CN111774866B - 一种润滑剂同步定量微滴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种润滑剂同步定量微滴装置，包括高位润滑剂储罐、润滑剂气动计量装置及滴射头，润滑剂气动计量装置包括活塞缸、活塞及定位碗，活塞缸内设有活塞腔，活塞缸顶部压缩空气孔，活塞缸底部设有进液孔，定位碗与活塞之间设有活塞复位弹簧；活塞腔的腔底设有第一钢珠腔，第一钢珠腔的上口通过定位碗上的连接孔与活塞腔连通，第一钢珠腔的下口与进液孔连通，第一钢珠腔内设有第一钢珠和第一钢珠复位弹簧，第一钢珠与进液孔密封配合；活塞缸下部的外周面上设有出液孔，滴射头通过管路与出液孔相连。本发明能实现润滑剂的精确计量及准确供给，节省润滑剂消耗，有效避免润滑剂扩散而导致环境污染和危害操作者身体健康。
Description
技术领域
本发明涉及金属钻削加工技术领域，尤其是涉及一种用于自动钻削与攻丝时的润滑剂同步定量微滴装置。
背景技术
机加工过程中采用钻削刀具对精密金属进行钻削与攻丝加工时，为了避免钻削刀具的损坏，需要使用润滑剂对钻削刀具及加工区域进行润滑和冷却。
目前通常采用喷雾润滑技术（将润滑剂雾化喷出）对钻削刀具及加工区域进行润滑和冷却。例如，申请号为：201811213024X的中国专利公开了一种油水复合喷雾冷却润滑的钻削方法，将油水复合喷雾喷射到刀具和工件，实现对刀具前/后刀面、被加工部位和切削区域的直接或间接的冷却和润滑。采用喷雾技术进行润滑和冷却，雾化的润滑剂极易扩散，不能直接向钻削刀具直接提供用于钻孔、攻丝和需要定向润滑的其他操作所需的精确、可控制的润滑，同时会造成润滑剂的浪费，另外，扩散的润滑剂还会对环境造成污染，被操作人员吸入后会危害操作人员的身体健康。
另外，申请号2012202620081的中国专利则公开了一种喷雾润滑冷却器，包括压力容器、进气管路、进液管路、喷嘴，所述压力容器下部装有润滑冷却液，所述进气管路与压力容器上部连通，一端连接压力设备；所述进液管路与压力容器下部连通，所述喷嘴为雾状喷嘴，与压力容器下部连通；进气管路上安装有泄气阀、进气阀，所述泄气阀位于压力容器与进气阀之间；所述进液管路上装有控制阀。该喷雾润滑冷却器存在以下缺陷：（1）属于喷雾润滑装置，依然存在喷雾技术的上述缺陷；（2）通过压力容器内的压力（高压气体）作用于润滑冷却液上，使润滑冷却液从喷嘴呈雾状喷出，压力容器内的压力很难保持稳定，导致无法对喷出的润滑冷却液量进行精确计量与控制。
发明内容
本发明是为了解决现有的喷雾技术润滑所存在的上述技术问题，提供了一种结构简单，易于拆装维护，运行可靠，能实现润滑剂的精确计量及准确供给，润滑均匀，节省润滑剂消耗，能有效避免润滑剂扩散而导致环境污染和危害操作者身体健康的润滑剂同步定量微滴装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种润滑剂同步定量微滴装置，包括高位润滑剂储罐、润滑剂气动计量装置及滴射头，所述润滑剂气动计量装置包括活塞缸及定位碗，所述活塞缸内设有活塞腔，所述活塞腔内设有活塞，活塞缸顶部设有与活塞腔连通的压缩空气孔，活塞缸底部设有进液孔，所述进液孔通过管路与高位润滑剂储罐相连；所述定位碗位于活塞下方的活塞腔底部，定位碗与活塞之间设有活塞复位弹簧；活塞腔的腔底设有第一钢珠腔，所述第一钢珠腔的上口通过定位碗上的连接孔与活塞腔连通，第一钢珠腔的下口与进液孔连通，第一钢珠腔内设有第一钢珠和第一钢珠复位弹簧，所述第一钢珠在第一钢珠复位弹簧的作用下与进液孔出口相抵形成密封配合；活塞缸下部的外周面上设有出液孔，所述出液孔与第一钢珠腔连通，所述滴射头通过管路与出液孔相连。