CN109693144A - 一种油脂自动补给的电主轴系统及补给方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油脂自动补给的电主轴系统，包括主轴本体和油脂自动补给装置，且二者通过管路连接；所述主轴本体包括主轴套筒和套接于主轴套筒内的主轴芯轴，所述主轴芯轴的前端套接设有数个前轴承；主轴芯轴的后端套接设有数个后轴承；相邻前轴承之间以及相邻后轴承之间均设有排油隔圈；所述主轴套筒上设有油脂加注通道和废油脂排出通道，油脂加注通道的一端分别通向前轴承和后轴承，且其另一端与油脂自动补给装置连接；所述废油脂排出通道的一端通过管路通向排油隔圈，且其另一端延伸出所述主轴套筒。本发明通过油脂自动补给装置，定时定量对前轴承和后轴承进行油脂补给，废油脂通过排油隔圈排到主轴本体外部，实现油脂的更新。

Description

一种油脂自动补给的电主轴系统及补给方法

技术领域

本发明涉及电主轴领域，具体涉及一种油脂自动补给的电主轴系统及补给方法。

背景技术

电主轴是近年来在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”。

传统高速电主轴采用油雾润滑方式，利用压缩空气来雾化润滑油，空气和润滑油形成的油雾对轴承润滑；为了保持连续润滑效果，压缩空气和润滑油不能间断。油雾润滑方式的缺点：一是能耗大，空气压缩机连续运转相当耗电；二是润滑油随空气飞散，对周围环境造成污染并不利于操作人员的身体健康；三是不能自动添加油脂润滑。随着国家提倡工业生产的节能降耗和环境保护，上述问题丞待解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种油脂自动补给的电主轴系统及使用方法，通过油脂自动补给装置，定时定量对前轴承和后轴承进行油脂补给，废油脂通过排油隔圈排到主轴本体外部，实现油脂的更新。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：本发明的一种油脂自动补给的电主轴系统，包括主轴本体和油脂自动补给装置，所述主轴本体通过管路与油脂自动补给装置连接；所述主轴本体包括主轴套筒和套接于主轴套筒内的主轴芯轴，其创新点在于：所述主轴芯轴的前端沿轴心方向还套接设有数个前轴承，每一所述前轴承依次间隔设于主轴芯轴和主轴套筒之间；所述主轴芯轴的后端沿轴心方向还套接设有数个后轴承，每一所述后轴承依次间隔设于主轴芯轴和主轴套筒之间；相邻所述前轴承之间以及相邻所述后轴承之间均设有排油隔圈，每一所述排油隔圈设于主轴芯轴和主轴套筒之间，且套接在所述主轴芯轴上；所述主轴套筒上还开设有互不干涉的油脂加注通道和废油脂排出通道，所述油脂加注通道的一端通过管路分别通向每一所述前轴承和每一所述后轴承，且所述油脂加注通道的另一端延伸出所述主轴套筒，并通过管路与油脂自动补给装置连接；所述废油脂排出通道的一端通过管路分别通向每一所述排油隔圈，且所述废油脂排出通道的另一端延伸出所述主轴套筒。

优选的，每一所述前轴承和后轴承均为角接触轴承。

优选的，所述油脂加注通道与废油脂排出通道均沿主轴芯轴的轴心方向设置，且二者相对于所述主轴芯轴的轴心对称设置。

优选的，所述排油隔圈的外圈为凹形，且其凹口朝外，所述排油隔圈的凹处外壁沿周向设倒圆角。

优选的，所述废油脂排出通道的一端通过管路分别与每一所述排油隔圈的倒圆角连通。

优选的，还包括数个温度传感器、信号变换器和数控系统，每一所述温度传感器依次间隔设于主轴套筒上，且其一端分别延伸至每一所述前轴承和每一所述后轴承的外侧壁处，每一所述温度传感器的另一端延伸出主轴套筒，并分别通过信号变换器与数控系统连接。

优选的，所述数控系统与油脂自动补给装置连接。

本发明的一种油脂自动补给的电主轴系统的补给方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：油脂自动补给装置根据实验数据设定参数，规定每隔一定时间给每一所述前轴承和后轴承自动加脂；

步骤二：开启电主轴系统，油脂自动补给装置开始给每一所述前轴承和后轴承加脂，油脂通过油脂加注通道注入每一所述前轴承和后轴承中；

步骤三：主轴芯轴转动规定的时间后，油脂自动补给装置再次给每一所述前轴承和后轴承加脂；新加入的油脂可以将废油脂和多余的油脂挤出并通过排油隔圈排到废油脂排出通道内，最后废油脂通过废油脂排出通道排出主轴本体外；

步骤四：主轴芯轴转动的同时，采用温度传感器实时监测每一所述前轴承和后轴承的工作温度，通过信号变换器将模拟量转为数字信号，并实时传输给数控系统，然后数控系统对每一所述前轴承和后轴承的工作温度进行编号，便于监控；

