CN109986404B - 静电微量润滑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电微量润滑装置，包括静电发生装置、供液装置、气液电汇流装置、气液电输送管、荷电装置、喷嘴；所述静电发生装置包括静电发生器、输送电线，由电源供电，通过输送电线将高压电输送至气液电汇流装置；所述供液装置由储液箱、第一液管和供液泵组成，输出的润滑液通过第一液管输送至气液电汇流装置；外部气源通过第一气管将高压气体输送至气液电汇流装置；通过气液电汇流装置和荷电装置，实现对润滑液荷电，喷出荷电气雾；本发明具有结构紧凑、集成度高、安装便捷等特点。
Description
技术领域
本发明涉及机械润滑液供给装置技术领域，具体涉及一种静电微量润滑装置。
背景技术
传统加工中，为了降低加工温度、延长刀具寿命、提高工件表面光洁度和尺寸精度，润滑液被大量使用。润滑液一般以浇注方式对加工区域进行润滑冷却。由于润滑液当中使用了不同种类的化学添加剂，导致润滑液废液的处理工作异常困难。润滑液在给机械制造业带来利益的同时，产生了资源消耗、环境污染和影响员工健康等不利因素。所以我们希望能够找到一种新的润滑方式能够改善机加工中由于润滑液的过量使用而带来的负面影响。
干切削是不使用润滑液的新型加工方法。干切削加工时不使用任何润滑液，避免了机加工中润滑液的使用带来的种种不利因素，但是干切削在不使用润滑液的情况下，为了保证高的加工效率、高的产品加工质量、高的刀具使用寿命以及加工过程的可靠性，要求刀具具有良好的性能，同时对机床以及相应辅助设施有过高的要求。即便是良好的刀具，完备的辅助设施被应用在干切削中，干切削仍具有很大的加工局限性，当加工硬度高、导热性差的材料时，干切削不能满足使用者的要求。
微量润滑装置提供一种半干式切削加工润滑方式。该润滑方式利用高压气体将润滑液雾化，被雾化后的润滑液滴可以铺展到加工区域，对加工区域起到润滑和冷却的作用，可有效减小刀具、工件以及切屑之间的摩擦，防止粘结。既能增加刀具的使用寿命，也提高了切削加工的表面质量。该润滑方式的润滑液用量极小(通常仅为0.03~0.2 L/h)，当工件加工完成后，工件表面残留的润滑液很少，为后一道工序节省了时间，降低了成本。微量润滑方式使用了微量的切削液，但却有明显的效果，在保证较高的加工效率的同时减少了对环境的污染。但是，微量润滑方式在以下方面存在很大的不足：
1.由于液滴的破碎只在气动力的作用下进行，导致液滴的粒径不稳定，时而整体过大，时而大小混杂，均匀性低。液滴粒径过大会使得润滑冷却效果变差，导致工件整体加工性能变差，液滴粒径的均匀性低会使得润滑效果不稳定，导致工件表面质量变差。
2.微量润滑方式散热性能差，导致在加工高硬度、散热性差的难加工材料时，如钛合金、高温合金、不锈钢等，表现出较差的加工性能，加工效果不够理想。
3.破碎的小液滴在高压空气的作用下快速冲击到加工表面，由于力的作用会使得一部分没有参与冷却润滑的液滴悬浮在空气当中，造成加工过程中所产生的油雾浓度过大的问题，这些油雾中的小液滴对人体的皮肤和呼吸系统都是极为不利的。
静电微量润滑技术(Electrostatic Minimum Quantity Lubrication，EMQL )是近几年被提出来的新型准干式绿色润滑冷却技术。该技术通过对润滑液荷电，可有效减小润滑油液滴的粒径、表面张力和润湿角，提高了润滑油的润湿和渗透能力，进而提高了荷电润滑油液滴的蒸发散热能力和润滑性能，相对改善了MQL技术中液滴散热能力不足和润滑效率不高的缺陷。此外，EMQL下的荷电液滴在电场力的作用下可显著提高其沉积吸附性能，相对降低了环境中的油雾浓度。类似发明专利：切削液气雾微量润滑方法和装置（专利号为：CN 103084919 B）公开了一种静电微量润滑的方法，并提出了一种装置；静电微量润滑的气雾荷电装置（CN108214090 A）公开了一种气雾荷电装置，类似装置的荷电装置、供液装置集成度较低，气液电多路通道较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种静电微量润滑装置，将气液电三路通道集成在一起，结构简单、使用方便。