CN113217594B - 一种智能化丝杆润滑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种智能化丝杆润滑系统,包括丝杆机构和润滑机构,所述丝杆机构包括丝杠,还包括振动传感器、位移传感器和控制系统,所述振动传感器用以实时检测丝杠上各摩擦点的磨损情况,位移传感器用以记录摩擦点的坐标信息,控制系统用以对振动传感器和位移传感器的数据进行筛选整理,判断摩擦点是否需要润滑,如需要润滑,则控制润滑机构对丝杠进行润滑,实现对丝杠工况运转条件下磨损情况的实时监测,并对摩擦点进行及时准确有效的润滑,解决了以往丝杆润滑机构和方法中润滑油的浪费严重,而且润滑效果差,无法做到对丝杠的及时、有效、准确润滑的问题。

Description

一种智能化丝杆润滑系统
技术领域
本发明涉及润滑系统的技术领域,更具体地说是涉及丝杆润滑系统的技术领域。
背景技术
智能化制造时代的来临,尤其是以汽车、船舶、航空航天等高技术制造加工行业对数控加工的旺盛需要求,使得高精密多轴联动数控机床的技术标准越来越高,因此,为提高高精密机床的加工精度,必须对机床各部件的精度稳定性和保持能力提出更高要求。作为机床传动部件中重要的机构,滚珠丝杠的精度稳定性和保持性对机床的加工精度和性能有着直接影响。在国内对于滚珠丝杠的精度提升方法主要是提升金属材料的力学性能或者是提高丝杠的加工精度等途径。但在实际使用中发现丝杠磨损是影响丝杠寿命的重要因素,而且磨损的程度和位置在丝杠上的分布呈现不均匀状态,为了减少磨损,润滑成为必不可少的手段。当下润滑手段主要是人工手动添加润滑油进行润滑,这种方式不仅对润滑油浪费严重,而且润滑效果差,无法做到对丝杠的及时、有效、准确润滑。
发明内容
本发明提出一种智能化丝杆润滑系统,解决了现有技术中丝杆润滑机构和方法中润滑油浪费严重,而且润滑效果差,无法做到对丝杠及时、有效、准确润滑的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种智能化丝杆润滑系统,包括丝杆机构和润滑机构,所述丝杆机构包括丝杠,还包括振动传感器、位移传感器和控制系统,所述振动传感器用以实时检测丝杠上各摩擦点的磨损情况,位移传感器用以记录摩擦点的坐标信息,控制系统用以对振动传感器和位移传感器的数据进行筛选整理,判断摩擦点是否需要润滑,若需要润滑,则控制润滑机构对丝杠进行润滑。
进一步地,所述振动传感器与丝杠连接。
进一步地,在所述振动传感器上设有磁性座,振动传感器通过磁性座吸附固定在丝杠的端部,控制系统与振动传感器电连接。
进一步地,所述丝杆机构还包括丝杠螺母和螺母座,所述丝杠螺母与丝杠螺纹连接,螺母座与丝杠螺母固定连接,所述位移传感器与螺母座连接。
进一步地,所述位移传感器为光栅尺,所述光栅尺包括支座、标尺光栅和读数头,标尺光栅固定安装在支座上,读数头与螺母座固定连接,并与标尺光栅相适配,控制系统与读数头电连接。
进一步地,所述丝杆机构还包括底座和电机,所述丝杠活动安装在底座上,在底座上设有导轨,在螺母座上开设有滑槽,螺母座通过滑槽与导轨滑动卡接,所述电机固定安装在底座上,电机与丝杠传动连接。
进一步地,所述润滑机构包括储油箱、油泵控制台、压力阀和喷油嘴,所述储油箱固定安装在螺母座上,油泵控制台固定安装在储油箱上,在储油箱内设有油泵,油泵与油泵控制台电连接,压力阀与油泵相连通,喷油嘴与压力阀相连通,该喷油嘴与丝杠相对应,控制系统与油泵控制台电连接。
进一步地,所述润滑机构还包括进油阀和出油阀,在所述螺母座内开设有油路,压力阀通过进油管和进油阀与油路相连通,喷油嘴通过出油管和出油阀与油路相连通,在螺母座上设有护罩,护罩位于丝杠外侧,喷油嘴固定安装在护罩上。
