CN115302309B - 一种备用补油装置、应用其的润滑系统及数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明属于润滑系统技术领域，涉及一种备用补油装置、应用其的润滑系统及数控机床。备用补油装置包括补油箱体，补油箱体内具有隔板，隔板将补油箱体内的空间分为第一空间和第二空间第一空间内具有润滑油，第二空间内具有弹性组件，补油箱体的侧壁上具有能够卡接于隔板下方的凸起，侧壁与凸起对应的部分为具有第一膨胀率的第一膨胀层，侧壁的外侧设置有具有第二膨胀率的第二膨胀层，第二膨胀率大于第一膨胀率；环境温度升高时，第二膨胀层将凸起拉平，环境温度降低时，凸起复原。本发明提供的备用补油装置可以实现在润滑故障导致润滑油量不足时及时对润滑点进行油量补充，减少非正常磨损的概率并降低润滑故障带来的不良影响。

Description

一种备用补油装置、应用其的润滑系统及数控机床

技术领域

本发明属于润滑系统技术领域，涉及一种备用补油装置、应用其的润滑系统及数控机床。

背景技术

数控机床最主要的子系统为机床的润滑系统，可以为运动零部件提供润滑油，减少运动部件的磨损与发热，增加机床使用寿命，提高设备的精度和可靠性。目前常用的稀油润滑方式的主要工作流程为：润滑泵加压将润滑油挤出，通过分配器对各润滑点的润滑量进行均额分配，最终将润滑油给到润滑点完成润滑；但在实际使用过程中，一般只会对润滑泵的工作状态进行检测，缺少对润滑点位润滑量的监控设施，容易在润滑油路堵塞时出现运动部件无油或少油运行的现象，发现不及时则会导致运动部件的异常发热与磨损，减少机床寿命的同时大大影响加工精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种备用补油装置、应用其的润滑系统及数控机床，利用润滑点温度的变化实现自动补油，避免因监控不及时导致运动部件无油或少油运行。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本发明的实施例提供了一种备用补油装置，备用补油装置包括补油箱体，补油箱体内具有隔板，隔板将补油箱体内的空间分为第一空间和第二空间第一空间内具有润滑油，第二空间内具有弹性组件，补油箱体的侧壁上具有能够卡接于隔板下方的凸起，侧壁与凸起对应的部分为具有第一膨胀率的第一膨胀层，侧壁的外侧设置有具有第二膨胀率的第二膨胀层，第二膨胀率大于第一膨胀率；环境温度升高时，第二膨胀层将凸起拉平，环境温度降低时，凸起复原。

在一些实施例中，备用补油装置还包括压力采集单元，压力采集单元位于第二空间内，且与弹性组件接触。

在一些实施例中，弹性组件包括至少两个弹簧，至少两个弹簧的一端均抵接在压力采集单元的下表面，另一端均抵接在隔板的上表面。

在一些实施例中，隔板与补油箱体的接触处设置有密封圈。

在一些实施例中，凸起卡接在隔板下方时，弹性组件处于压缩状态；凸起被拉平时，弹性组件推动隔板向下移动直至第二空间底部。

在一些实施例中，为第一空间的下方具有油口。

在一些实施例中，备用补油系统还包括报警单元，报警单元与压力采集单元连接，报警单元根据压力采集单元是否有压力信号输出进行报警或不报警。

在一些实施例中，第一膨胀层采用铸铁材质，第二膨胀层采用黄铜或铝合金材质。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种润滑系统，润滑系统包括上述的备用补油装置，备用补油装置位于润滑系统的润滑点处且能够感应润滑点的温度变化。

在一些实施例中，润滑系统还包括分配器，分配器的一端与润滑油源头连接，另一端与备用补油装置和润滑点均连接。

在一些实施例中，润滑系统还包括三通接头，三通接头的第一接口与分配器连接，三通接头的第二接口与备用补油装置连接，三通接头的第三接口与润滑点连接。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种数控机床，数控机床包括上述的润滑系统。

