CN107100992B - 一种自动润滑的高速滚珠丝杠副及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动润滑的高速滚珠丝杠副及方法，它解决了现有技术中滚珠丝杠的润滑方法较为复杂，不能实现对丝杠副的充分适时润滑，具有充分润滑、自动适时足量的润滑效果，其方案如下：一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，包括设于滚珠丝杠副外部的润滑油壳体，润滑油壳体内形成润滑油油腔，在丝杠副上设置开孔以使润滑油油腔与丝杠轴相连通，润滑油油腔通过管路与装有润滑油的润滑油油箱连接；设于润滑油油腔外部的压电致动器，压电致动器动作，以使得润滑油油腔腔体体积发生变化，进而使润滑油通过管路进入到润滑油油腔内。

Description

一种自动润滑的高速滚珠丝杠副及方法
技术领域
本发明涉及滚珠丝杠副的润滑领域，特别是涉及一种自动润滑的高速滚珠丝杠副及方法。
背景技术
随着数控机床的高速化和高精度化，作为关键传动部件的滚珠丝杠副，其可靠性和精度保持性直接决定系统的整体性能。在数控加工设备中，滚珠丝杠副应用越来越广泛，但其高速回转因离心力易造成润滑不足，且高速进给伴随高加减速运动，易使滚珠由滚动转为滑动，破坏油膜厚度不稳定性造成润滑不均导致加剧磨耗和温升。在传统油润滑方式中，可采用滴油、油浴或喷油方式进行润滑。这些方式是手动或自动间隙注油装置或喷雾装置定时定量将新油补充到滚珠丝杠副内，在实际生产过程中得到广泛应用，但油润滑设备成本较高，且无法根据滚珠丝杠副摩擦或振动特性自动适时足量润滑，造成润滑不充分，影响滚珠在螺纹滚道运动的柔顺性，导致数控加工精度下降。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，该丝杠副中通过润滑油腔体的设置，配合压电致动器的设置，可通过润滑油油腔体积的变化，便于润滑油进入到丝杠副滚道内，丝杠副得到润滑。
一种自动润滑的高速滚珠丝杠副的具体方案如下：
一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，包括：
设于滚珠丝杠副外部的润滑油壳体，润滑油壳体内形成润滑油油腔，在丝杠副上设置开孔以使润滑油油腔与丝杠轴相连通，润滑油油腔通过管路与装有润滑油的润滑油油箱连接；
设于润滑油油腔外部的压电致动器，压电致动器动作，以使得润滑油油腔腔体体积发生变化，进而使润滑油通过管路进入到润滑油油腔内。
上述丝杠副中，压电致动器可根据滚珠丝杠的振动强弱程度，当振动较强时，压电制动微泵压缩润滑油油腔腔体体积，该体积变小，这样润滑油通过管路被吸入到润滑油油腔内，并通过开孔进入到滚珠的滚道内，进行润滑，当振动较弱时，润滑油油腔变大，润滑油停止被泵入。
为了避免对滚珠丝杠副运转的影响，所述润滑油油腔设于螺母的外部，润滑油油腔体通过润滑油壳体形成，润滑油壳体可围绕丝杠副外侧设置一圈或者半圈，这样开孔可在垂直于丝杠轴轴线方向设置一个或多个。
为了方便润滑油进入到润滑油油腔内，所述管路穿过螺母设置，管路顶部管口缩径，缩径的管口可对润滑油进行提速，保证润滑油的速度。
所述开孔与管路顶部间隔设定距离设置，该开孔相当于润滑油出口。
所述开孔与螺母法兰之间的距离大于管路顶部管口与螺母法兰之间的距离，这样设置可缩短进油路距离，在油腔同等吸力下，可提高进油量。
螺母在丝杠轴的侧部设置密封毡，在螺母下部设置接油槽，润滑油从丝杠螺旋滚道流出，接油槽对从丝杠轴流出的润滑油进行收集，从而再次流回到润滑油油箱内。
为了避免对润滑油造成污染，所述润滑油油箱顶部在与密封毡相交处设置过滤件，过滤件为过滤纸，适当时候可对过滤纸进行更换。
为了实现对润滑油油腔体积变化的控制，所述润滑油油腔的腔体由塑料材料制成，致动器基底的泵膜采用单晶硅片制作。
为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种高速滚珠丝杠副的润滑方法，采用所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副。
上述方法的步骤如下：
1)压电致动器检测到高速滚珠丝杠副的振动强度，以此改变润滑油油腔的大小；
2)润滑油油箱内的润滑油在润滑油油腔体积发生变化的情况下，润滑油通过管路进入到润滑油油腔内，润滑油通过开孔进入到滚珠丝杠副滚道内，实现高速滚珠丝杠副的适时足量润滑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明中润滑油通过压电致动器检测振动强度，通过改变润滑油油腔的体积变化来控制润滑油的进入，反应速度快，可根据滚珠丝杠副摩擦或振动特性自动适时足量润滑。
2)本发明中通过密封毡的设置，可对润滑油进行回收利用，有效提高能源利用率。