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种静电微量润滑装置，包括静电发生装置、供液装置、气液电汇流装置、气液电输送管、荷电装置、喷嘴；所述静电发生装置包括静电发生器、输送电线，由电源供电，通过输送电线将高压电输送至气液电汇流装置；所述供液装置由储液箱、供液泵和第一液管组成，输出的润滑液通过第一液管输送至气液电汇流装置；外部气源通过第一气管将高压气体输送至气液电汇流装置；润滑液、高压电和高压气体分别通过第一液管、输送电线和第一气管在气液电汇流装置内部的通道汇集到第二气管之中，形成气液电输送管；所述气液电输送管与荷电装置的一端相连，将气、液、电送至荷电装置中；所述荷电装置内部设有贯通的第一通道，荷电管安置在第一通道内，所述荷电管具有贯通的第二通道和穿过管壁与第一通道连通的斜孔，在第一通道内，第一液管插入到荷电管的上端入口中，第二液管插入到荷电管的下端出口中，从第一通道沿斜孔穿入第二通道中的输送电线可以接触到流经第二通道的润滑液并给润滑液荷电；荷电后的润滑液经由第二液管流出，第二液管将润滑液输送至喷嘴的出口处，第二气管中的高压气体流经荷电装置内部的第一通道，进入喷嘴，并将喷嘴出口处荷电后的润滑液喷出。
所述荷电装置内部的第一通道内，第一液管插入到荷电管的上端入口中，第二液管插入到荷电管的下端出口中，第一液管、第二液管与荷电管的连接界面采用绝缘密封胶实现密封与粘结。
所述供液泵包括蠕动泵、柱塞泵或隔膜泵。
所述静电微量润滑装置包括至少一个气液电汇流装置。
所述静电微量润滑装置包括至少一路气液电输送管。
所述气液电输送管为至少一个喷嘴提供荷电喷雾。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、荷电润滑液液滴具有更小的粒径和润湿角，冷却润滑能力高，可精确润滑金属加工点，对难加工材料也能得到较好的加工效果，广泛应用于金属加工行业；
2、将气、液、电三种元素通过气液电汇流装置集成在一起，通过一根气液电输送管传输，气液电汇流装置和静电发生器可置于箱体之中，节省了机床加工工作区的空间；
3、可采用蠕动泵多路供液，一次为多个喷嘴提供荷电气雾；
4、大大节省了润滑剂的消耗，优化并改良了工作环境、降低污染排放，简化加工的后续处理等功效。
附图说明
图1是本发明所述静电微量润滑装置内部布局示意图；
图2是本发明所述静电微量润滑装置外部布局示意图；
图3是本发明所述静电微量润滑装置中荷电装置结构示意图；
图4是本发明所述静电微量润滑装置中气液电输送管布局示意图；
图中：1、静电发生装置，2、供液装置，3、电磁阀，4、气源处理器，5、吸液管，6、滤芯，7、储液箱盖，8、电机，9、搅拌桨，10、储液箱，11、气液电汇流装置，12、箱体，13、电源线，14、第二气管，15、第一液管，16、输送电线，17、气液电输送管，18、荷电装置，19、喷嘴，20、散热孔，21、气管接头，22、荷电管，23绝缘密封胶，24、第一通道，25、第二通道，26、斜孔，27、第二液管，28、第一气管。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。
本发明实施例所述的一种静电微量润滑装置，其特征在于，包括箱体12、静电发生装置1、供液装置2、第二气管14、气液电汇流装置11、气液电输送管17、荷电装置18、喷嘴19；气液电汇流装置11安装在箱体12中，所用材料为绝缘性和加工性良好的POM材料，其一端设置有进液口、进气口、进电口，另一端设置有气液电出口，各个口子均通过接头与各路管线相连接。静电发生装置1包括静电发生器和过载保护装置，静电发生器可提供-20 kV到20kV连续可调的直流高压静电，当实际应用中的电流超过额定值时过载保护装置会自动断电，保护工人和设备的安全，静电发生器由电源线13供电，其输出端输送电线16通过绝缘密封的格兰接头连接到气液电汇流装置11处的进电口，输送电线16采用最高可输出40kV规格的高压电线。为了便于散热和减轻箱体12的重量，在箱体12下方设置了散热孔20。
供液装置2由储液箱10、吸液管5、第一液管15和供液泵组成，第一液管15和吸液管5都是采用外径6mm、内径4mm的PU管，储液箱10为透明防静电材料制成，在储液箱10的一侧面有刻度，方便随时增添润滑液。为了防止添液时工作环境中的杂质混入，在储液箱10进液口处安装了滤芯6，储液箱10的进液口外部设置有储液箱盖7，储液箱10内部设置了搅拌桨9，防止储液箱中的纳米粒子型润滑液或易沉淀型润滑液的沉积，影响加工效果，搅拌桨9通过电机8带动旋转。供液泵选用能够多路输送的蠕动泵，可以同时输出多路润滑液，供液泵输出的润滑液由第一液管15引致气液电汇流装置11处的进液口。
经由气源处理器4和电磁阀3的压力和频率控制之后，高压气体被输送至气液电汇流装置11处的进气口，输送高压气体的第一气管28和气液电输送管17都采用外径12mm、内径10mm的PU管。