在一些实施例中，润滑系统设置有多个，且润滑系统的数量与数控机床润滑点的数量匹配。

与现有技术相比，本发明的备用补油装置至少具有下列有益效果：

初始状态时，弹性组件被压缩在第二空间内，此时依靠凸起和隔板的配合使得补油箱体内部的空间分配保持稳定；当润滑点因为无油或者缺油运行时，润滑点处的零部件会异常发热，该热量传导至备用补油装置的侧壁上，此时在温度的影响下，由于第二膨胀率大于第一膨胀率，因此第二膨胀层的膨胀量大于第一膨胀层的膨胀量，则在第二膨胀层的影响下，第一膨胀层上的凸起被拉平，此时弹性组件被释放，在恢复力的作用下推动隔板向下移动，则第一空间被压缩，进而实现将第一空间内的润滑油压出至润滑点的目的；之后为了保证备用补油装置内的润滑油足以应对下次异常发热，持续有润滑油补充至第二空间内，在补充的过程中，隔板在润滑油的作用下向上移动，而与此同时，当润滑点被润滑后，异常发热消失，则第二膨胀层进行收缩，进而将凸起恢复，凸起和隔板再次配合使得补油箱体内部的空间分配保持稳定。

本发明提供的备用补油装置可以实现在润滑故障导致润滑油量不足时及时对润滑点进行油量补充，减少非正常磨损的概率并降低润滑故障带来的不良影响；并且，本发明结合润滑点温度变化以及热膨胀机理进行设计，备用补油装置可以实现在润滑故障修复后自动复位至原始状态，无需手动进行复位设置，减少人为操作成本；另外，本发明提供的备用补油装置体积小巧，不占用活动空间，可以随意布置在润滑点周围，并可以少量且定量的控制润滑点所需补充的润滑量，实现精确润滑补油。

另一方面，本发明提供的润滑系统是基于上述备用补油装置而设计的，其有益效果参见上述备用补油装置的有益效果，在此，不一一赘述。

另一方面，本发明提供的数控机床是基于上述润滑系统而设计的，其有益效果参见上述润滑系统的有益效果，在此，不一一赘述。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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是本发明的实施例提供的备用补油装置的第一种状态的结构示意图；

图2是本发明的实施例提供的备用补油装置的第二种状态的结构示意图；

图3是本发明的实施例提供的备用补油装置中第一膨胀层和第二膨胀层的第一种配合图；

图4是本发明的实施例提供的备用补油装置中第一膨胀层和第二膨胀层的第二种配合图；

图5是本发明的实施例提供的一种润滑系统的结构示意图；

图6是本发明的实施例提供的一种数控机床对润滑点进行润滑时的流程图。

其中：

1、备用补油装置；2、润滑点；3、分配器；4、三通接头；5、导轨滑块；6、导轨固定装置；7、机床本体；11、补油箱体；12、隔板；13、弹性组件；14、第二膨胀层；15、压力采集单元；16、密封圈；111、第一空间；112、第二空间；113、凸起；114、第一膨胀层；115、油口。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本发明的描述中，需要明确的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种一种备用补油装置，如图1所示，备用补油装置包括补油箱体11，补油箱体11内具有隔板12，隔板12将补油箱体11内的空间分为第一空间111和第二空间112，第一空间111内具有润滑油，第二空间112内具有弹性组件13，补油箱体11的侧壁上具有能够卡接于隔板12下方的凸起113，侧壁与凸起113对应的部分为具有第一膨胀率的第一膨胀层114，侧壁的外侧设置有具有第二膨胀率的第二膨胀层14，第二膨胀率大于第一膨胀率；环境温度升高时，第二膨胀层14将凸起113拉平，环境温度降低时，凸起113复原。

具体地，补油箱体11为一中空结构，上部封闭，下部开有油口115，在不同的状态下，油口115用于出油或者进油；隔板12水平设置在补油箱体11内，且隔板12的一端抵接在补油箱体11的一个侧面上，另一端抵接在补油箱体11的另一侧面上，进而将补油箱体11内部的空间分为两个相互独立的第一空间111和第二空间112；补油箱体11的某一侧壁内侧设置有凸起113，该凸起113卡接在隔板12的下部，此时弹性组件13处于压缩状态，凸起113可以避免隔板12在弹性组件13恢复力的作用下向下移动。