3)本发明中装置结构简单，各个部件结构设置合理且可靠。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、丝杠轴，2、管接头，3、螺母，4、润滑油进口，5、压电致动器，6、润滑油出口，7、润滑油油腔，8、滚珠，9、密封毡，10、过滤纸，11、润滑油油箱。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种自动润滑的高速滚珠丝杠副及方法。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，包括设于滚珠丝杠副外部的润滑油壳体，润滑油壳体内形成润滑油油腔7，在丝杠副上设置开孔以使润滑油油腔与丝杠轴1相连通，润滑油油腔7通过管路与装有润滑油的润滑油油箱11连接；
设于润滑油油腔7外部的压电致动器5，压电致动器5动作，以使得润滑油油腔7腔体体积发生变化，进而使润滑油通过管路进入到润滑油油腔7内。
上述丝杠副中，压电致动器5可根据滚珠丝杠的振动强弱程度，当振动较强时，压电制动微泵5压缩润滑油油腔7腔体体积，该体积变小，这样润滑油通过管路被吸入到润滑油油腔7内，并通过开孔进入到滚珠8的滚道内，进行润滑，当振动较弱时，润滑油油腔7变大，润滑油停止被泵入。
为了避免对滚珠丝杠副运转的影响，所述润滑油油腔7设于螺母3的外部，润滑油油腔体通过润滑油壳体形成，润滑油壳体可围绕丝杠副外侧设置一圈或者半圈，这样开孔可在垂直于丝杠轴轴线方向设置一个或多个。
为了方便润滑油进入到润滑油油腔7内，管路穿过螺母3设置，管路顶部管口缩径，且该管口形成润滑油进口4，缩径的管口可对润滑油进行提速，保证润滑油的速度；或者，螺母3内设置一油孔，油孔在螺母3端侧通过管接头与管路连接，简化了装置的设置结构。
开孔与管路顶部间隔设定距离设置，该开孔相当于润滑油出口6，开孔与螺母法兰之间的距离大于管路顶部管口与螺母法兰之间的距离。
螺母3在丝杠轴1的侧部设置密封毡9，密封毡用于对丝杠轴上的油液进行刮除，在螺母3下部设置接油槽，接油槽与润滑油油箱11顶部连接，润滑油从丝杠螺旋滚道流出，接油槽对从丝杠轴1流出的润滑油进行收集，从而再次流回到润滑油油箱11内。
为了避免对润滑油造成污染，润滑油油箱11顶部在与密封毡相交处设置过滤件，过滤件为过滤纸10，适当时候可对过滤纸10进行更换。
为了实现对润滑油油腔7体积变化的控制，润滑油油腔7的腔体由塑料材料制成。
为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种高速滚珠丝杠副的润滑方法，采用所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副。
上述方法的步骤如下：
1)压电致动器检测到高速滚珠丝杠副的振动强度，以此改变润滑油油腔的大小；
2)润滑油油箱内的润滑油在润滑油油腔体积发生变化的情况下，润滑油通过管路进入到润滑油油腔内，润滑油通过开孔进入到滚珠丝杠副滚道内，实现高速滚珠丝杠副的适时足量润滑。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，其特征在于，包括：
设于滚珠丝杠副外部的润滑油壳体，润滑油壳体内形成润滑油油腔，在丝杠副上设置开孔以使润滑油油腔与丝杠轴相连通，润滑油油腔通过管路与装有润滑油的润滑油油箱连接；
设于润滑油油腔外部的压电致动器，压电致动器动作，以使得润滑油油腔腔体体积发生变化，进而使润滑油通过管路进入到润滑油油腔内；
开孔与管路顶部间隔设定距离设置，润滑油油箱顶部在与密封毡相交处设置过滤件。
2.根据权利要求1所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，其特征在于，所述润滑油油腔设于螺母的外部。
3.根据权利要求1所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，其特征在于，所述管路穿过螺母设置，管路顶部管口缩径。
4.根据权利要求3所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，其特征在于，所述开孔与螺母法兰之间的距离大于管路顶部管口与螺母法兰之间的距离。
5.根据权利要求1所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，其特征在于，所述螺母在丝杠轴的侧部设置密封毡，在螺母的下部设置接油槽。
6.根据权利要求1所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副，其特征在于，所述润滑油油腔的腔体由塑料材料制成。
7.一种高速滚珠丝杠副的润滑方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一项所述的一种自动润滑的高速滚珠丝杠副。
8.如权利要求7所述的一种高速滚珠丝杠副的润滑方法，其特征在于，步骤如下：
1）压电致动器检测到高速滚珠丝杠副的振动强度，以此改变润滑油油腔的大小；
2）润滑油油箱内的润滑油在润滑油油腔体积发生变化的情况下，润滑油通过管路进入到润滑油油腔内，润滑油通过开孔进入到滚珠丝杠副滚道内，实现高速滚珠丝杠副的适时足量润滑。
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