专利名称：轴承用微量润滑可调式供油装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种润滑系统，尤其是一种轴承润滑油供油系统，具体地说是一种轴承用微量润滑可调式供油装置。
背景技术：
迄今为止，无论是在传统制造业还是现代制造系统中，滚动轴承已经成为机电制品中必不可少的零部件之一。影响滚动轴承的主要因素为载荷情况、润滑情况、装配情况、环境条件及材质或制造精度等。其中，润滑对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温度、振动等有重要影响。分析轴承损坏的原因表明，40％左右的轴承损坏都与润滑不良有关。
滚动轴承常用润滑方式有油润滑及脂润滑。其中，滚动轴承油润滑的常用润滑方式有油浴润滑、滴油润滑、飞溅润滑、循环润滑、油雾润滑等。这些润滑总体看都是要使工作中的滚动轴承温升降低，使滚珠对内外圈的摩擦降到最低，防止轴承表面烧伤和损坏，提高使用寿命。它们在使用场合方面有较大的差异。因此，对滚动轴承进行润滑时，应根据轴承类型、尺寸、工作温度、转速、负荷、环境条件等综合考虑，选择最恰当的润滑方式。
图1是常见的滚动轴承润滑温升与润滑油量的关系曲线，其中横坐标表示油量，纵坐标表示轴承温升[1]。整条温升变化曲线可划分为四个区域。
第一个区域是供油不足区，由于油量太少，润滑油不能有效地进入各个摩擦接触点，造成干摩擦，轴承的工作不正常，温升很高。
随着油量的增加，温升的减少变得不明显，在温升到达最低点后，油量的增加反而有温升上升的趋势，这段称为小油量区。在这个区域，油量能保证正常润滑油膜生成，且没有太多的油在搅动和飞溅中消耗能量。因而温升较低。
油量进一步增大，达到通常的油雾润滑、注油循环润滑、油浴润滑的油量。这时，油液在搅动和飞溅中消耗能量，产生大量的热，使轴承温升提高。这区域称为过油量润滑区。
如果循环油的流量进一步提高，虽然油液在剧烈的搅动中发热很多，但另一方面油液也将大量的热量带出轴承箱，所以油量增大使轴承的温升减少。这个区域为大油量冷却区。
从图中明显可以看出在第二、四区域温升较低，但是由于大油量区容易对机器造成污染，而第二是较为理想的供油区，它不仅用油量少，而且降温效果好，对环境所造成的污染也小。一般来说，第二区的理想的供油量可参考有关手册进行选择。而如何持续稳定地为轴承提供所需的润滑油量一直是工程技术人员探讨的课题，缺乏相关的供油装置供选用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的轴承润滑缺乏合适的能根据需要调节供油量的供油系统而易出现供油不足或过量造成浪费和机器污染的问题，发明一种轴承用可调式润滑油供油装置。
本发明的技术方案是一种轴承用微量润滑可调式供油装置，其特征是它包括一可调节直线移动速度的直线电机；一安装在所述直线电机一端或二端的多级油缸；所述多级油缸的活塞轴与直线电机相连；一为多级油缸供油的油箱；在连接多级油缸的各压缩腔上的进油口与油箱的管路上安装有只能使润滑油进入所述压缩腔的进油单向阀；在连接多级油缸的各压缩腔上的出油口与被润滑轴承之间的输油管上安装有只能向轴承供油的润滑单向阀。
所述的电机为变频直线电机。
所述的多级油缸为三级油缸，相应地所述的活塞轴由三段不同直径的活塞整体相连而成，其直径比为1∶2∶4。
所述的轴承为滚动轴承。
本发明具有以下优点通过本发明在对温升有控制要求的机床上使用表明，它能有效抑制轴承温升，使轴承保持良好的工作状态，从而有利于保证零部件的加工精度，延长机床的使用寿命，对设备的维护带来了很大的便利。本发明还可实现同时对多种不同型号的轴承同时润滑的目的，并且节约润滑油消耗。同时，直线伺服电机的使用使润滑系统实现了柔性化控制，能够根据不同的情况改变系统的输出。
本发明还具有结构简单，安装、使用、维护方便，可隐形安装在各类设备中。
图1是与本发明有关的轴承温升与润滑油的关系曲线图。
图2是本发明的结构原理示意图。
图3是本发明的活塞的结构示意图。
图4是本发明的供油量与直线电机速度关系图。
具体实施例方式
下面结构附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图2、3所示。