步骤五：数控系统对每一所述前轴承和后轴承的工作温度进行实时监测，如果在未到油脂自动补给装置规定的加脂时间，前轴承或后轴承上的工作温度升高到规定温度时，数控系统发出指令，油脂自动补给装置提前对每一所述前轴承和后轴承进行加脂。

优选的，在所述步骤五中，规定温度为45℃及以上。

本发明的优点：本发明通过油脂自动补给装置，定时定量对前轴承和后轴承进行油脂补给，废油脂通过排油隔圈排到主轴本体外部，实现油脂的更新，从而带来以下有益效果：

1）只需增加一个油脂自动补给装置，实现油脂自动润滑，降低成本。

2）在规定的时间内向前轴承和后轴承输送新的润滑油，同时旧的润滑油通过排油隔圈排出，无需担心因润滑油的劣化而导致轴承的损坏，同时增加了电主轴的使用寿命。

3）不会对环境产生污染。

4）不使用高压空气，不产生噪声。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的油脂自动补给电主轴系统的结构示意图。

图2为图1中前轴承部分的局部示意图。

图3为本发明的实验数据表。

1-主轴本体；2-油脂自动补给装置；3-主轴套筒；4-主轴芯轴；5-前轴承；6-后轴承；7-排油隔圈；8-油脂加注通道；9-废油脂排出通道；10-温度传感器；11-信号变换器；12-数控系统。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的一种油脂自动补给的电主轴系统，包括主轴本体1和油脂自动补给装置2，该主轴本体1通过管路与油脂自动补给装置2连接；而主轴本体1包括主轴套筒3和套接于主轴套筒3内的主轴芯轴4，具体结构如图1所示，在主轴芯轴4的前端沿轴心方向还套接设有数个前轴承5，且每一个前轴承5依次间隔设于主轴芯轴4和主轴套筒3之间；在主轴芯轴4的后端沿轴心方向还套接设有数个后轴承6，且每一个后轴承6依次间隔设于主轴芯轴4和主轴套筒3之间；其中，每一个前轴承5和后轴承6均为角接触轴承。

本发明在相邻前轴承5之间以及相邻后轴承6之间均设有排油隔圈7，如图1、图2所示，每一个排油隔圈7设于主轴芯轴4和主轴套筒3之间，且套接在主轴芯轴4上；其中，排油隔圈7的外圈为凹形，且其凹口朝外，在排油隔圈7的凹处外壁沿周向开设倒圆角，有利于废油脂通过排油隔圈7排出。

本发明在主轴套筒3上还开设有互不干涉的油脂加注通道8和废油脂排出通道9，如图1、图2所示，油脂加注通道8的一端通过管路分别通向每一个前轴承5和每一个后轴承6，且该油脂加注通道8的另一端延伸出主轴套筒3，并通过管路与油脂自动补给装置2连接；废油脂排出通道9的一端通过管路分别与每一个排油隔圈7的倒圆角连通，且该废油脂排出通道9的另一端延伸出主轴套筒3。其中，油脂加注通道8与废油脂排出通道9均沿主轴芯轴4的轴心方向设置，且二者相对于主轴芯轴4的轴心对称设置。

本发明还包括数个温度传感器10、信号变换器11和数控系统12，如图2所示，每一个温度传感器10依次间隔设于主轴套筒3上，且每一个温度传感器10的一端分别延伸至每一个前轴承5和每一个后轴承6的外侧壁处，每一个温度传感器10的另一端延伸出主轴套筒3，并分别通过信号变换器11与数控系统12连接，而数控系统12又与油脂自动补给装置2连接，从而构成一循环的主轴系统。

本发明的一种油脂自动补给的电主轴系统的补给方法，包括以下步骤：

步骤一：油脂自动补给装置2根据实验数据设定参数，实验数据如图3所示，从而规定每隔一定时间给每一个前轴承5和后轴承6自动加脂。

步骤二：开启电主轴系统，油脂自动补给装置2开始给每一个前轴承5和后轴承6加脂，油脂通过油脂加注通道8注入每一个前轴承5和后轴承6中。

步骤三：主轴芯轴4转动规定的时间后，每一个前轴承5和后轴承6上的油脂逐渐减少，油脂自动补给装置2根据指令再次给每一个前轴承5和后轴承6加脂；新加入的油脂可以将废油脂和多余的油脂挤出并通过排油隔圈7的倒圆角排到废油脂排出通道9内，最后废油脂通过废油脂排出通道9排出主轴本体1外。

步骤四：主轴芯轴4转动的同时，采用温度传感器10实时监测每一个前轴承5和后轴承6的工作温度，通过信号变换器11将模拟量转为数字信号，并实时传输给数控系统12，然后数控系统12对每一个前轴承5和后轴承6的工作温度进行编号，便于监控每一个前轴承5和后轴承6的工作温度。