本发明中的高位润滑剂储罐安装高度高于润滑剂气动计量装置，以使高位润滑剂储罐中润滑剂与活塞腔中的润滑剂具有一定的压力差，利用该压力差使高位润滑剂储罐内的润滑剂自动压入润滑剂气动计量装置内，实现了自动压料；压料时，高位润滑剂储罐中的润滑剂在压差作用下被压入进液孔并将第一钢珠腔内的第一钢珠顶起，第一钢珠复位弹簧压缩，润滑剂经第一钢珠腔、定位碗上的连接孔进入活塞腔内并使活塞逐渐上升；待活塞腔内充满润滑剂后（活塞不能上升），润滑剂无法压入进液孔，此时第一钢珠失去润滑剂的作用力（压力），第一钢珠在自身重力及第一钢珠复位弹簧回复力的作用下下落，重新抵在进液孔将进液孔出口密封，避免活塞下压时润滑剂回流至高位润滑剂储罐内，影响润滑剂的精准计量及滴射量；与此同时，压缩空气经压缩空气孔充入活塞腔并作用于活塞，活塞在空气压力的作用下快速下降至定位碗，从而将活塞腔中一定体积的润滑剂从出液孔压至滴射头，最终经滴射头以液滴形式射出进行微润滑，当滴射头射出一定体积的润滑剂后，高位润滑剂储罐中润滑剂与活塞腔中的润滑剂重新产生一定的压力差，不断循环重复前面过程，实现同步定量滴射微润滑。本发明通过高位润滑剂储罐、润滑剂气动计量装置及滴射头之间的配合，采用精确计量的滴射技术对钻削刀具及加工区域进行定向润滑，不仅实现了润滑剂的精确计量及准确供给，节省了润滑剂消耗，还能有效避免润滑剂扩散而导致环境污染和危害操作者身体健康，非常适合应用在精密金属钻削与攻丝的加工工艺中。
作为优选，所述活塞为圆柱体结构，活塞内设有润滑剂容纳腔，活塞的外周面上设有活塞密封圈。
作为优选，所述定位碗为圆柱体结构，定位碗上设有活塞复位弹簧限位槽，所述活塞复位弹簧限位槽位于连接孔上方并与连接孔连通，所述活塞复位弹簧上端位于润滑剂容纳腔内与活塞固定连接，活塞复位弹簧下端位于活塞复位弹簧限位槽内与活塞复位弹簧限位槽的槽底固定连接。定位碗同时起到缓冲和限位作用。
作为优选，所述活塞缸的上端开口并固定有上缸盖，所述上缸盖包括阻挡限位部及固定于阻挡限位部上端边缘位置处的压边，所述阻挡限位部伸入活塞缸内，活塞缸的上端面处设有台阶结构，所述台阶结构的台阶面上设有端面密封圈，所述压边与端面密封圈压接形成密封配合，所述压缩空气孔设置在阻挡限位部内。阻挡限位部用于限制活塞的上升高度，阻挡限位部的高度及定位碗的高度共同决定润滑剂的滴射量（滴设体积）。
作为优选，所述压缩空气孔为外小内大的异径孔，压缩空气孔的大径段直径小于活塞的直径。压缩空气孔为外小内大的异径孔，以便于压缩空气能均匀作用于活塞上，使活塞稳定下压。
作为优选，所述压缩空气孔通过气接头螺纹连接有压缩空气管。