一种轴承用微量润滑可调式供油装置，它主要由直线电机16、多级油缸13，14、活塞轴18、油箱19及相应的输油管组成，直线电机16采用可调节直线移动速度的变频直线电机，多级油缸13，14分别安装在变频直线电机16的两端；多级油缸13、14的活塞轴18的一端与变频直线电机16相连；在连接多级油缸13、14的各压缩腔上的进油口与油箱19的管路上安装有只能使润滑油进入所述压缩腔的进油单向阀1、2、3、4、5、6，在连接多级油缸13、14的各压缩腔上的出油口与被润滑轴承之间的输油管上安装有只能向滚动轴承21供油的润滑单向阀7、8、9、10、11、12，如图2所示，活塞轴18由三级不同直径的活塞整体相连而成，其直径的最佳比为1∶2∶4，如图3。具体实施时多级油缸13、14还可为二级、三级、四级、五级等。
下面是本发明所涉及的各参数的计算、推定方法。
输出油量Q的计算
此实施例是用变频直线电机来驱动，输出油量由直线电机的运动速度来决定，它可以由变频器输出不同频率来调节，然后根据不同的滚动轴承随时改变输出油量。在实际应用中，可以根据以下步骤来确定(1)粗略计算滚动轴承所需要的油量Q1；(2)对(1)中的油量进行修正，缸体的截面积A可以根据图3上尺寸求得，根据Q1＝V·A计算得到驱动轴的运行速度；(3)根据公式v1=60f1p·2pτ60=2f1τ,]]>求得电机的输入频率f；(4)通过变频器使f在一定范围内变化输出润滑油，并测定不同情况下滚动轴承温升变化，从中选出最佳的输入频率f0；(5)使直线电机的输入频率为f0，输出润滑油对滚动轴承进行润滑。
利用截面积，还可以得到三级液压缸的油量输出比大约为4∶2∶1。
根据上面的计算过程，可见输出油量Q是通过改变直线电机频率，从而改变直线电机速度而实现的。输出油量和直线电机速度关系如图4所示。
目前，一般的直线电机分辨率都在μm/s范围之内，因此直线电机在0.1～0.3mm/s范围内运动是可以实现的，而此时输出油量可以实现小油量区域的润滑。
本发明主要实现对滚动轴承的润滑，要求液压部分能够实现液压油的输入和输出。由于润滑时所需要的油量很少，所以所设计的液压系统不需要很大，因此将液压缸设计成双作用多级液压泵可实现多个滚动轴承同时润滑，如图2所示。从图2中可看出，当电机驱动轴15向左运动时，右缸体14密封工作腔的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油阀4、5、6进入泵内，实现右侧吸油；左缸体13密封工作腔容积变小，油液受挤压，通过压油阀10、11、12输出到系统中去，实现左侧压油。驱动轴15右移时，情况恰好相反，左缸体13密封工作腔的容积变大，产生真空，油箱中的油液便在大气压力作用下通过吸油阀1、2、3进入泵内，实现左侧吸油；右缸体14密封工作腔容积变小，油液受挤压，通过压油阀7、8、9输出到系统中去，实现右侧压油。如果电机连续工作，液压泵会不断地完成吸油和压油动作，因此就会连续不断地向液压系统供油，不会影响轴承的润滑。
权利要求
1.一种轴承用微量润滑可调式供油装置，其特征是它包括一可调节直线移动速度的直线电机；一安装在所述直线电机一端或二端的多级油缸；所述多级油缸的活塞轴与直线电机相连；一为多级油缸供油的油箱；在连接多级油缸的各压缩腔上的进油口与油箱的管路上安装有只能使润滑油进入所述压缩腔的进油单向阀；在连接多级油缸的各压缩腔上的出油口与被润滑轴承之间的输油管上安装有只能向轴承供油的润滑单向阀。
2.根据权利要求1所述的轴承用微量润滑可调式供油装置，其特征是所述的电机为变频直线电机。
3.根据权利要求1所述的轴承用微量润滑可调式供油装置，其特征是所述的多级油缸为三级油缸，相应地所述的活塞轴由三段不同直径的活塞整体相连而成，其直径比为1∶2∶4。
4.根据权利要求1所述的轴承用微量润滑可调式供油装置，其特征是所述的轴承为滚动轴承。
全文摘要
本发明针对现有的轴承润滑缺乏合适的能根据需要调节供油量的供油系统而易出现供油不足或过量造成浪费和机器污染的问题，公开了一种轴承用微量润滑可调式供油装置，它包括一可调节直线移动速度的直线电机；一安装在所述直线电机一端或二端的多级油缸；所述多级油缸的活塞轴与直线电机相连；一为多级油缸供油的油箱；在连接多级油缸的各压缩腔上的进油口与油箱的管路上安装有只能使润滑油进入所述压缩腔的进油单向阀；在连接多级油缸的各压缩腔上的出油口与被润滑轴承之间的输油管上安装有只能向轴承供油的润滑单向阀。具有供油量小且可调，有利于增加润滑效果，降低油量消耗和控制温升的优点。
文档编号F15B1/00GK1904392SQ200610041110
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月3日 优先权日2006年8月3日
发明者王明娣, 左敦稳, 王珉, 钟康民, 徐锋, 黎向锋 申请人:南京航空航天大学