为了使隔板12可以在弹性组件13恢复力的作用下向下移动，挤压第一空间111中的润滑油，将设置有凸起113的侧壁上的某一段设定为第一膨胀层114，当然，第一彭整层一定是包含凸起113的一段侧壁，在该段侧壁的外侧粘贴第二膨胀层14，第一膨胀层114具有第一膨胀率，第二膨胀层14具有第二膨胀率，且第二膨胀率大于第一膨胀率。

具体地，膨胀率是指物体在因某种原因膨胀之后的体积与在正常情况下(没有膨胀时)的体积之比值；具体在本实施例中为：第一膨胀率为在温度的变化下，第一膨胀层114膨胀后的体积与没有膨胀时的体积之比值，第二膨胀率为在温度的变化下，第二膨胀层14膨胀后的体积与没有膨胀时的体积之比值。

本实施例提供的备用补油装置的补油过程为：

初始状态时，如图3所示，弹性组件13被压缩在第二空间112内，此时依靠凸起113和隔板12的配合使得补油箱体内部的空间分配保持稳定；

当润滑点因为无油或者缺油运行时，润滑点处的零部件会异常发热，该热量传导至备用补油装置的侧壁上，此时在温度的影响下，由于第二膨胀率大于第一膨胀率，因此第二膨胀层14的膨胀量大于第一膨胀层114的膨胀量，则在第二膨胀层14的影响下，第一膨胀层114上的凸起113被拉平，如图4所示，此时弹性组件13被释放，在恢复力的作用下推动隔板向下移动，则第一空间111被压缩，如图2所示，进而实现将第一空间111内的润滑油通过油口115压出至润滑点的目的；

之后为了保证备用补油装置内的润滑油足以应对下次异常发热，持续有润滑油补充至第二空间112内，在补充的过程中，隔板12在润滑油的作用下向上移动，而与此同时，当润滑点被润滑后，异常发热消失，则第二膨胀层14进行收缩，进而将第一膨胀层114上的凸起113恢复，凸起113和隔板12再次配合使得补油箱体内部的空间分配保持稳定。

本实施例提供的备用补油装置可以实现在润滑故障导致润滑油量不足时及时对润滑点进行油量补充，减少非正常磨损的概率并降低润滑故障带来的不良影响；并且，本发明结合润滑点温度变化以及热膨胀机理进行设计，备用补油装置可以实现在润滑故障修复后自动复位至原始状态，无需手动进行复位设置，减少人为操作成本。

另外，针对备用补油装置，相关技术采用增加大容积的重力补油装置或者浮筒装置实现润滑补油，这两种方案均无法应用于机床润滑，因为其体积较大，安装受限，不满足高精数控机床紧凑可靠的要求；并且这两种方式的补油量都比较大，不适用于机床润滑点所需的较小的润滑量，无法精确控制润滑点的润滑量；而本实施例提供的备用补油装置体积小巧，不占用活动空间，可以随意布置在润滑点周围，并可以少量且定量的控制润滑点所需补充的润滑量，实现精确润滑补油。

在具体实施例中，如图1所示，备用补油装置还包括压力采集单元15，压力采集单元15位于第二空间112内，且与弹性组件13接触。

具体地，压力采集单元15为压力传感器，压力传感器的上端固定在补油箱体11内的上表面上，压力传感器的下端与弹性组件13抵接，当弹性组件13处于压缩状态时，压力传感器能够感受到压力进而有压力信号输出，反之当压力传感器无压力信号输出时证明弹性组件13已经完全释放，隔板12移动至第一空间111的最底部，此时第一空间111中已经没有润滑油。

