CN102225515A - 机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直接润滑系统和若干润滑管，润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口，另一端连接被润滑轴承。本发明还公开了该系统的再润滑方法，包括以下步骤：将润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出，然后通过润滑管输送到被润滑轴承。本发明的再润滑系统结构紧凑简单，不需要供气系统、油气混合雾化或气化系统，对环境没有任何污染，并可方便实现对机床主轴系统不同部位不同类型和尺寸的轴承供应不同数量不同类型润滑脂的要求，是一种精密、可靠、绿色和适应性很强的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，具有良好的工程应用价值。

Description

机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法

技术领域

本发明涉及滚动轴承润滑技术领域，尤其涉及一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法。

背景技术

机床主轴轴承是机床中的精密核心部件，一般，工作过程中需要进行再润滑，以降低轴承工作温度、延长轴承寿命。现行润滑系统主要是油雾润滑系统和油气润滑系统（见图1），对应的润滑方法分别是油雾润滑和油气润滑，但存在下列问题：（1）需要较为庞大的供油系统、供气系统及油气混合雾化或气化系统，成本较高；（2）气体中的杂质、水分都会给被润滑的轴承带来磨损、锈蚀等负面影响；（3）油雾、油气射入轴承内部时，给正在高速运转的滚动体和保持器的运动带来干扰；（4）雾化或气化后的润滑油经过轴承后排放到大气中，污染作业环境；（5）如果操作者忘记开气或供气不足，高速运转的轴承有被烧结的危险。而采用脂润滑，可以克服上述全部缺点。

但是，现行脂润滑系统不适用于主轴轴承的再润滑，原因是：（1）机床主轴轴承工作转速高，要求补给的润滑剂量非常少，否则轴承温升将会过高，进而引起主轴热变形，影响机床加工精度，但现行的脂润滑系统都不是微量供脂；（2）一根主轴上轴承一般有4套多，需要4个以上的润滑点，现行脂润滑系统要么不能提供这么多润滑点，要么采用多个柱塞泵芯，引起成本升高；（3）一套脂润滑系统只能加注同一种润滑脂，不能满足主轴上不同部位、不同类型的轴承应根据情况区别采用不同润滑脂的要求。

因此，如何对机床主轴轴承实行微量供脂再润滑甚至是对不同部位不同类型的轴承采用不同的润滑脂和不同的补给量，是机床主轴轴承再润滑遇到的现实挑战，其关乎到绿色、成本和机床主轴的精度寿命等重要问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，而且，根据需要，该再润滑系统可以向机床主轴系统不同部位或类型的轴承加注不同种类不同剂量的润滑脂。

本发明的另一目的是提供一种机床主轴轴承微量供脂再润滑方法，以克服现行油雾润滑、油气润滑和脂润滑方法存在的不足或缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直接润滑系统和若干润滑管，润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口，另一端连接被润滑轴承。

优选的，所述再润滑系统还包括分配器和端部内置隔离体的若干储脂润滑管，润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口，另一端连接分配器的输入端口，储脂润滑管内置隔离体的一端连接分配器的输出端口，另一端连接被润滑轴承。

优选的，所述隔离体形状为球形、短圆柱形、锥形或鼓形，最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合；所述隔离体的材料为耐油材料，包括钢材、陶瓷、玻璃、特种塑料。

优选的，所述直接润滑系统内装驱动润滑脂，储脂润滑管内装轴承工作润滑脂；连接分配器多个输出端口的多个储脂润滑管的直径、长度、颜色或储脂润滑管内装的轴承工作润滑脂的类型相同或不同。

优选的，所述直接润滑系统内包含若干无柱塞式双通道输出泵单元，每个泵单元具有两个输出端口，有两路润滑脂输出；当处于泵单元内双通道打通、且一个输出端口堵塞的状态下，仅有一路润滑脂输出，但输出频次翻倍。

优选的，所述微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径和深度，再润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为0.01至0.50立方厘米。

优选的，所述微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径、深度和分配器输出端口的数量，再润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为0.01至0.50立方厘米。

