CN108555686A - 微量润滑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微量润滑装置，包括储油箱和气源进气管，气源进气管连接有气溶胶产生控制阀组，气溶胶产生控制阀组连接有气溶胶发生器，所述气溶胶发生器的进液端连接有流量计，所述气源进气管还连接有气溶胶混合补气阀，所述气溶胶混合补气阀连接有延伸至所述储油箱上部的气溶胶输出压力气管，所述储油箱的顶部连接有气溶胶出口组。本发明能够在压力容器内生产气溶胶，以输出控制气溶胶产生量，替代金属加工中传统切削液，使得金属切削位置获得高效、绿色和环保润滑和冷却，尤其适用超30‑70倍径比深孔加工、超小内孔刀具、以及刀具内冷孔大、刀具内冷孔多的切削加工场合，并且可以控制气溶胶以实现各类型金属切削加工对润滑的不同需求。

Description

微量润滑装置

技术领域

本发明涉及一种微量润滑装置微量润滑装置。

背景技术

机械加工领域需要使用大量的切削液，这已成为机械加工领域对环境的重要污染，并引发了种种负面效应，废弃的切削液是土壤和空气的重要污染源，切削液(乳化液)挥发形成的油雾是操作工皮肤病的重要诱因，被工人吸入后容易引发各种呼吸系统疾病；同时切削液(乳化液)对刀具表面的热冲击效应，可能造成微裂纹是影响刀具寿命的重要因素，其也形成了对机械加工效率进一步提高的限制因素，存在于切削液(乳化液)循环系统中的细微金属屑对金属加工质量构成威胁。

现有技术中微量润滑技术是一种创新技术，对金属加工采用全新视角，不仅在理论也在实践中形成了新的体系，作为微量润滑技术多维度实施技术之一的微量润滑装置使用压缩空气为动力，形成环保润滑剂单介质气溶胶并输送到金属切削点对摩擦区域进行冷却、润滑和借助压缩空气动能实现辅助排屑，可全面替代传统的采用切削液(乳化液)进行金属加工。

但是，现有技术中的微量润滑装置应用在超深孔加工场合不能满足要求，存在以下的问题：1)用压缩空气带动少量润滑油的方式供应，在刀具末端形成油雾，不易远距离输送，导致刀具切削位置的润滑效果欠佳；2)输送管道除管子外，还包括主轴内腔、刀具内冷孔、其它机械零件的孔道，变径、变方向较多，输送润滑剂的结果难保证；3)机床主轴、刀具和附件均是转动部件，在高效加工中，主轴转速很高，高速旋转的离心力会对润滑剂的输送形成障碍，影响切削加工效果，小孔和深孔的加工时尤其困难；4)微量润滑系统供油量少，机床的控制系统给予指令与润滑剂到达切削区会有时延，对加工效率会有影响。

发明内容

本发明提供一种微量润滑装置，能够产生气溶胶，气溶胶产生量及输出量直接与机床主轴、刀具、管路形成的润滑剂输送路径自适应，即由刀具的直径和长度控制气溶胶的产生，气溶胶从生成到送达切削位置则由压缩空气穿过主轴、刀具、管路的速度决定，基本是即开即到的、响应时间可达1-2秒，满足机床或加工中心高效加工、高速频繁换刀的需求，适应于超30-70倍径比深孔加工、超小内孔刀具、以及刀具内冷孔大、刀具内冷孔多的切削加工场合，可以组合气溶胶自适应生成、压缩空气压力自我倍增，实现各类型刀具切削加工，尤其是超深孔、超细孔加工。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种微量润滑装置，包括储油箱和与压缩气源连接的气源进气管，所述气源进气管连接有气溶胶产生控制阀组，所述气溶胶产生控制阀组连接有位于所述储油箱内上方的气溶胶发生器，所述气溶胶发生器的进液端连接有流量计进行进口润滑剂计量显示，所述流量计的进液端延伸至所述储油箱的底部；所述气源进气管还连接有气溶胶混合补气阀，所述气溶胶混合补气阀连接有延伸至所述储油箱上部的气溶胶输出压力气管，所述储油箱的顶部连接有气溶胶出口组。

