CN110159907A - 一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴及润滑方法 - Google Patents
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Abstract
一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴及润滑方法，柔性毛细油管与微小出油口相连接，在柔性毛细油管周围环绕布置有压电元件，压电元件与控制电路相连；利用控制电路控制压电元件，使其发生向柔性毛细油管方向的变形，使柔性毛细油管中的润滑油在外力作用下从微小出油口中排出，当完成一次微量润滑液滴的喷出后，利用控制电路控制压电元件，使其发生与柔性毛细油管方向相反的变形，使受挤压的柔性毛细油管恢复形状，从而带动供油机构中的润滑油在压力作用下补充进入柔性毛细油管中，为下一次润滑做准备；本发明通过控制电路，可以较精确控制喷出油滴的大小和频率，从而实现润滑的精确可控供给；具有微量供油、精确定量润滑的特点。
Description
技术领域
本发明涉及喷嘴结构，特别涉及一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴及润滑方法。
背景技术
轴承是机械设备转动中不可缺少的部件，而滚动轴承作为轴承分类中的重要部分，其性能受多种因素影响，如工作环境、润滑情况、受载情况等。滚动轴承在运转时会发生大量的摩擦，因此润滑对滚动轴承的性能有重要的影响。通常采用轴承工作时的温度作为轴承润滑效果的评判标准。
滚动轴承的润滑方式包括油润滑以及脂润滑等。其中，常用的油润滑方式有油浴润滑、油气润滑、飞溅润滑等。其目的都是向轴承内部提供适量的润滑油，从而减少轴承中的摩擦，改善轴承的工作状态。经过研究表明，适量的润滑油才能对轴承的性能产生有益影响。
图1反映了滚动轴承工作时的温升与润滑油量的关系的曲线。图中横坐标反映油量，纵坐标表示温升。图中曲线可以分为四个区域。
区域一属于欠润滑区，其中，轴承温升随润滑油量增加而减小。此时所提供的润滑油小于轴承正常工作所需的润滑油，润滑不足，摩擦较大，导致轴承温升仍然较大。
区域二属于稳定润滑区域，其中，轴承温升较低且随润滑油量的变化较小。且此时存在一个最佳润滑点，轴承的温升在这个点达到最低，轴承工作性能最佳。
区域三属于过润滑区，其中，轴承温升随润滑油量的增加而增加。此时所提供润滑油大于轴承正常工作所需润滑油，多余的润滑油在轴承工作时发生摩擦，造成轴承工作温度进一步升高，从而影响轴承性能。
由图1可以看出，轴承润滑时应尽量保证供油量处于区域二，尽可能接近于最佳润滑点。多余的润滑油不仅会浪费，同时也会导致轴承性能下降。这就对润滑油供油量的精确控制提出了更高的要求。
在工业应用中，常见的润滑方式是向滚动轴承内部喷射润滑油从而实现润滑，该方式主要包括润滑油、管道、喷嘴等结构。在已有的滚动轴承润滑研究中，大多只对供油压力、润滑油粘稠度、管道材料等进行研究，较少考虑喷嘴结构对于润滑效果的影响。中国专利CN2880268Y《低温微润滑射流喷嘴》在喷嘴结构上增加了冷却液流量调节阀以及测温仪，从而能够实现润滑油的微量、低温且温度可测的供给。中国专利CN104874496A《一种导流式油气润滑喷嘴》在油气润滑的喷嘴中增加了导流体的结构。原本呈环状喷出润滑油，能够在引流体的作用下呈点状喷出，从而实现润滑油滴的细化，提高润滑效率。