一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法，包括以下步骤：

将润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出，然后通过润滑管输送到被润滑轴承。

一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法，包括以下步骤：

将驱动润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出，通过润滑管输入分配器，然后分别从分配器的多个输出端口进入多个储脂润滑管，推动储脂润滑管端部的隔离体前行并进而推动储脂润滑管内的轴承工作润滑脂向前流入被润滑轴承进行润滑。

优选的，所述隔离体形状为球形、短圆柱形、锥形或鼓形，最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合；所述隔离体的材料为耐油材料，包括钢材、陶瓷、玻璃、特种塑料。

直接润滑系统就是内含若干无柱塞式双通道输出泵单元的润滑系统，包括基座、壳体、润滑脂袋、顶紧弹簧、控制电路板等，直接润滑系统泵单元动力由长寿命直流电池提供或由外设24伏直流提供，直接润滑系统工作时，脂袋中的润滑脂经泵单元泵出。一个双通道输出泵单元正常情况下有两个润滑脂输出端口，当将两通道的内部打通时，就能实现两路工作但仅有一路输出润滑脂的情形。

对应用于电机轴承、工程机械轴承再润滑的直接润滑系统，一般，单通道单次润滑剂泵送量为0.16立方厘米，对机床主轴轴承，因其转速较高，必须实行微量供脂，微量供脂由控制双通道输出泵单元内储脂光孔直径和/或深度来实现，单通道单次润滑剂泵送量可成倍减少，分配器对润滑剂量也具有再分配和减少功能。

与现行机床主轴轴承油雾和油气润滑系统和方法相比，本发明的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法具有以下显著优势：

（1）本发明结构紧凑简单，不需要供气系统、油气混合雾化或气化系统，克服了现行油雾润滑系统、油气润滑系统结构复杂、庞大、成本过高的问题；

（2）本发明不需要气源，一能节省供气成本，二能避免现行油雾和油气润滑系统因供气不足或供油之前忘记开启气源引起的机床主轴轴承过热甚至抱轴等灾难性事故；

（3）本发明不向环境排放油雾或油气，也不向环境排放润滑脂，对环境没有任何污染，属绿色润滑；

（4）本发明可方便实现对机床主轴系统不同部位不同类型和尺寸的轴承供应不同数量不同类型润滑脂的要求，克服了现行脂润滑系统只能提供单一润滑剂的弊端。

本发明的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法，克服了现行油雾或油气润滑系统结构复杂庞大、成本高、依赖气源对气源要求较高、润滑剂补给时干扰滚动体和保持器运动（油雾或油气射入轴承时给高速运转的滚动体和保持器运动带来干扰）、润滑剂对轴承工作表面黏附性不强、污染环境及仅能向主轴系统所有类型轴承提供同类型同数量的润滑剂等不足或缺陷，是一种精密、可靠、绿色和适应性很强的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法，具有良好的工程应用价值。

附图说明

图1为现行机床主轴轴承油雾/油气润滑系统的结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为本发明实施例二的结构示意图；

图4为隔离体在储脂润滑管中的变化状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述本发明。

实施例一

以最典型的机床集成电主轴轴承为例进行说明，一般主轴上布置两对角接触轴承，共4套轴承，需要4个润滑点，该4套轴承的类型、尺寸完全相同，采用相同类型和数量的润滑脂进行再润滑。

如图2所示，机床集成电主轴轴承微量供脂再润滑系统，包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直接润滑系统21和多个润滑管22。直接润滑系统21内包含两个无柱塞式双通道输出泵单元，每个泵单元具有两个输出端口，有两路润滑脂输出，因此直接润滑系统21具有四个输出端口，共有四路润滑脂输出，四根润滑管22一端连接直接润滑系统21的四个泵单元输出端口，另一端连接四个被润滑主轴轴承23。

直接润滑系统21由润滑脂袋211、润滑脂袋罩212、脂袋顶紧弹簧213、泵座214、泵单元215等组成，脂袋211内装轴承工作润滑脂24，工作时，轴承工作润滑脂24在脂袋211中受顶紧弹簧213力的作用进入泵座214内的泵单元215，从直接润滑系统泵单元输出端口泵出后直接通过润滑管22供应给被润滑主轴轴承23。此微量供脂再润滑系统，终端输出润滑点的数目为直接润滑系统21内布置的泵单元215个数的两倍，向所有主轴轴承23输入相同的轴承工作润滑脂24。

