为直流24V，气泵进气电磁阀的工作电压为交流220V；过滤电磁阀(6)的另一端分别与冷却气压表(7)和混合室(12)相连通；混合室(12)分别与坛压电磁阀(16)的输出端、转切电磁阀(17)的输出端、5个定量元件(14)的输出端及5个调阻器(13)的输入端相连通，定量元件每次可以送油0.025ml，调阻器(13)的输出端分别经5个输出口接头(20)与各主轴轴承(22)相连通，通过调阻器可以使每路流量相同；高压注油泵(21)还分别与气泵进气电磁阀(10)的输出端及定量元件(14)的输入端相连通，并并联有输出压力表(19)；滤油器(9)的上端设有一油压表(18)；油杯(1)的上部固定有一注油口(11)。
控制器(15)分别与过滤减压阀(6)、坛压电磁阀(16)、气泵进气电磁阀(10)，转切电磁阀(17)及高压注油泵(21)电连接。控制器包括有微电脑和控制程序，它实现对过滤减压阀、坛压电磁阀、气泵进气电磁阀、转切电磁阀及高压注油泵的动作控制，完成动作的联锁和延迟。控制器面板上设有LED指示器，形象化地监视高压注油泵和各电磁阀的动作。控制器具有缺油、气压过低的显示和发讯保护功能。控制器设有与其它机械设备控制系统相连接的通讯接口。
如图5-7所示，5个混合阀阀体(23)分别由四个双头螺柱紧固连接在一起；导向螺塞(24)螺接在阀体(23)的上端，导向螺塞的中心孔内活动连接有活塞杆(32)，活塞杆的下端为混合腔，混合腔的底部装设有密封锥(30)，混合腔的侧壁套接弹簧(31)后与阀体(23)相连接；直角气管接头(25)与转切电磁阀(17)相连通；气源接头(26)的一端与0.2MPa气源相通，气源接头的另一端装设有调节阀芯(29)；直角气管接头(27)分别与坛压电磁阀(16)和导气管(34)相通；喷油口(33)的上端固定有视油窗(28)，其下端经油管接头(35)与定量元件(14)相通。
高速主轴轴承油气润滑装置的工作过程是压缩空气经分水过滤器(5)后形成干燥的压缩空气，此压缩空气分为两路，一路为0.4Mpa的高压气流，它经气泵进气电磁阀(10)送往高压注油泵(21)，同时高压气流经坛压电磁阀(16)与混合室相连；另一路经过滤减压阀(6)产生压力为0.2Mpa的气流，此气流送入混合室(12)。润滑油由高压注油泵经定量元件(14)与混合室相连。起始状态时，在控制器(15)的控制下，坛压电磁阀(16)关，将送油高压气流堵住，使混合室(12)处于低压状态；转切电磁阀(17)关，将混合室(12)与冷却气流通道关闭。控制器(15)发出信号给气泵进气电磁阀(10)，使其导通，高压气流使高压注油泵(21)首先动作，把润滑油经定量元件(14)送入混合室(12)，随即气泵进气电磁阀(10)关闭，然后控制器发出信号，坛压电磁阀(16)导通；继而控制器发出信号，转切电磁阀(17)通；经坛压电磁阀(16)的高压气将混合室(12)里的润滑油打碎，压入冷却气流中，由冷却气流送到润滑点上。随后转切电磁阀(17)关，将混合室与冷却气流通道关闭；坛压电磁阀(16)关，恢复原始状态。按照需要，延迟一个设定时间后重复前面动作，如此循环实现对高速运转的轴承的润滑和冷却。本装置还设有预注油运行和正常循环运行两种状态。由控制器控制的动作流程见图8。
权利要求1.一种高速主轴轴承油气润滑装置，主要包括油杯(1)、高压注油泵(21)、分水过滤器(5)、调阻器(13)、定量元件(14)、坛压电磁阀(16)、转切电磁阀(17)、气泵进气电磁阀(10)，其特征在于还包括混合室(12)、控制器(15)和滤油器(9)，其中油杯(1)固定在一底盘(8)上，高压注油泵(21)安装在油杯(1)的上方；一进气气源开关(2)经一进气气压表(3)和一压力继电器(4)与分水过滤器(5)的输入端相连通，分水过滤器(5)的输出端分别与一过滤减压阀(6)的一端、坛压电磁阀(16)的输入端、转切电磁阀(17)的输入端、气泵进气电磁阀(10)的输入端相连通；过滤电磁阀(6)的另一端分别与一冷却气压表(7)和混合室(12)相连通；混合室(12)分别与坛压电磁阀(16)的输出端、转切电磁阀(17)的输出端、数个定量元件(14)的输出端及数个调阻器(13)的输入端相连通，调阻器(13)的输出端分别经数个输出口接头(20)与各主轴轴承(22)相连通；高压注油泵(21)还分别与气泵进气电磁阀(10)的输出端及定量元件(14)的输入端相连通，并并联有输出压力表(19)；滤油器(9)的上端设有一油压表(18)；油杯(1)的上部固定有一注油口(11)；控制器(15)分别与过滤减压阀(6)、坛压电磁阀(16)、气泵进气电磁阀(10)，转切电磁阀(17)及高压注油泵(21)电连接；设有与其它机械设备控制系统相连接的通讯接口。
2.根据权利要求1所述的高速主轴轴承油气润滑装置，其特征在于混合室(12)由数个叠加式混合阀构成，每个混合阀主要包括阀体(23)、导向螺塞(24)、直角气管接头(25)和(27)、气源接头(26)、视油窗(28)、调节阀芯(29)、密封锥(30)、活塞杆(32)、喷油口(33)、导气管(34)和油管接头(35)，其中数个阀体(23)分别由四个双头螺柱紧固连接在一起；导向螺塞(24)螺接在阀体(23)的上端，导向螺塞的中心孔内活动连接有活塞杆(32)，活塞杆的下端为混合腔，混合腔的底部装设有密封锥(30)，混合腔的侧壁套接一弹簧(31)后与阀体(23)相连接；直角气管接头(25)与转切电磁阀(17)相连通；气源接头(26)的一端与气源相通，气源接头的另一端装设有一调节阀芯(29)；直角气管接头(27)分别与坛压电磁阀(16)和导气管(34)相通；喷油口(33)的上端固定有视油窗(28)，其下端经油管接头与定量元件(14)相通。
3.根据权利要求1或2所述的高速主轴轴承油气润滑装置，其特征在于阀体(23)、定量元件(14)、调阻器(13)和压力表(19)的数量为2-10个。
专利摘要一种高速主轴轴承油气润滑装置,属机电技术领域,其主要由分水过滤器、过滤减压阀、滤油器、高压注油泵、电磁阀、混合阀、调阻器、定量元件和控制器所构成,它将现有的油雾润滑方式改变为油气润滑方式,通过控制器的控制程序和可叠加组合的混合阀将润滑油按需要的数量和适宜的周期间隔注射到压缩的冷却气流中,再送到各润滑点上,主要应用于各种机床和高频电主轴等高速旋转的轴承润滑和冷却,它可以提高所使用润滑油的粘度范围,增强润滑表面的油膜强度,并通过微电脑控制,将最佳数量的润滑油送到所需润滑点,使轴承滚道得到充分的润滑和冷却,同时减少溢出的油雾对环境造成的污染,减化复杂的润滑设计,提高工作效率。
文档编号F16N7/00GK2498442SQ01260310
公开日2002年7月3日 申请日期2001年9月14日 优先权日2001年9月14日
发明者袁定东, 叶芒 申请人:叶芒