CN104690613B - 一种便于装配及维护的外圆磨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于装配及维护的外圆磨，属于机床技术领域。本发明包括套筒、壳体、盖板、砂轮和滑动轴承，壳体设置于套筒内部，该壳体的两端通过盖板密封，滑动轴承横向贯穿壳体，该滑动轴承的一端连接有砂轮；滑动轴承的主轴和轴瓦的接触部设置有陶瓷涂层，壳体内部设置有回油管路，该回油管路与套筒外部的润滑油箱连通，润滑油在回油管路中零负压循环流通。本发明在主轴与轴瓦的摩擦部位喷涂了陶瓷涂层，利用陶瓷的优异性能，解决了金属主轴的热膨胀变形及磨损问题；同时，本发明根据外圆磨自身结构特点，为外圆磨设计了全新的防漏油管路，该防漏油管路实现了润滑油在油腔内零负压循环润滑，能够长期运行无需拆机维护，大大降低了维护成本。

Description

一种便于装配及维护的外圆磨

技术领域

本发明属于机床技术领域，更具体地说，涉及一种滑动轴承使用寿命长、润滑系统运行稳定可靠、不易出现漏油情况的易维护外圆磨。

背景技术

外圆磨床是一种以砂轮为刀具，将圆柱型钢件研磨出精密同心度的磨床，其广泛用于汽车发动机、军工、航天等领域中对精度要求高的轴类零件加工。目前，在外圆磨床的使用过程中主要存在以下几方面问题：

首先，传统外圆磨床的滑动轴承结构在转动过程中其金属主轴与轴瓦摩擦产生的热量相当大，该热量会使主轴和轴瓦产生热膨胀变形，直接影响到主轴的精度。由于热膨胀变形因素的存在，在装配过程中若将主轴与轴瓦间间隙调的过小主轴容易抱死无法转动，若将间隙调的过大则直接降低了主轴的精度要求。

其次，在滑动轴承的加工过程中，需对金属主轴与轴瓦的摩擦面进行超精磨加工，保持主轴的摩擦部位光滑，通过降低摩擦面的摩擦系数来延长金属主轴和轴瓦的使用寿命。但超精磨加工工艺极其繁琐，同时并不能达到理想的效果，在使用半年后检查主轴与轴瓦的摩擦表面还是出现了明显的磨损痕迹，这使得主轴必须每隔三个月调整一次，来消除其磨损间隙以继续保持主轴对精度的要求，大大提高了后期的维护成本，造成了人力的浪费。

此外，传统外圆磨床采用橡胶密封件(O型密封圈和Y型密封件)来达到密封油腔内润滑油，防止润滑油外流的目的。橡胶密封件的购买成本较低，但其弊端在于易老化，而一旦橡胶密封件老化则必须将整个机构拆开来更换新的密封件。如此不仅容易在更换密封件的过程中，由于维修人员的误操作或野蛮操作导致其他部件的损坏，维修操作也十分繁琐。润滑油也会因为在封闭的空间内长期使用而变脏，磨损下来的微小颗粒会随着润滑油分布到各个摩擦部位，加大对其他部件的磨损，对设备的使用性能和寿命影响很大。

针对上述问题，外圆磨生产厂家一直在努力寻求解决方案，但目前尚未见合适的方案公开。经检索，中国专利申请号200920224574.1，申请日为2009年8月19日，发明创造名称为：一种经热喷涂生成陶瓷涂层的径向轴承，该申请案的径向轴承由内套及外套构成，在内外套相接触的内外摩擦面上设有一层陶瓷涂层，增加轴承易磨损部位的强度。该申请案旨在提供一种耐磨、耐腐蚀，能够在螺杆钻具中长寿命使用的径向轴承，由于该申请案是结合螺杆钻具的使用要求而设计的，并不适合推广应用到外圆磨上。

中国专利申请号201410125827.5，申请日为2014年3月31日，发明创造名称为：一种传动轴动密封装置，该申请案包括轴承内圈挡圈、密封盖、压盖和回油管，轴承内圈挡圈压装在传动轴上，密封盖与传动轴间形成第一间隙，轴承内圈挡圈的左侧与密封盖间形成第二间隙，密封盖上设置有第一回油孔，压盖上设置有第二回油孔，回油管通过隔板分成上回油路和下回油路，第一回油孔将第一间隙与上回油路连通，第二回油孔将第二间隙与下回油路连通。该申请案在传动轴带动齿轮转动，润滑油从第一间隙进入时，一部分进入到第一回油孔，经上回油路实现回油，第一回油孔回油能力不足时，部分润滑油进入到第二间隙，经过第二回油孔进入到下回油路中实现回油，从而实现了分流回油，不会由于润滑油回油不顺导致润滑油泄露，从而避免了电机排污孔漏油。