作为优选，所述滴射头包括滴射头本体及与滴射头本体装配为一体的滴射嘴，所述滴射嘴内设有出液通道，所述出液通道出口形成润滑剂滴射口，所述滴射头本体内设有进液通道及第二钢珠腔，所述第二钢珠腔与出液通道、进液通道连通，第二钢珠腔内设有第二钢珠和第二钢珠复位弹簧，所述第二钢珠在第二钢珠复位弹簧的作用下与进液通道出口相抵形成密封配合。第二钢珠在进液通道中润滑剂的压力作用下，使第二钢珠复位弹簧压缩，润滑剂压入出液通道从润滑剂滴射口射出以进行滴射微润滑，当润滑剂喷出后，第二钢珠在自身重力及第二钢珠复位弹簧的回复力作用下复位重新密封进液通道出口，避免润滑剂漏出。
作为优选，所述滴射嘴上设有外螺纹连接段，所述外螺纹连接段与滴射头本体螺纹连接，外螺纹连接段与滴射头本体之间的空间形成第二钢珠腔。滴射嘴通过外螺纹连接段与滴射头本体螺纹连接，结构简单，易于拆装维护。
作为优选，所述出液孔出口与进液通道进口之间通过铜管相连，出液孔出口与进液通道进口均螺接有外丝接头，所述铜管的两端通过活接头分别与出液孔出口处的外丝接头、进液通道进口处的外丝接头螺纹连接。
作为优选，所述高位润滑剂储罐与进液孔进口之间通过油管相连，所述润滑剂储罐下部的外侧面上及进液孔进口均螺接有外丝接头，所述油管两端均螺纹连接有弯头，油管两端的所述弯头分别与润滑剂储罐下部的外侧面上的外丝接头、进液孔进口处的外丝接头螺纹连接。
因此，本发明具有如下有益效果：通过高位润滑剂储罐、润滑剂气动计量装置及滴射头之间的配合，采用精确计量的滴射技术对钻削刀具及加工区域进行定向润滑，不仅实现了润滑剂的精确计量及准确供给，节省了润滑剂消耗，还能有效避免润滑剂扩散而导致环境污染和危害操作者身体健康，非常适合应用在精密金属钻削与攻丝的加工工艺中。
附图说明
图1是本发明的一种连接示意图。
图2 是本发明中润滑剂气动计量装置的一种剖面图。
图3是本发明中滴射头的一种剖面图。
图中：高位润滑剂储罐1，活塞缸2，定位碗3，活塞腔4，活塞5，压缩空气孔6，进液孔7，活塞复位弹簧8，第一钢珠腔9，连接孔10，第一钢珠11，第一钢珠复位弹簧12，出液孔13，润滑剂容纳腔14，活塞密封圈15，活塞复位弹簧限位槽16，阻挡限位部17，压边18，端面密封圈19，气接头20，压缩空气管21，滴射头本体22，滴射嘴23，出液通道24，进液通道25，第二钢珠腔26，第二钢珠27，第二钢珠复位弹簧28，外螺纹连接段29，铜管30，外丝接头31，活接头32，油管33，弯头34。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1、图2所示的一种润滑剂同步定量微滴装置，包括高位润滑剂储罐1、润滑剂气动计量装置及滴射头，润滑剂气动计量装置包括活塞缸2及定位碗3，活塞缸的上端开口并固定有上缸盖，上缸盖包括阻挡限位部17及固定于阻挡限位部上端边缘位置处的压边18，阻挡限位部伸入活塞缸内，活塞缸的上端面处设有台阶结构，台阶结构的台阶面上设有端面密封圈19，压边与端面密封圈压接形成密封配合，活塞缸内设有活塞腔4，活塞腔内安装有活塞5，活塞为圆柱体结构，活塞内设有润滑剂容纳腔14，活塞的外周面上设有活塞密封圈15，阻挡限位部内开有与活塞腔连通的压缩空气孔6，压缩空气孔为外小内大的异径孔，压缩空气孔的大径段直径略小于活塞的直径，压缩空气孔通过气接头20螺纹连接有压