在具体实施例中，备用补油系统还包括报警单元，报警单元与压力采集单元15连接，报警单元根据压力采集单元15是否有压力信号输出进行报警或不报警。

具体地，报警单元可以与压力采集单元15直接连接，也可以通过控制器与压力采集单元15连接；当其通过控制器与压力采集单元15连接时，控制器根据是否有压力信号输出来控制报警单元的工作状态；具体为：当弹性组件13处于压缩状态时，证明第一空间111中还有润滑油，隔板12还有可以移动的空间，此时压力采集单元15可以输出压力信号，则控制器可以接受到该信号，控制器控制报警单元不工作；反之，当弹性组件13完全处于放松状态时，证明第一空间111中已经没有润滑油了，隔板12没有可以移动的空间，此时压力采集单元15不会输出压力信号，则控制器接收不到该信号，控制器控制报警单元工作，提醒操作工人润滑点缺油。

更具体地，报警单元可以为三色报警灯，在灯光闪烁的同时发出报警音，可以更好的提醒操作工人；当然，报警单元不局限于该三色报警灯。

在具体实施例中，弹性组件13包括至少两个弹簧，至少两个弹簧的一端均抵接在压力采集单元15的下表面，另一端均抵接在隔板12的上表面。

具体地，如图1所示，多个弹簧在水平方向均匀分布，可以更平稳的推动隔板12；弹簧的数量与第二空间112的横向长度相关。

在具体实施例中，凸起113卡接在隔板12下方时，弹性组件13处于压缩状态；凸起113被拉平时，弹性组件13推动隔板12向下移动直至第二空间底部。

也就是说，在初始状态时，隔板12与凸起113配合后，弹性组件13一定是处于压缩状态的；而弹性组件13完全放松后，隔板12一定可以移动至第二空间的底部，否则，依靠弹性组件13的恢复力无法将第一空间111中的润滑油全部输送至润滑点。

在具体实施例中，隔板12与补油箱体11的接触处设置有密封圈16。

具体地，隔板12的一端与侧壁之间，以及隔板12的另一端与侧壁之间均设置有密封圈16，密封圈16可以避免第一空间111中的润滑油通过隔板12与侧壁的间隙渗透至第二空间112，避免润滑油浪费以及润滑油影响弹性组件13的性能。

在具体实施例中，第一膨胀层采用铸铁材质，其膨胀率较低；第二膨胀层14采用黄铜或铝合金材质，具体为黄铜C2801、铝合金A1100或者A7075，其膨胀率较高。

实施例2

本实施例提供一种润滑系统，如图5所示，润滑系统包括实施例1的备用补油装置1，备用补油装置1位于润滑系统的润滑点2处且能够感应润滑点2的温度变化。

在具体实施例中，润滑系统还包括分配器3，分配器3的一端与润滑油源头连接，另一端与备用补油装置1和润滑点2均连接。

在具体实施例中，润滑系统还包括三通接头4，三通接头4的第一接口与分配器3连接，三通接头4的第二接口与备用补油装置1连接，三通接头4的第三接口与润滑点2连接。

在本实施例中，润滑系统正常运行时，润滑油从分配器3中打出，通过润滑油管道以及三通接头4的第一接口进入三通接头4内，之后通过三通接头4的第三接口对润滑点2处进行润滑，与此同时，润滑油还通过三通接头4的第二接口进入备用补油装置1中，当备用补油装置1中的弹性组件13被压缩至极限位置时，润滑油不会再进入备用补油装置1中。

备用补油装置1中的润滑油可以实现在润滑故障导致润滑油量不足时及时对润滑点进行油量补充，减少非正常磨损的概率并降低润滑故障带来的不良影响。

实施例3

本实施例提供一种数控机床，数控机床包括实施例2的润滑系统。

在具体实施例中，润滑系统设置有多个，且润滑系统的数量与数控机床润滑点的数量匹配；当然，分配器3可以仅设置一个，分配器3具有多个出口，每个出口均连接一个三通接头4即可。