作为优选的技术方案，所述气溶胶产生控制阀组包括若干气溶胶产生控制阀，所述气溶胶产生控制阀分别连接有气溶胶发生器进气管，所述气溶胶发生器进气管与气溶胶发生器连接。

作为优选的技术方案，所述气溶胶产生控制阀的数量为3个。

作为优选的技术方案，所述气溶胶出口组包括若干气溶胶出口。

作为优选的技术方案，所述气溶胶发生器均设置于承压储油箱内上部、在压力环境下生成气溶胶、气溶胶的控制由外部管路的开闭及阻力来实现。

作为优选的技术方案，所述气源进气管上沿压缩气体流动方向依次设有一级进气总阀、过滤器、压力表、二级进气总阀和进气压力开关。

作为优选的技术方案，所述储油箱内的底部设有低液位开关。

作为优选的技术方案，所述储油箱的外侧设有与所述储油箱内部连通设置的可视液位镜。

作为优选的技术方案，所述储油箱的顶部设有腔体压力开关和泄压阀。

作为优选的技术方案，所述储油箱的底部设有排油口。

由于采用了上述技术方案，作业时，储油箱内储存有润滑油，压缩空气由气源进气管供给，一部分压缩空气由气溶胶产生控制阀组进入到气溶胶发生器内，气溶胶发生器内产生负压且与流量计连通，流量计的进液端将润滑油吸入气溶胶发生器内产生微米级气溶胶，微米级气溶胶产生的原理为通过气溶胶发生器控制喷口直径，在高压力下实现超高速喷射流而产生微米级气溶胶，微米级气溶胶产生的条件是在腔体压力为8bar时产生的，气源最高压力10bar。微米级气溶胶填充到储油箱的上部分，即润滑油上方的腔体内。一部分压缩空气由气溶胶混合补气阀、气溶胶输出压力气管进入到储油箱内上方的腔体内，保持腔体的压力，将产生的微米级气溶胶输送至切削加工位置，作为补充气源，能够满足气溶胶输送的要求。微米级气溶胶的粒度极小，能够保证长距离输送，且不易被主轴高速旋转离心力的影响而减少输送至刀具切削位置的润滑剂数量。由于气溶胶产生控制阀组的设置，使得腔体内微米级气溶胶产生可以根据刀具直径和长度的变化实现自动调节，而且在加工的过程中可以根据工艺能够高速换刀。

本发明能够产生微米级气溶胶，气溶胶产生量及输出量与生成需要自我适应，无活动部件，产品运行寿命长，维护成本低，实现了快速响应，满足加工中心高效加工之需要，使得切削位置快速获得润滑，并且可以组合气溶胶自适应生成、压缩空气压力自我倍增，实现各类型刀具切削加工，尤其是超深孔、超细孔加工。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构原理图；

图2是本发明实施例的内部结构示意图。

图中：1-储油箱；2-气源进气管；3-气溶胶发生器；4-流量计；5-气溶胶混合补气阀；6-气溶胶输出压力气管；7-气溶胶产生控制阀；8-气溶胶发生器进气管；9-气溶胶出口；10-一级进气总阀；11-过滤器；12-压力表；13-二级进气总阀；14-进气压力开关；15-低液位开关；16-可视液位镜；17-腔体压力开关；18-泄压阀；19-排油口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1和图2所示，一种微量润滑装置，包括储油箱1和与压缩气源连接的气源进气管2，气源进气管2连接有气溶胶产生控制阀组，气溶胶产生控制阀组连接有位于储油箱1内上方的气溶胶发生器3，气溶胶发生器3的进液端连接有流量计4进行进口润滑剂计量显示，流量计4的进液端延伸至储油箱1的底部；气源进气管2还连接有气溶胶混合补气阀5，气溶胶混合补气阀5连接有延伸至储油箱1上部的气溶胶输出压力气管6，储油箱1的顶部连接有气溶胶出口组。

气溶胶产生控制阀组包括若干气溶胶产生控制阀7，气溶胶产生控制阀7分别连接有气溶胶发生器进气管8，气溶胶发生器进气管8与气溶胶发生器3连接，本实施例以气溶胶产生控制阀7的数量为3个进行说明，各气溶胶产生控制阀7可以根据需要单独使用开启、关闭，也可以任意个组合使用控制压缩空气的进气量，能够控制进入气溶胶发生器3的润滑油的油量，可以控制气溶胶发生器3产生不同流量的微米级气溶胶，即气溶胶发生器所产生的气溶胶浓度由气溶胶产生控制阀7的不同组合实现的，以满足各种加工工艺的不同需求，适用于机床用刀具内孔不同对气溶胶量的要求，气溶胶产生控制阀7可以采用二位二通电磁阀。

气溶胶出口组包括若干气溶胶出口9，本实施例以气溶胶出口9的数量为3个进行说明，各气溶胶出口9可以根据需要单独使用开启、关闭，也可以任意个组合使用控制气溶胶的输出量，能够将生成的微米级气溶胶送往机床的接口，能够满足更大孔径刀具对气溶胶量大的要求。

气溶发生器3均设置于承压储油箱1内上部、在压力环境下生成气溶胶、气溶胶的控制由外部管路的开闭及阻力来实现。

气源进气管2上沿压缩气体流动方向依次设有一级进气总阀10、过滤器11、压力表12、二级进气总阀13和进气压力开关14。一级进气总阀10可以采用二位二通滑阀，手动控制操作，是压缩气源的总开关；过滤器11能够对压缩气源进行过滤，确保气源的洁净；压力表12能够显示压缩气源的压力值，便于观测；二级进气总阀13可以采用二位三通电磁阀，是电动控制压缩气源的总开关；进气压力开关14能够对进入本实施例的总气源压力进行监控显示并且将高低压力检测信号输出。