中国专利申请号201120266925.2，申请日为2011年7月26日，发明创造名称为：大型轴瓦电机内腔的防漏油结构，该申请案由轴瓦、环形回油槽、滑动轴承密封圈、轴、滑动轴承气封圈、软管、隔风板、风道、挡风板、内腔、定子构成。在轴瓦的内壁上开有环形回油槽，滑动轴承密封圈安装在轴瓦和轴之间，滑动轴承气封圈安装在轴瓦上，挡风板安装在定子上，定子和挡风板之间设有内腔，软管一端与挡风板相连接，另一端与滑动轴承气封圈相连接，隔风板安装在轴上，挡风板与轴之间设有风道。该申请案在轴瓦的内壁上开了环形回油槽，可使溅到内壁的油滴包容在环槽内，起到阻断油路和促进回油的作用，使回油更加顺畅，加装了隔板和软管减少了负压对轴瓦压力，达到不漏油的目的，延长了电机的使用寿命。

上述申请案均提出了避免电机漏油，延长电机使用寿命的方案，但鉴于外圆磨床结构有其自身特点，上述防漏油结构设计并不适用于外圆磨床。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有外圆磨存在的：1)金属主轴与轴瓦易因摩擦产生热膨胀变形，导致装配过程中主轴与轴瓦间间隙不易调节；2)外圆磨使用过程中，因主轴磨损、橡胶密封件老化问题，需频繁拆机对内部器件损害大，后期维护成本高、浪费人力的问题，提供了一种便于装配及维护的外圆磨；本发明在金属主轴与轴瓦的摩擦部位喷涂了陶瓷涂层，利用陶瓷的优异性能，解决了金属主轴的热膨胀变形及磨损问题；同时，本发明放弃了使用橡胶密封件密封的老旧方案，根据外圆磨自身结构特点，为外圆磨设计了全新的防漏油管路，该防漏油管路实现了润滑油在油腔内零负压循环润滑，且能够长期运行无需拆机维护，大大降低了维护成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种便于装配及维护的外圆磨，包括套筒、壳体、盖板、砂轮和滑动轴承，所述的壳体设置于套筒内部，该壳体的两端通过盖板密封，所述的滑动轴承横向贯穿壳体，该滑动轴承的一端连接有砂轮；所述滑动轴承的主轴和轴瓦的接触部设置有陶瓷涂层，所述壳体内部设置有回油管路，该回油管路与设置于套筒外部的润滑油箱相连通，润滑油在回油管路中零负压循环流通。

作为本发明更进一步的改进，所述的陶瓷涂层喷涂于主轴上，该陶瓷涂层的厚度为0.8～1.5mm，硬度为75～90HV，表面粗糙度小于0.1μm。

作为本发明更进一步的改进，所述的陶瓷涂层的厚度为1.0～1.2mm，硬度为80HV。

作为本发明更进一步的改进，所述的回油管路包括第一主回油路，该第一主回油路嵌于主轴上部的壳体中，第一主回油路的出油口开设于第一主回油路的最高处，该出油口与套筒外部设置的出油管相连通，所述的套筒外部还设置有进油管，该进油管位于出油管的下方，进油管与第一主回油路的进油口相连通。

作为本发明更进一步的改进，所述出油管的管径大于进油管的管径。

作为本发明更进一步的改进，所述的回油管路还包括第二回油路，该第二回油路嵌于主轴下部的壳体中，第一主回油路和第二回油路通过油封隔开，所述的油封包括压簧和铜环，铜环套于主轴上，压簧的一端抵靠盖板，该压簧的另一端与铜环相连，铜环靠压簧提供的推力堵住第一主回油路的通口；所述第二回油路的回油口开设于第二回油路的最低处，该回油口与套筒外部设置的回油管相连通。

作为本发明更进一步的改进，所述的出油管、进油管和回油管均与润滑油箱相连通，进油管和润滑油箱之间设置有油过滤器。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种便于装配及维护的外圆磨，其在滑动轴承的主轴上，具体为主轴和轴瓦的接触部喷涂有陶瓷涂层，由于陶瓷本身具有表面光洁度和硬度高的优势，在摩擦中产生的热量远远低于金属主轴，因此，很好的避免了主轴转动产生过多热量导致其热膨胀变形的问题，在主轴装配过程中可以把主轴和轴瓦之间的间隙调节到更小的范围，装配难度降低，主轴精度得到大大提高；