另外，报警单元可以直接并入数控机床本身的控制系统中。

本实施例提供的数控机床的润滑过程如图6所示：

假设润滑点2为数控机床上的导轨滑块5，该导轨滑块通过导轨固定装置6设置在机床本体7上，

当数控机床的润滑系统出现故障时，证明润滑不足，润滑点2附近产生异常发热，该热量依次通过导轨运动面、导轨滑块5内滚珠以及导轨滑块5传递至备用补油装置1的第二膨胀层14处，此时在温度的影响下，由于第二膨胀率大于第一膨胀率，因此第二膨胀层14的膨胀量大于第一膨胀层114的膨胀量，则在第二膨胀层14的影响下，第一膨胀层114上的凸起113被拉平，此时弹性组件13被释放，在恢复力的作用下推动隔板向下移动，则第一空间111被压缩，如图2所示，进而实现将第一空间111内的润滑油通过油口115压出至润滑点2的目的；之后为了保证备用补油装置1内的润滑油足以应对下次异常发热，持续有润滑油补充至第二空间112内，在补充的过程中，隔板12在润滑油的作用下向上移动，而与此同时，当润滑点被润滑后，异常发热消失，则第二膨胀层14进行收缩，进而将第一膨胀层114上的凸起113恢复，凸起113和隔板12再次配合使得补油箱体内部的空间分配保持稳定。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种备用补油装置，其特征在于，所述备用补油装置包括补油箱体，所述补油箱体内具有隔板，所述隔板将补油箱体内的空间分为第一空间和第二空间，所述第一空间内具有润滑油，所述第二空间内具有弹性组件，所述补油箱体的侧壁上具有能够卡接于所述隔板下方的凸起，所述侧壁与凸起对应的部分为具有第一膨胀率的第一膨胀层，所述侧壁的外侧设置有具有第二膨胀率的第二膨胀层，所述第二膨胀率大于第一膨胀率；环境温度升高时，所述第二膨胀层将凸起拉平，环境温度降低时，所述凸起复原。

2.根据权利要求1所述的备用补油装置，其特征在于，所述备用补油装置还包括压力采集单元，所述压力采集单元位于所述第二空间内，且与所述弹性组件接触。

3.根据权利要求2所述的备用补油装置，其特征在于，所述弹性组件包括至少两个弹簧，至少两个所述弹簧的一端均抵接在所述压力采集单元的下表面，另一端均抵接在所述隔板的上表面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的备用补油装置，其特征在于，所述隔板与所述补油箱体的接触处设置有密封圈。

5.根据权利要求1-3任一项所述的备用补油装置，其特征在于，所述凸起卡接在所述隔板下方时，所述弹性组件处于压缩状态；所述凸起被拉平时，所述弹性组件推动所述隔板向下移动直至第二空间底部。

6.根据权利要求1-3任一项所述的备用补油装置，其特征在于，所述为第一空间的下方具有油口。

7.根据权利要求2或3所述的备用补油装置，其特征在于，所述备用补油装置还包括报警单元，所述报警单元与所述压力采集单元连接，所述报警单元根据所述压力采集单元是否有压力信号输出进行报警或不报警。

8.根据权利要求1-3任一项所述的备用补油装置，其特征在于，所述第一膨胀层采用铸铁材质，所述第二膨胀层采用黄铜或铝合金材质。

9.一种润滑系统，其特征在于，所述润滑系统包括权利要求1-8任一项所述的备用补油装置，所述备用补油装置位于润滑系统的润滑点处且能够感应所述润滑点的温度变化。

10.根据权利要求9所述的润滑系统，其特征在于，所述润滑系统还包括分配器，所述分配器的一端与润滑油源头连接，另一端与所述备用补油装置和润滑点均连接。

11.根据权利要求10所述的润滑系统，其特征在于，所述润滑系统还包括三通接头，所述三通接头的第一接口与分配器连接，所述三通接头的第二接口与所述备用补油装置连接，所述三通接头的第三接口与所述润滑点连接。

12.一种数控机床，其特征在于，所述数控机床包括权利要求9-11任一项所述的润滑系统。

13.根据权利要求12所述的数控机床，其特征在于，所述润滑系统设置有多个，且所述润滑系统的数量与所述数控机床润滑点的数量匹配。