再润滑系统中，微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径和深度，单个润滑点单次供脂量范围为0.01至0.50立方厘米。在本实施例中，单个润滑点单次输出润滑脂量由泵单元215内储脂光孔的直径和深度进行控制，一个供脂工作循环内的泵送次数和两次供脂循环间隔时间由直接润滑系统21灵活设定，该微量供脂再润滑系统向所有主轴轴承输出相同种类和相等数量的润滑脂，单通道单次典型泵脂量为0.025立方厘米。根据轴承工作转速，当脂袋体积为200立方厘米并充满润滑脂时，更换寿命最短为1年，最长可达5年，一般，除更换润滑脂袋外，其它部件无需更换。

实施例二

以最典型的皮带驱动主轴旋转轴承为例进行说明，一般动力输入端由一套圆柱滚子轴承进行支撑，主轴上布置两对角接触轴承，共5套轴承，需要5个润滑点，其中4套角接触轴承的类型、尺寸完全相同，采用相同类型和数量的润滑脂进行再润滑，而短圆柱轴承需要的润滑脂补给量较多，至少是每套角接触球轴承的2倍，选用的油脂类型也可以不同于角接触轴承。

如图3所示，皮带驱动主轴旋转轴承微量供脂再润滑系统，包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直接润滑系统31、润滑管32、分配器33和端部内置隔离体34的多个储脂润滑管35。直接润滑系统31由润滑脂袋311、润滑脂袋罩312、脂袋顶紧弹簧313、泵座314、泵单元315等组成，润滑管32一端连接直接润滑系统泵单元315输出端口，另一端连接分配器33的输入端口，储脂润滑管35内置隔离体34的一端连接分配器33的输出端口，另一端连接被润滑主轴轴承36。

直接润滑系统31脂袋内装驱动润滑脂37，储脂润滑管35内预充满轴承工作润滑脂38，工作时，驱动润滑脂37从泵单元315输出端口泵出，通过润滑管32输入给分配器33，流出分配器33并被分为若干路，然后分别从分配器33的多个输出端口进入多个储脂润滑管35，驱动润滑脂37推动储脂润滑管35端部的隔离体34向前运动并进而推动储脂润滑管35内的轴承工作润滑脂38向前流动，流入被润滑主轴轴承36内腔进行润滑。当储脂润滑管35内置隔离体34在驱动润滑脂37的推动下从储脂润滑管35初始一端移位到另一端时，见图4，说明储脂润滑管35内预充满的轴承工作润滑脂38已全部供给主轴轴承36润滑，储脂润滑管35被驱动润滑脂37充满，此时，将之弃用或拆除并更换接入一根新的其中一端内置隔离体的储脂润滑管。

此微量供脂再润滑系统，由于采用分配器33，直接润滑系统31的泵座314内仅布置一个无柱塞式双通道输出泵单元315，且该泵单元315内双通道相互导通，然后将其一个输出端口堵塞，仅剩的一个输出端口和分配器33的输入端口由润滑管32相连接。根据需要，选用具有不同输出端口的分配器就可得到不同的最终润滑点数；如果将分配器某两个输出端口串联，该端口输出润滑脂的数量倍增，由此可以满足不同位置和类型轴承所需再润滑剂量的不同；本实施例选用具有6输出端口的分配器33并将其中两个输出端口串联，这样就获得5个润滑脂输出端口，其中，串联的输出端口润滑剂输出量倍增，连接圆柱滚子轴承，其余四个端口分别连接4套角接触球轴承。当每套角接触球轴承的单次供脂量为0.025立方厘米时，圆柱轴承的单次供脂量则为0.05立方厘米，实现了根据需要供脂量的不同。不同的储脂润滑管35内可以预充入不同类型的轴承工作润滑脂38，由此可以满足不同部位或类型的轴承36根据需要选用不同工作润滑脂的要求，例如圆柱轴承就可以采用和角接触轴承不同的润滑脂。