储油箱1内的底部设有低液位开关15，能够检测储油箱1内润滑油液位高低并发出信号，判断是否需要加油。

储油箱1的外侧设有与储油箱1内部连通设置的可视液位镜16，上述结构便于观察储油箱1内润滑油的液位。

储油箱1的顶部设有腔体压力开关17和泄压阀18，上述结构便于控制储油箱1内的压力正常，腔体压力开关17能够检测腔体气溶胶压力，给机床提供开机信号，也可以用于开启气溶胶混合补气阀5，在刀具内冷孔加大时补充气源，确保气溶胶压力的稳定；同时还能用于关闭气溶胶混合补气阀5，在加工过程中更换内冷孔较小刀具时，确保腔体压力低于气源压力1-2bar，使得气溶胶发生器稳定运行。

储油箱1的底部设有排油口19，便于润滑油加油过多或出油箱有异物时，及时排出。

作业时，储油箱1内储存有润滑油，压缩空气由气源进气管2供给，一部分压缩空气由气溶胶产生控制阀组进入到气溶胶发生器3内，气溶胶发生器3内产生负压且与流量计4连通，流量计4的进液端将润滑油吸入气溶胶发生器3内产生微米级气溶胶，微米级气溶胶产生的原理为通过气溶胶发生器3控制喷口直径，在高压力下实现超高速喷射流而产生微米级气溶胶，微米级气溶胶产生的条件是在腔体压力为8bar时产生的，气源最高压力10bar。微米级气溶胶进入填充到储油箱1的上部分，即润滑油上方的腔体内。一部分压缩空气由气溶胶混合补气阀5、气溶胶输出压力气管6进入到储油箱1内上方的腔体内，保持腔体的压力，将产生的微米级气溶胶输送至切削加工位置，作为补充气源，能够满足更大孔径刀具对气溶胶量大的要求。

微米级气溶胶的粒度极小，能够较长距离输送，而且不易因主轴高速旋转离心力而影响输送至刀具切削位置的润滑剂数量。由于气溶胶产生控制阀组的设置，使得腔体内微米级气溶胶产生量即浓度可以根据刀具内孔大小的变化实现自动调节，而且在加工的过程中可以根据工艺能够高速换刀。

本实施案例能够产生微米级气溶胶，气溶胶产生量及输出量完全自我适应生产需要，无活动部件，产品寿命长，维护成本低，快速响应，使得切削位置快速获得润滑，可以组合气溶胶自适应生成、压缩空气压力自我倍增，实现各类型刀具切削加工，尤其是超深孔、超细孔加工。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种微量润滑装置，包括储油箱和与压缩气源连接的气源进气管，其特征在于：所述气源进气管连接有气溶胶产生控制阀组，所述气溶胶产生控制阀组连接有位于所述储油箱内上方的气溶胶发生器，所述气溶胶发生器的进液端连接有流量计进行进口润滑剂计量显示，所述流量计的进液端延伸至所述储油箱的底部；所述气源进气管还连接有气溶胶混合补气阀，所述气溶胶混合补气阀连接有延伸至所述储油箱上部的气溶胶输出压力气管，所述储油箱的顶部连接有气溶胶出口组。

2.如权利要求1所述的微量润滑装置，其特征在于：所述气溶胶产生控制阀组包括若干气溶胶产生控制阀，所述气溶胶产生控制阀分别连接有气溶胶发生器进气管，所述气溶胶发生器进气管与气溶胶发生器连接。

3.如权利要求2所述的微量润滑装置，其特征在于：所述气溶胶产生控制阀的数量为3个。

4.如权利要求1所述的微量润滑装置，其特征在于：所述气溶胶出口组包括若干气溶胶出口。

5.如权利要求4所述的微量润滑装置，其特征在于：所述气溶胶发生器均设置于承压储油箱内上部、在压力环境下生成气溶胶、气溶胶的控制由外部管路的开闭及阻力来实现。

6.如权利要求1所述的微量润滑装置，其特征在于：所述气源进气管上沿压缩气体流动方向依次设有一级进气总阀、过滤器、压力表、二级进气总阀和进气压力开关。

7.如权利要求1所述的微量润滑装置，其特征在于：所述储油箱内的底部设有低液位开关。

8.如权利要求1所述的微量润滑装置，其特征在于：所述储油箱的外侧设有与所述储油箱内部连通设置的可视液位镜。

9.如权利要求1至8任一项所述的微量润滑装置，其特征在于：所述储油箱的顶部设有腔体压力开关和泄压阀。

10.如权利要求1至8任一项所述的微量润滑装置，其特征在于：所述储油箱的底部设有排油口。