缩空气管21，活塞缸底部开有进液孔7，高位润滑剂储罐安装高度高于润滑剂气动计量装置安装高度，高位润滑剂储罐与进液孔进口之间通过油管33相连，润滑剂储罐下部的外侧面上及进液孔进口均螺接有外丝接头31，油管两端均螺纹连接有弯头34，油管两端的弯头分别与润滑剂储罐下部的外侧面上的外丝接头、进液孔进口处的外丝接头螺纹连接；定位碗为圆柱体结构，定位碗位于活塞下方的活塞腔底部，活塞腔的腔底设有第一钢珠腔9，定位碗上开有活塞复位弹簧限位槽16，活塞复位弹簧限位槽的槽底设有与活塞复位弹簧限位槽相连通的连接孔10，定位碗与活塞之间安装有活塞复位弹簧8，活塞复位弹簧上端位于润滑剂容纳腔内与活塞固定连接，活塞复位弹簧下端位于活塞复位弹簧限位槽内与活塞复位弹簧限位槽的槽底固定连接；第一钢珠腔的下口与进液孔连通，第一钢珠腔内设有第一钢珠11和第一钢珠复位弹簧12，第一钢珠在第一钢珠复位弹簧的作用下与进液孔出口相抵形成密封配合；活塞缸下部的外周面上开有出液孔13，出液孔与第一钢珠腔连通，滴射头包括滴射头本体22及与滴射头本体装配为一体的滴射嘴23（如图3所示），滴射嘴内设有出液通道24，出液通道出口形成润滑剂滴射口，滴射头本体内设有进液通道25，滴射嘴上连接有外螺纹连接段29，外螺纹连接段与滴射头本体螺纹连接，外螺纹连接段与滴射头本体之间的空间形成第二钢珠腔26，第二钢珠腔与出液通道、进液通道连通，第二钢珠腔内安装有第二钢珠27和第二钢珠复位弹簧28，第二钢珠在第二钢珠复位弹簧的作用下与进液通道出口相抵形成密封配合，出液孔出口与进液通道进口之间通过铜管30相连，出液孔出口与进液通道进口均螺接有外丝接头31，铜管的两端通过活接头32分别与出液孔出口处的外丝接头、进液通道进口处的外丝接头螺纹连接。
本发明的运行过程为：高位润滑剂储罐安装高度高于润滑剂气动计量装置，以使高位润滑剂储罐中润滑剂与活塞腔中的润滑剂具有一定的压力差，在该压力差的作用下，高位润滑剂储罐中的润滑剂在压差作用下被压入进液孔并将第一钢珠腔内的第一钢珠顶起，第一钢珠复位弹簧压缩，润滑剂经第一钢珠腔、定位碗上的连接孔进入活塞腔内并使活塞逐渐上升；待活塞腔内充满润滑剂后（活塞不能上升），润滑剂无法压入进液孔，此时，第一钢珠失去润滑剂的作用力（压力），第一钢珠在自身重力及第一钢珠复位弹簧回复力的作用下下落，重新抵在进液孔将进液孔出口密封；与此同时，压缩空气经压缩空气孔充入活塞腔作用于活塞，活塞在空气压力的作用下快速下降至定位碗，从而将活塞腔中一定体积的润滑剂从出液孔压至滴射头，最终经滴射头以液滴形式射出进行微润滑，当滴射头射出一定体积（1.3ml）的润滑剂后，高位润滑剂储罐中润滑剂与活塞腔中的润滑剂重新产生一定的压力差，不断循环重复前面过程，实现同步定量滴射微润滑，高位润滑剂储罐中润滑剂不够时及时进行补充。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (6)