步骤五：数控系统12对每一个前轴承5和后轴承6的工作温度进行实时监测，工作温度不超过45℃，则设备正常工作，如果在未到油脂自动补给装置2规定的加脂时间，前轴承5或后轴承6上的工作温度升高到超过45℃时，数控系统12发出指令，油脂自动补给装置2提前对每一个前轴承5和后轴承6进行加脂；如果加脂效果不佳，机床会发出报警，可以有效防止高温导致的电主轴损坏。

本发明的优点：本发明通过油脂自动补给装置2，定时定量对前轴承5和后轴承6进行油脂补给，废油脂通过排油隔圈7排到主轴本体1外部，实现油脂的更新，从而带来以下有益效果：

1）只需增加一个油脂自动补给装置2，实现油脂自动润滑，降低成本。

2）在规定的时间内向前轴承5和后轴承6输送新的润滑油，同时旧的润滑油通过排油隔圈7排出，无需担心因润滑油的劣化而导致轴承的损坏，同时增加了电主轴的使用寿命。

3）不会对环境产生污染。

4）不使用高压空气，不产生噪声。

上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (9)

1.一种油脂自动补给的电主轴系统，包括主轴本体和油脂自动补给装置，所述主轴本体通过管路与油脂自动补给装置连接；所述主轴本体包括主轴套筒和套接于主轴套筒内的主轴芯轴，其特征在于：所述主轴芯轴的前端沿轴心方向还套接设有数个前轴承，每一所述前轴承依次间隔设于主轴芯轴和主轴套筒之间；所述主轴芯轴的后端沿轴心方向还套接设有数个后轴承，每一所述后轴承依次间隔设于主轴芯轴和主轴套筒之间；相邻所述前轴承之间以及相邻所述后轴承之间均设有排油隔圈，每一所述排油隔圈设于主轴芯轴和主轴套筒之间，且套接在所述主轴芯轴上；所述主轴套筒上还开设有互不干涉的油脂加注通道和废油脂排出通道，所述油脂加注通道的一端通过管路分别通向每一所述前轴承和每一所述后轴承，且所述油脂加注通道的另一端延伸出所述主轴套筒，并通过管路与油脂自动补给装置连接；所述废油脂排出通道的一端通过管路分别通向每一所述排油隔圈，且所述废油脂排出通道的另一端延伸出所述主轴套筒。

2.根据权利要求1所述的一种油脂自动补给的电主轴系统，其特征在于：每一所述前轴承和后轴承均为角接触轴承。

3.根据权利要求1所述的一种油脂自动补给的电主轴系统，其特征在于：所述油脂加注通道与废油脂排出通道均沿主轴芯轴的轴心方向设置，且二者相对于所述主轴芯轴的轴心对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种油脂自动补给的电主轴系统，其特征在于：所述排油隔圈的外圈为凹形，且其凹口朝外，所述排油隔圈的凹处外壁沿周向设倒圆角。

5.根据权利要求4所述的一种油脂自动补给的电主轴系统，其特征在于：所述废油脂排出通道的一端通过管路分别与每一所述排油隔圈的倒圆角连通。

6.根据权利要求1所述的一种油脂自动补给的电主轴系统，其特征在于：还包括数个温度传感器、信号变换器和数控系统，每一所述温度传感器依次间隔设于主轴套筒上，且其一端分别延伸至每一所述前轴承和每一所述后轴承的外侧壁处，每一所述温度传感器的另一端延伸出主轴套筒，并分别通过信号变换器与数控系统连接。

7.根据权利要求6所述的一种油脂自动补给的电主轴系统，其特征在于：所述数控系统与油脂自动补给装置连接。

8.一种油脂自动补给的电主轴系统的补给方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：油脂自动补给装置根据实验数据设定参数，规定每隔一定时间给每一所述前轴承和后轴承自动加脂；

步骤二：开启电主轴系统，油脂自动补给装置开始给每一所述前轴承和后轴承加脂，油脂通过油脂加注通道注入每一所述前轴承和后轴承中；

步骤三：主轴芯轴转动规定的时间后，油脂自动补给装置再次给每一所述前轴承和后轴承加脂；新加入的油脂可以将废油脂和多余的油脂挤出并通过排油隔圈排到废油脂排出通道内，最后废油脂通过废油脂排出通道排出主轴本体外；

步骤四：主轴芯轴转动的同时，采用温度传感器实时监测每一所述前轴承和后轴承的工作温度，通过信号变换器将模拟量转为数字信号，并实时传输给数控系统，然后数控系统对每一所述前轴承和后轴承的工作温度进行编号，便于监控；

步骤五：数控系统对每一所述前轴承和后轴承的工作温度进行实时监测，如果在未到油脂自动补给装置规定的加脂时间，前轴承或后轴承上的工作温度升高到规定温度时，数控系统发出指令，油脂自动补给装置提前对每一所述前轴承和后轴承进行加脂。

9.根据权利要求8所述的一种油脂自动补给的电主轴系统的补给方法，其特征在于：在所述步骤五中，规定温度为45℃。