(2)本发明的一种便于装配及维护的外圆磨，设计陶瓷涂层的厚度为1.0～1.2mm，硬度为80HV，表面粗糙度小于0.1μm，该参数条件下的陶瓷涂层本身热变形量小，在高温状态下也不容易出现主轴抱死现象，其表面粗糙度也能够充分满足主轴运转过程中低噪音、低震动的要求，且由于陶瓷涂层的耐磨特性，金属主轴的使用寿命得到大大延长，相比于传统主轴每三个月调整一次的周期，喷涂陶瓷涂层后的主轴调整周期延长至每两年一次，大大降低了维护成本；

(3)本发明的一种便于装配及维护的外圆磨，根据外圆磨自身结构特点，创新地在外圆磨壳体内部设置了回油管路，润滑油能够在该回油管路中实现零负压循环流通，达到润滑目的；更重要的是，采用该回油管路外圆磨长期运行也不会出现漏油情况，避免了因传统橡胶密封件易老化，需拆装整个设备更换密封件以防止漏油，造成的对外圆磨内部器件损害大、维护成本高等问题，提高了设备的运行可靠度及效率；

(4)本发明的一种便于装配及维护的外圆磨，回油管路结构设计简单，外圆磨的改造成本低，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明中外圆磨套筒的侧视图；

图2为图1的A-A面剖视图。

示意图中的标号说明：

1、套筒；2、壳体；3、盖板；4、砂轮；51、主轴；52、轴瓦；53、陶瓷涂层；61、第一主回油路；62、油封；63、第二回油路；71、出油口；72、回油口；81、出油管；82、进油管；83、回油管。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合附图，本实施例的一种便于装配及维护的外圆磨(该外圆磨尤指全自动数控外圆磨)，包括套筒1、壳体2、盖板3、砂轮4和滑动轴承，所述的壳体2设置于套筒1内部，该壳体2的两端通过盖板3可靠密封。所述的滑动轴承横向贯穿壳体2，该滑动轴承包括主轴51和轴瓦52，主轴51的一端连接有高速转动的砂轮4。本实施例在滑动轴承的主轴51上，具体为主轴51和轴瓦52的接触部喷涂1mm厚度的陶瓷涂层53，利用陶瓷本身具有的表面光洁度和硬度高的优势，减少主轴51在与轴瓦52摩擦中产生的热量，从而避免主轴51转动因产热过多而出现热膨胀变形问题，在装配过程中可以把主轴51和轴瓦52之间的间隙由原来的0.02mm提高到0.01mm，装配难度降低，且主轴精度提高了一倍以上。

此外，本实施例中陶瓷涂层53的硬度为80HV，表面粗糙度为0.1μm。该结构参数的陶瓷涂层53本身热变形量小，即使在高温状态下也不容易出现主轴抱死现象，运行更加稳定、可靠。陶瓷涂层53的表面光洁度也能够充分满足主轴51运转过程中低噪音、低震动的要求，主轴51运转更加顺畅，其径向跳动也比传统未喷涂陶瓷涂层53时有明显的提高。又由于陶瓷涂层53的耐磨特性，主轴51的使用寿命得到大大延长，相比于传统主轴每三个月调整一次的周期，喷涂陶瓷涂层后的主轴51调整周期延长至每两年一次，大大降低了维护的人力及时间成本，同时提高了设备可靠度和设备的使用效率。

本实施例除了在主轴51和轴瓦52的接触部喷涂陶瓷涂层53之外，为解决传统外圆磨采用橡胶密封件密封油腔内润滑油，防止外圆磨漏油的方案。由于橡胶密封件易老化，需频繁拆机更换密封件，对外圆磨内部器件损害大等问题，在壳体2内部设置了回油管路。

参看图2，所述的回油管路包括第一主回油路61和第二回油路63，其中，第一主回油路61嵌于主轴51上部的壳体2中，第二回油路63嵌于主轴51下部的壳体2中。第一主回油路61和第二回油路63通过油封62隔开，所述的油封62包括压簧和铜环，铜环套于主轴51上，压簧的一端抵靠盖板3，另一端与铜环相连，铜环靠压簧提供的推力与第一主回油路61两侧的壳体2贴合，堵住第一主回油路61的通口。由于铜环具有耐磨、材质较软的优点，因此铜环能够与壳体2很好的贴合，从而保证了油封62分隔第一主回油路61和第二回油路63的可靠性。

参看图1，所述套筒1外部从上至下依次设置出油管81、进油管82和回油管83，第一主回油路61的出油口71开设于第一主回油路61的最高处，该出油口71与出油管81相连通。第一主回油路61的进油口(图中未示出)则与进油管82相连通。所述第二回油路63的回油口72开设于第二回油路63的最低处，该回油口72与回油管83相连通。本实施例中出油管81的管径大于进油管82的管径，且出油管81、进油管82和回油管83均与润滑油箱相连通，进油管82和润滑油箱之间还设置有油过滤器。