进一步地,所述控制系统为PLC控制系统。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是:通过振动传感器实时检测丝杠上各摩擦点的磨损情况,通过位移传感器记录摩擦点的坐标信息,通过控制系统对振动传感器和位移传感器的数据进行筛选整理,判断摩擦点是否需要润滑,若需要润滑,则控制润滑机构对丝杠进行润滑。实现对丝杠工况运转条件下磨损情况的实时监测,并对摩擦点进行及时准确有效的润滑,解决了以往丝杆润滑机构和方法中润滑油浪费严重,而且润滑效果差,无法做到对丝杠及时、有效、准确润滑的问题。并且控制系统可采用PLC控制系统,振动传感器、位移传感器和润滑机构均可以通过PLC控制,可内嵌至机床数控系统,具有兼容性好、扩展性强、易于加装的特点,同时,可以实现工况条件下对丝杠磨损部位的实时识别和润滑,有着应用价值高,改装成本低,易于推广的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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和图2为本发明的立体图;
图3为螺母座剖切后本发明的俯视图;
图4为图1中A处的局部放大示意图;
图5为图1中B处的局部放大示意图;
图6为图2中C处的局部放大示意图;
图7为图3中D处的局部放大示意图。
附图中,各标号所对应的部件如下:
1-底座,2-丝杠,3-电机,4-丝杠螺母,5-螺母座,6-导轨,7-滑槽,8-振动传感器,9-磁性座,10-标尺光栅,11-读数头,12-储油箱,13-油泵控制台,14- 压力阀,15-进油阀,16-出油阀,17-喷油嘴,18-进油管,19-出油管,20-油路, 21-支座,22-护罩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1至图3,一种智能化丝杆润滑系统,包括丝杆机构和润滑机构,所述丝杆机构包括丝杠2、丝杠螺母4、底座1、电机3和螺母座5,还包括振动传感器8、位移传感器和控制系统,所述丝杠2活动安装在底座1上,在底座1 上设有导轨6,所述丝杠螺母4与丝杠2螺纹连接,螺母座5与丝杠螺母4固定连接,在螺母座5上开设有滑槽7,螺母座5通过滑槽7与导轨6滑动卡接,所述电机3固定安装在底座1上,电机3与丝杠2传动连接。
所述振动传感器8与丝杠2连接,振动传感器8与丝杠2的具体连接关系如下:参照图5,在所述振动传感器8上设有磁性座9,振动传感器8通过磁性座9吸附固定在丝杠2的端部,控制系统与振动传感器8电连接。
所述位移传感器与螺母座5连接,位移传感器的具体结构以及与螺母座5 的具体连接关系如下:所述位移传感器为光栅尺,所述光栅尺包括支座21、标尺光栅10和读数头11,标尺光栅10固定安装在支座21上,参照图6,读数头 11与螺母座5固定连接,并与标尺光栅10相适配,控制系统与读数头11电连接。
参照图4,所述润滑机构包括储油箱12、油泵控制台13、压力阀14、喷油嘴17、进油阀15和出油阀16,所述储油箱12固定安装在螺母座5上,油泵控制台13固定安装在储油箱12上,在储油箱12内设有油泵,油泵与油泵控制台 13电连接,压力阀14与油泵相连通,喷油嘴17与压力阀14相连通,喷油嘴 17与压力阀14的具体连通关系如下:参照图7,在所述螺母座5内开设有油路 20,压力阀14通过进油管18和进油阀15与油路20相连通,喷油嘴17通过出油管19和出油阀16与油路20相连通。在螺母座5上设有护罩22,护罩22位于丝杠2外侧,喷油嘴17固定安装在护罩22上,该喷油嘴17与丝杠2相对应,控制系统与油泵控制台13电连接,所述控制系统为PLC控制系统。
所述振动传感器8用以实时检测丝杠2上各摩擦点的磨损情况,位移传感器用以记录摩擦点的坐标信息,控制系统用以对振动传感器8和位移传感器的数据进行筛选整理,判断摩擦点是否需要润滑,若需要润滑,则控制润滑机构对丝杠2进行润滑。