此时润滑液、高压电和高压气体分别通过第一液管15、输送电线16和气液电汇流装置11内部的通道汇集到第二气管14之中，形成气液电输送管17，气液电输送管17的布局结构由图4所示，外管为第二气管14，内部是第一液管15和输送电线16。气液电输送管17的另一端通过气管接头21与荷电装置18的一端相连，如图3所示，气管接头21选用与第二气管规格相匹配的快插接头，荷电装置18材料选用绝缘性和加工性良好的POM材料。
在荷电装置18内部有贯通的第一通道24，荷电管22安置在第一通道24内。荷电管22外径为10mm，第一通道24内径为16mm，两者之间的空隙有助于高压气体的流动。荷电管22具有上下贯通的第二通道25和穿过管壁与第一通道24连通的斜孔26。
在荷电装置18内部的第一通道24内，第一液管15插入到荷电管22的上端入口中，第二液管27插入到荷电管22的下端出口中，第一液管15、第二液管27与荷电管22的连接界面采用绝缘密封胶23实现密封与粘结，绝缘密封胶23可选择AB胶，502胶等，荷电管22的材料选用具有优良绝缘性能的聚酰亚胺材料，第一液管15和第二液管27均选用外径6mm、内径4mm的PU管。
输送电线16通过荷电管22中的斜孔26伸入进荷电管22内的第二通道25中，输送电线16采用最高可输出40kV规格的高压电线，在斜孔26中安装到位后，用绝缘密封胶23胶封。
这样在第二通道25中，输送电线4可以接触到流经第二通道25的润滑液并给润滑液荷电。荷电后的润滑液经由第二液管27流出，第二液管27将润滑液输送到喷嘴19的出口处。第二气管14中的高压气体流经荷电装置18内部的第一通道24，流入到喷嘴19中，并将喷嘴19出口处的润滑液喷出荷电装置18与喷嘴19通过螺纹连接的方式相连，喷嘴19为万向竹节管气雾喷嘴。
如图2所示，本发明实施例所述的静电微量润滑装置，将静电发生装置，供液装置和供气装置有效地集成起来，结构简单，拆装方便。采用向上虹吸的方式来为供液泵供液，并在储液箱中设置搅拌桨，有效地避免了纳米流体润滑液中纳米粒子的沉淀。通过蠕动泵供液，一次性多路输出，同时为多个喷嘴提供荷电气雾。通过一根气液电输送管就可将荷电液滴准确的输送至加工区，可有效延长刀具使用寿命、提高工件表面质量并且降低工作环境的油雾浓度。
以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
Claims (5)
1.一种静电微量润滑装置，其特征在于:包括静电发生装置、供液装置、气液电汇流装置、气液电输送管、荷电装置、喷嘴；所述静电发生装置包括静电发生器、输送电线，由电源供电，通过输送电线将高压电输送至气液电汇流装置；所述供液装置由储液箱、供液泵和第一液管组成，输出的润滑液通过第一液管输送至气液电汇流装置；外部气源通过第一气管将高压气体输送至气液电汇流装置；润滑液、高压电和高压气体分别通过第一液管、输送电线和第一气管在气液电汇流装置内部的通道汇集到第二气管之中，形成气液电输送管；所述气液电输送管与荷电装置的一端相连，将气、液、电送至荷电装置中；所述荷电装置内部设有贯通的第一通道，荷电管安置在第一通道内，所述荷电管具有贯通的第二通道和穿过管壁与第一通道连通的斜孔，在第一通道内，第一液管插入到荷电管的上端入口中，第二液管插入到荷电管的下端出口中，从第一通道沿斜孔穿入第二通道中的输送电线可以接触到流经第二通道的润滑液并给润滑液荷电；荷电后的润滑液经由第二液管流出，第二液管将润滑液输送至喷嘴的出口处，第二气管中的高压气体流经荷电装置内部的第一通道，进入喷嘴，并将喷嘴出口处荷电后的润滑液喷出。
2.根据权利要求1所述的静电微量润滑装置，其特征在于，所述供液泵包括蠕动泵、柱塞泵或隔膜泵。
3.根据权利要求1或2所述的一种静电微量润滑装置，其特征在于，所述静电微量润滑装置包括至少一个气液电汇流装置。
4.根据权利要求1或2所述的一种静电微量润滑装置，其特征在于，所述静电微量润滑装置包括至少一路气液电输送管。
5.根据权利要求1或2所述的一种静电微量润滑装置，其特征在于，所述气液电输送管为至少一个喷嘴提供荷电喷雾。
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- 2019-04-11 CN CN201910288992.5A patent/CN109986404B/zh active Active
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