本实施例润滑油能够在回油管路内部实现零负压循环流通，从而达到润滑目的，且采用该回油管路外圆磨长期运行也不会出现漏油情况，其原理如下：

润滑油经进油管82进入第一主回油路61，第一主回油路61将润滑油输送至外圆磨内部各润滑部位，从而达到润滑目的。润滑油逐渐充满整个第一主回油路61，最后经位于第一主回油路61最高处的出油口71流出，由于出油管81的管径大于进油管82的管径，润滑油出油速率大于等于进油速率，所以润滑油能够在第一主回油路61内实现零负压循环流通。由于铜环虽能够与壳体2可靠贴合，仍会有少量润滑油溢出，本实施例设计了第二回油路63作为密封的第二层屏障，从第一主回油路61溢出的少量润滑油靠液体的物理流动特性在第二回油路63内流动，最后通过回油管83流出。由于经出油管81、回油管83回流的润滑油携带杂质，所以润滑油箱内的润滑油需先经油过滤器过滤再进入第一主回油路61重新循环。

实施例2

本实施例的一种便于装配及维护的外圆磨，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中陶瓷涂层53的厚度为0.8mm，硬度为90HV，表面粗糙度为0.05μm。

实施例3

本实施例的一种便于装配及维护的外圆磨，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中陶瓷涂层53的厚度为1.5mm，硬度为75HV，表面粗糙度为0.1μm。

实施例4

本实施例的一种便于装配及维护的外圆磨，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中陶瓷涂层53的厚度为1.2mm，硬度为80HV，表面粗糙度为0.09μm。

实施例1～4所述的一种便于装配及维护的外圆磨，在主轴51与轴瓦52的摩擦部位喷涂了陶瓷涂层53，利用陶瓷的优异性能，解决了主轴51的热膨胀变形及磨损问题；同时，放弃了使用橡胶密封件密封、防止漏油的老旧方案，根据外圆磨自身结构特点，为外圆磨设计了全新的防漏油管路，该防漏油管路结构设计简单使得外圆磨的改造成本低，同时实现了润滑油在油腔内零负压循环润滑，且能够长期运行无需拆机维护，大大降低了维护成本。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种便于装配及维护的外圆磨，包括套筒(1)、壳体(2)、盖板(3)、砂轮(4)和滑动轴承，所述的壳体(2)设置于套筒(1)内部，该壳体(2)的两端通过盖板(3)密封，所述的滑动轴承横向贯穿壳体(2)，该滑动轴承的一端连接有砂轮(4)；其特征在于：所述滑动轴承的主轴(51)和轴瓦(52)的接触部设置有陶瓷涂层(53)，所述的陶瓷涂层(53)喷涂于主轴(51)上，该陶瓷涂层(53)的厚度为0.8～1.5mm，硬度为75～90HV，表面粗糙度小于0.1μm；所述壳体(2)内部设置有回油管路，该回油管路包括第一主回油路(61)，第一主回油路(61)嵌于主轴(51)上部的壳体(2)中，第一主回油路(61)的出油口(71)开设于第一主回油路(61)的最高处，该出油口(71)与套筒(1)外部设置的出油管(81)相连通，所述的套筒(1)外部还设置有进油管(82)，该进油管(82)位于出油管(81)的下方，进油管(82)与第一主回油路(61)的进油口相连通；回油管路还包括第二回油路(63)，该第二回油路(63)嵌于主轴(51)下部的壳体(2)中，第一主回油路(61)和第二回油路(63)通过油封(62)隔开，所述的油封(62)包括压簧和铜环，铜环套于主轴(51)上，压簧的一端抵靠盖板(3)，该压簧的另一端与铜环相连，铜环靠压簧提供的推力堵住第一主回油路(61)的通口；所述第二回油路(63)的回油口(72)开设于第二回油路(63)的最低处，该回油口(72)与套筒(1)外部设置的回油管(83)相连通；回油管路与设置于套筒(1)外部的润滑油箱相连通，润滑油在回油管路中零负压循环流通。

2.根据权利要求1所述的一种便于装配及维护的外圆磨，其特征在于：所述的陶瓷涂层(53)的厚度为1.0～1.2mm，硬度为80HV。

3.根据权利要求2所述的一种便于装配及维护的外圆磨，其特征在于：所述出油管(81)的管径大于进油管(82)的管径。

4.根据权利要求3所述的一种便于装配及维护的外圆磨，其特征在于：所述的出油管(81)、进油管(82)和回油管(83)均与润滑油箱相连通，进油管(82)和润滑油箱之间设置有油过滤器。