上述专利可以保证润滑油的微量供给，可以提高滚动轴承润滑效率，从而减少供油量。虽然上述专利对喷嘴的结构进行了改进，但主要是改变了喷油的形式，供油时仍然存在供油量时盈时亏的情况，难以精确控制供油量，难以使其处于最佳供油点，也即不利于保证轴承性能。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴及润滑方法，目的是实现润滑油的微量、定量、可控供给，提高滚动轴承润滑效果，保证润滑性能，同时也可减少油耗，避免浪费。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴，其特征在于：包括用于输送润滑油的柔性毛细油管1，柔性毛细油管1与微小出油口2相连接，在柔性毛细油管1周围环绕布置有压电元件3，压电元件3与控制电路4相连。
所述的微小出油口2具有毛细效应，其中润滑油具有表面张力作用，导致出油口在不施加外力的情况下不出油。
一种面向滚动轴承的微量精确润滑方法，包括以下步骤：
步骤一、将微小出油口2与柔性毛细油管1相连接，将压电元件3环绕布置在柔性毛细油管1周围，将压电元件3与控制压电元件的控制电路4相连，向柔性毛细油管1中通入润滑油之后，使润滑油充满柔性毛细油管1及微小出油口2的腔内；
步骤二、当需要对滚动轴承进行润滑时，利用控制电路4控制压电元件3，使其发生向柔性毛细油管1方向的变形，挤压柔性毛细油管1，使柔性毛细油管1中的润滑油在外力作用下从微小出油口2中排出，到达滚动轴承的润滑部位，完成一次微量的润滑液滴的喷出；
步骤三、当完成一次微量润滑液滴的喷出后，利用控制电路4控制压电元件3，使其发生与柔性毛细油管1方向相反的变形，使受挤压的柔性毛细油管1恢复形状，从而带动供油机构中的润滑油在压力作用下补充进入柔性毛细油管1中，为下一次润滑做准备。
所述的控制电路4通过控制输出电流的强弱以及频率来控制压电元件3的变形和频率，决定微小出油口2喷出润滑油滴的大小以及频率，从而实现润滑油的可控微量精确润滑。
本发明具有以下优点：
本发明从滚动轴承外圈向滚动轴承内部供给润滑油，进而实现润滑。相对于现有的技术，本发明通过控制电路对压电元件的变形进行控制，利用压电元件的变形挤压柔性毛细油管，实现微量润滑油滴的可控排出。本发明可以实现润滑油的逐滴、微量排出。同时基于控制电路，使用者可以自由控制润滑油滴的喷出频率。两者结合，本发明实现了润滑油的较精确供给，有利于保证滚动轴承处于最佳润滑点，从而保证轴承工作性能，减少油耗。
附图说明
图1是与本发明有关的轴承温升与润滑供油量关系曲线图。
图2是本发明结构示意图。
图3是本发明检测方法流程图。
图4是本发明效果展示图，其中图4A是变形喷出过程展示图，图4B是恢复变形过程展示图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例，仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图2，一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴，包括用于输送润滑油的柔性毛细油管1，能够发生形变以及恢复变形。柔性毛细油管1与微小出油口2相连接，在润滑油进入柔性毛细油管1之后，由于微小出油口2的出油口较小，润滑油在表面张力的作用下不能从微小出油口2的微小出油口中排出，在柔性毛细油管1周围环绕布置有压电元件3，用于挤压柔性毛细油管，且能够在控制电路的作用下产生变形以及变形的恢复。压电元件3与控制电路4相连。当需要对滚动轴承进行润滑时，利用控制电路4控制压电元件3，使其发生向柔性毛细油管1方向的变形，挤压柔性毛细油管1，使柔性毛细油管1中的润滑油在外力作用下从微小出油口2中排出，到达滚动轴承的润滑部位，完成一次微量的润滑液滴的喷出。当完成一次微量润滑液滴的喷出后，利用控制电路4控制压电元件3，使其发生与柔性毛细油管1方向相反的变形，使受挤压的柔性毛细油管1恢复形状，从而带动供油机构中的润滑油在压力作用下补充进入柔性毛细油管1中，为下一次润滑做准备。