本发明的智能化丝杆润滑系统的工作原理如下:储油箱12泵出的润滑油通过压力阀14稳定压力后流经进油管18和进油阀15,并按照螺母座5中预设的油路20流动,通过出油阀16和出油管19流进喷油嘴17,并对润滑位点进行喷射润滑。振动传感器8在丝杠2运动时实时监测丝杠2振动幅度和振动频率,通过振动传感器8自带的数据线将数据传送至控制系统,由控制系统判断各检测位点的磨损情况。通过光栅尺实时记录丝杠螺母4和螺母座5在丝杠2上的坐标信息。当丝杠2在电机3的带动下进行旋转运动时,丝杠螺母4和螺母座5 在丝杠2上移动,并产生摩擦。当某一摩擦点发生剧烈摩擦时,振动传感器8 检测记录摩擦情况,由光栅尺记录该摩擦点的坐标信息,并由控制系统判断该摩擦点是否需要润滑。若丝杠螺母4和螺母座5在摩擦点的振幅和振频在工况范围内,则不需要润滑;若丝杠螺母4和螺母座5在摩擦点的振幅和振频在工况范围外,则由控制系统发送指令至油泵控制台13,油泵控制台13控制润滑油喷射在摩擦点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能化丝杆润滑系统,包括丝杆机构和润滑机构,所述丝杆机构包 括丝杠(2),其特征在于,还包括振动传感器(8)、位移传感器和控制系统, 所述振动传感器(8)用以实时检测丝杠(2)上各摩擦点的磨损情况,位移传 感器用以记录摩擦点的坐标信息, 控制系统用以对振动传感器(8)和位移传感 器的数据进行筛选整理,判断摩擦点是否需要润滑,若需要润滑,则控制润滑 机构对丝杠(2)进行润滑;所述位移传感器为光栅尺,所述光栅尺包括支座(21)、标尺光栅(10)和读数头(11),标尺光栅(10)固定安装在支座(21)上;
所述润滑机构包括储油箱(12)、油泵控制台(13)、压力阀(14)和喷油嘴(17),所述储油箱(12)固定安装在螺母座(5)上, 油泵控制台(13)固定安装在储油箱(12)上,在储油箱(12)内设有油泵,油泵与油泵控制台(13)电连接,压力阀(14)与油泵相连通, 喷油嘴(17)与压力阀(14)相连通, 该喷油嘴(17)与丝杠(2)相对应,控制系统与油泵控制台(13)电连接,所述润滑机构还包括进油阀(15)和出油阀(16),在所述螺母座(5)内开设有油路(20),压力阀(14)通过进油管(18)和进油阀(15)与油路(20)相连通,喷油嘴 (17)通过出油管(19)和出油阀(16)与油路(20)相连通,在螺母座(5)上设有护罩(22),护罩(22)位于丝杠(2)外侧,喷油嘴(17)固定安装在护罩(22)上,在所述振动传感器(8)上设有磁性座(9),振动传感器(8)通过磁性座(9)吸附固定在丝杠(2)的端部,控制系统与振动传感器(8)电连接。
2.如权利要求 1 所述的一种智能化丝杆润滑系统, 其特征在于, 所述丝杆 机构还包括丝杠螺母(4)和螺母座(5),所述丝杠螺母(4)与丝杠(2)螺纹 连接,螺母座(5)与丝杠螺母(4)固定连接, 所述位移传感器与螺母座(5)连接。
3.如权利要求2 所述的一种智能化丝杆润滑系统,其特征在于,读数头(11) 与螺母座(5)固定连接, 并与标尺光栅(10)相适配,控制系统与读数头(11)电连接。
4.如权利要求 1 所述的一种智能化丝杆润滑系统, 其特征在于, 所述丝杆 机构还包括底座(1)和电机(3),所述丝杠(2)活动安装在底座(1)上,在 底座(1)上设有导轨(6),在螺母座(5)上开设有滑槽(7),螺母座(5)通过滑槽(7)与导轨(6)滑动卡接,所述电机(3)固定安装在底座(1)上,电机(3)与丝杠(2)传动连接。
5.如权利要求 1 所述的一种智能化丝杆润滑系统, 其特征在于, 所述控制系统为PLC 控制系统。
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