单次输出润滑脂量由泵单元215内储脂光孔的直径和深度以及分配器33输出端口的数量进行控制，此微量供脂再润滑系统单个润滑点单次供脂量范围为0.01至0.50立方厘米，一个供脂工作循环内的泵送次数和两次供脂循环间隔时间由直接润滑系统31灵活设定。可以看出，该微量供脂再润滑系统可向主轴系统中不同位置和类型的轴承供给不同种类、不同数量的润滑脂，单通道单次典型泵脂量为0.025至0.05立方厘米。短圆柱轴承的润滑补给量为4套角接触球轴承的2倍，一根内径为4mm，外径为6mm、长度为1米的储脂润滑管，即可储存12.56立方厘米的轴承工作润滑脂，给主轴轴承的持续补给时间达1年至5年，一般除更换装驱动润滑脂的脂袋和预充满工作润滑脂的储脂润滑管外，其它部件无需更换。

优选的，连接分配器多个输出端口的多个储脂润滑管的直径、长度、颜色或储脂润滑管内装的轴承工作润滑脂的类型可以相同或不同。由于储脂润滑管的尺寸和内充润滑脂的类型可以选择，且每一根润滑管与分配器上不同的输出端口相连接，该微量供脂再润滑系统末端多路输出的润滑脂种类和数量就可以根据需要进行调整。当储脂润滑管中预充的轴承工作润滑脂泵完时，用新的储脂润滑管进行替换。

优选的，隔离体形状可以为球形、短圆柱形、锥形或鼓形，最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合；隔离体的材料为耐油材料，优选钢材、陶瓷、玻璃、特种塑料。

本发明的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法，克服了现行油雾或油气润滑系统结构复杂庞大、成本高、依赖气源对气源要求较高、润滑剂补给时干扰滚动体和保持器运动（油雾或油气射入轴承时给高速运转的滚动体和保持器运动带来干扰）、润滑剂对轴承工作表面黏附性不强、污染环境及仅能向主轴系统所有类型轴承提供同类型同数量的润滑剂等不足或缺陷，是一种精密、可靠、绿色和适应性很强的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法，具有良好的工程应用价值。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直接润滑系统和若干润滑管，润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口，另一端连接被润滑轴承。

2.如权利要求1所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，所述再润滑系统还包括分配器和端部内置隔离体的若干储脂润滑管，润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口，另一端连接分配器的输入端口，储脂润滑管内置隔离体的一端连接分配器的输出端口，另一端连接被润滑轴承。

3.如权利要求2所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，所述隔离体形状为球形、短圆柱形、锥形或鼓形，最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合；所述隔离体的材料为耐油材料，包括钢材、陶瓷、玻璃、特种塑料。

4.如权利要求2所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，所述直接润滑系统内装驱动润滑脂，储脂润滑管内装轴承工作润滑脂；连接分配器多个输出端口的多个储脂润滑管的直径、长度、颜色或储脂润滑管内装的轴承工作润滑脂的类型相同或不同。

5.如权利要求1或2所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，所述直接润滑系统内包含若干无柱塞式双通道输出泵单元，每个泵单元具有两个输出端口，有两路润滑脂输出；当处于泵单元内双通道打通、且一个输出端口堵塞的状态下，仅有一路润滑脂输出，但输出频次翻倍。

6.如权利要求1所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，所述微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径和深度，再润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为0.01至0.50立方厘米。

7.如权利要求2所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统，其特征在于，所述微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径、深度和分配器输出端口的数量，再润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为0.01至0.50立方厘米。

8.一种如权利要求1所述的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法，其特征在于，包括以下步骤：

将润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出，然后通过润滑管输送到被润滑轴承。

9.一种如权利要求2所述的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法，其特征在于，包括以下步骤：

将驱动润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出，通过润滑管输入分配器，然后分别从分配器的多个输出端口进入多个储脂润滑管，推动储脂润滑管端部的隔离体前行并进而推动储脂润滑管内的轴承工作润滑脂向前流入被润滑轴承进行润滑。

10.如权利要求9所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑方法，其特征在于，所述隔离体形状为球形、短圆柱形、锥形或鼓形，最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合；所述隔离体的材料为耐油材料，包括钢材、陶瓷、玻璃、特种塑料。

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