所述的控制电路4通过控制输出电流的强弱以及频率来控制压电元件3的变形和频率，决定微小出油口2喷出润滑油滴的大小以及频率，从而实现润滑油的可控微量精确润滑。因此可通过控制电路4控制输出电流的强弱，进而控制逐滴排出的润滑油大小；压电元件3的变形频率决定油滴的喷出频率，因此可通过控制电路4控制电流的频率，进而控制排出的润滑油滴的频率；通过设定控制电路4的控制参数，如电流强弱及频率等，可以实现润滑油滴大小可控以及润滑油滴喷出频率可控，从而满足不同的润滑需求。
参照图3，一种面向滚动轴承的微量精确润滑方法，包括以下步骤：
步骤一、参照图2，构造喷嘴结构。将微小出油口2与柔性毛细油管1相连接，将压电元件3环绕布置在柔性毛细油管1周围，将压电元件与控制压电元件的控制电路4相连。向柔性毛细油管1中通入润滑油之后，使润滑油充满柔性毛细油管1及微小出油口2的腔内。
步骤二、当需要对滚动轴承进行润滑时，参照图4A，利用控制电路4控制压电元件3，使其发生向柔性毛细油管1方向的变形，挤压柔性毛细油管1，使柔性毛细油管1中的润滑油在外力作用下从微小出油口2中排出，到达滚动轴承的润滑部位，完成一次微量的润滑液滴的喷出。
步骤三、参照图4B，当完成一次微量润滑液滴的喷出后，利用控制电路4控制压电元件3，使其发生与柔性毛细油管1方向相反的变形，使受挤压的柔性毛细油管1恢复形状，从而带动供油机构中的润滑油在压力作用下补充进入柔性毛细油管1中，为下一次润滑做准备。
柔性毛细油管1为柔性较大材料所制的直径较细的通油管道，较易在外力下发生变形，如硅胶。
所述的微小出油口2为刚性喷嘴，与常规出油口的喷嘴类似，其特点是出油口较小，油在不受外力的情况下不会从喷嘴喷出。
压电元件3为可产生逆压电效应材料，如压电陶瓷。为实现连续出墨，压电陶瓷需要往复的变形，因此控制电路4能够控制输出电流的强弱及频率即可。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴，其特征在于：包括用于输送润滑油的柔性毛细油管(1)，柔性毛细油管(1)与微小出油口(2)相连接，在柔性毛细油管(1)周围环绕布置有压电元件(3)，压电元件(3)与控制电路(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴，其特征在于：所述的微小出油口(2)具有毛细效应，其中润滑油具有表面张力作用，导致出油口在不施加外力的情况下不出油。
3.根据权利要求1所述的一种面向滚动轴承的微量精确润滑喷嘴，其特征在于：所述的控制电路(4)通过控制输出电流的强弱以及频率来控制压电元件(3)的变形和频率，决定微小出油口(2)喷出润滑油滴的大小以及频率，从而实现润滑油的可控微量精确润滑。
4.一种面向滚动轴承的微量精确润滑方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将微小出油口(2)与柔性毛细油管(1)相连接，将压电元件(3)环绕布置在柔性毛细油管(1)周围，将压电元件(3)与控制压电元件的控制电路(4)相连，向柔性毛细油管(1)中通入润滑油之后，使润滑油充满柔性毛细油管(1)及微小出油口(2)的腔内；
步骤二、当需要对滚动轴承进行润滑时，利用控制电路(4)控制压电元件(3)，使其发生向柔性毛细油管(1)方向的变形，挤压柔性毛细油管(1)，使柔性毛细油管(1)中的润滑油在外力作用下从微小出油口(2)中排出，到达滚动轴承的润滑部位，完成一次微量的润滑液滴的喷出；
步骤三、当完成一次微量润滑液滴的喷出后，利用控制电路(4)控制压电元件(3)，使其发生与柔性毛细油管(1)方向相反的变形，使受挤压的柔性毛细油管(1)恢复形状，从而带动供油机构中的润滑油在压力作用下补充进入柔性毛细油管(1)中，为下一次润滑做准备。
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