1.一种润滑剂同步定量微滴装置，其特征在于，包括高位润滑剂储罐（1）、润滑剂气动计量装置及滴射头，所述润滑剂气动计量装置包括活塞缸（2）及定位碗（3），所述活塞缸内设有活塞腔（4），所述活塞腔内设有活塞（5），所述活塞为圆柱体结构，活塞内设有润滑剂容纳腔（14），活塞的外周面上设有活塞密封圈（15），活塞缸顶部设有与活塞腔连通的压缩空气孔（6），所述压缩空气孔为外小内大的异径孔，压缩空气孔的大径段直径小于活塞的直径，活塞缸底部设有进液孔（7），所述进液孔通过管路与高位润滑剂储罐相连；所述定位碗为圆柱体结构，定位碗位于活塞下方的活塞腔底部，定位碗与活塞之间设有活塞复位弹簧（8），活塞腔的腔底设有第一钢珠腔（9），所述第一钢珠腔的上口通过定位碗上的连接孔（10）与活塞腔连通，定位碗上设有活塞复位弹簧限位槽（16），所述活塞复位弹簧限位槽位于连接孔上方并与连接孔连通，所述活塞复位弹簧上端位于润滑剂容纳腔内与活塞固定连接，活塞复位弹簧下端位于活塞复位弹簧限位槽内与活塞复位弹簧限位槽的槽底固定连接；第一钢珠腔的下口与进液孔连通，第一钢珠腔内设有第一钢珠（11）和第一钢珠复位弹簧（12），所述第一钢珠在第一钢珠复位弹簧的作用下与进液孔出口相抵形成密封配合；活塞缸下部的外周面上设有出液孔（13），所述出液孔与第一钢珠腔连通，所述滴射头通过管路与出液孔相连，所述滴射头包括滴射头本体（22）及与滴射头本体装配为一体的滴射嘴（23），所述滴射嘴内设有出液通道（24），所述出液通道出口形成润滑剂滴射口，所述滴射头本体内设有进液通道（25）及第二钢珠腔（26），所述第二钢珠腔与出液通道、进液通道连通，第二钢珠腔内设有第二钢珠（27）和第二钢珠复位弹簧（28），所述第二钢珠在第二钢珠复位弹簧的作用下与进液通道出口相抵形成密封配合。
2.根据权利要求1所述的一种润滑剂同步定量微滴装置，其特征在于，所述活塞缸的上端开口并固定有上缸盖，所述上缸盖包括阻挡限位部（17）及固定于阻挡限位部上端边缘位置处的压边（18），所述阻挡限位部伸入活塞缸内，活塞缸的上端面处设有台阶结构，所述台阶结构的台阶面上设有端面密封圈（19），所述压边与端面密封圈压接形成密封配合，所述压缩空气孔设置在阻挡限位部内。
3.根据权利要求1或2所述的一种润滑剂同步定量微滴装置，其特征在于，所述压缩空气孔通过气接头（20）螺纹连接有压缩空气管（21）。
4.根据权利要求1所述的一种润滑剂同步定量微滴装置，其特征在于，所述滴射嘴上设有外螺纹连接段（29），所述外螺纹连接段与滴射头本体螺纹连接，外螺纹连接段与滴射头本体之间的空间形成第二钢珠腔。
5.根据权利要求1所述的一种润滑剂同步定量微滴装置，其特征在于，所述出液孔出口与进液通道进口之间通过铜管（30）相连，出液孔出口与进液通道进口均螺接有外丝接头（31），所述铜管的两端通过活接头（32）分别与出液孔出口处的外丝接头、进液通道进口处的外丝接头螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种润滑剂同步定量微滴装置，其特征在于，所述高位润滑剂储罐与进液孔进口之间通过油管（33）相连，所述润滑剂储罐下部的外侧面上及进液孔进口均螺接有外丝接头，所述油管两端均螺纹连接有弯头（34），油管两端的所述弯头分别与润滑剂储罐下部的外侧面上的外丝接头、进液孔进口处的外丝接头螺纹连接。
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