CN211163141U - Mql微量润滑动态调整供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种MQL微量润滑动态调整供应系统，包括供油单元、供水单元、油气调节混合器、选路电磁阀、气路单元及控制器。供油单元包含油箱、第一电磁阀、第一入气管、出油管、输油管、中空的第一安装体及内置于第一安装体内并与控制器电性连接的第一电子喷油嘴；供水单元包含水箱、第二电磁阀、第二入气管、出水管、输水管、中空的第二安装体及内置于第二安装体内并与控制器电性连接的第二电子喷油嘴；气路单元包含主气管及由主气管分支出的第一分支管和第二分支管；以解决控制滞后、可控调节范围窄、控制精度低且不能与加工中心的电控系统实现闭环控制的弊端，以实现对不同大小的切削刀具提供最精准最合适的液体泵送量。

Description

MQL微量润滑动态调整供应系统

技术领域

本实用新型涉及一种应用于走心式数控车床的微量润滑系统，具体涉及到一种MQL微量润滑动态调整供应系统。

背景技术

在现有走心式数控车床中，传统的油雾传送方式因为要求输送管路越大越好，管路小到一定时就会失效。当有十几二十把刀要求供应时，走心式数控车床有限的空间完全没法满足。故油气润滑应运而生。由于油气润滑克服了油雾润滑的所有缺点，因此发展非常快，并在众多场合取代了油雾润滑，是迄今为止最先进的极微量润滑技术。

在油气润滑管道中，压缩空气是润滑油的输送载体。连续流动的压缩空气在管道中间以每秒50－80米的速度向前高速流动。在压缩空气的作用下，润滑油以油膜形式粘附在管壁四周并向前移动，在将到达管道出口时，油膜变得越来越薄，且连成一片，最后以极其精细的连续油滴流喷射到润滑点。油和气不是融合在一起的，从油气管道出来的油气是分离的，不会形成多余超细油雾飘散在空中污染环境。当油气混合物进入油气管道时，由于压缩空气的作用，起初润滑油是以较大的颗粒粘附在管道内壁四周，当压缩空气快速向前运动时，油滴也随之向前移动，并逐渐被压缩空气吹散、变小和变得越来越扁平。在将到达管道末端时，原先是间断地粘附在管壁四周的油滴已连成一片，形成了连续油膜,被压缩空气以精细的油滴喷入润滑点。因此，油气润滑解决了油雾润滑所存在的问题。

但是，在走心式数控车床中，一直源用机械式微量调节泵，由于其内部结构存在多处由高分子类聚合物密封圈，故存在不耐磨、易失效及与被泵送液体起反应等问题，故使用寿命不稳定，从而导致系统可靠性大为下降；且传统机械式微量泵的内部结构复杂，泵内部件加工加工精度要求颇高，配件费用高，而可控调节范围又窄；更重要的是传统机械式微量调节泵无法与现时高速发展的加工中心电控系统对接，无法构成闭环的自动控制模式。

因此，急需要一种MQL微量润滑动态调整供应系统来克服上述的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种MQL微量润滑动态调整供应系统，解决控制滞后、可控调节范围窄、控制精度低且不能与加工中心的电控系统实现闭环控制的弊端，以实现对不同大小的切削刀具提供最精准最合适的液体泵送量，减小传统机械式微量调节泵的液体定量泵液模式的额外浪费，从而达到更加环保、更低的加工成本及更低的维修成本。

为实现上述的目的，本实用新型提供一种MQL微量润滑动态调整供应系统，包括供油单元、供水单元、油气调节混合器、选路电磁阀、气路单元及控制器。所述供油单元包含油箱、第一电磁阀、第一入气管、出油管、输油管、中空的第一安装体及内置于所述第一安装体内并与所述控制器电性连接的第一电子喷油嘴，所述第一安装体设有油入口连接头和油出口连接头，所述第一电子喷油嘴位于所述油入口连接头与所述油出口连接头之间，所述第一入气管的第一端与所述第一电磁阀装配连接，所述第一电磁阀与所述控制器电性连接，所述第一入气管的第二端与所述油箱装配连接，所述出油管的第一端与所述油箱装配连接，所述出油管的第二端与所述油入口连接头装配连接，所述油出口连接头与所述输油管的第一端装配连接，所述输油管的第二端与所述油气调节混合器的第一输入口装配连接；所述供水单元包含水箱、第二电磁阀、第二入气管、出水管、输水管、中空的第二安装体及内置于所述第二安装体内并与所述控制器电性连接的第二电子喷油嘴，所述第二安装体设有水入口连接头和水出口连接头，所述第二电子喷油嘴位于所述水入口连接头与所述水出口连接头之间，所述第二入气管的第一端与所述第二电磁阀装配连接，所述第二电磁阀与所述控制器电性连接，所述第二入气管的第二端与所述水箱装配连接，所述出水管的第一端与所述水箱装配连接，所述出水管的第二端与所述水入口连接头装配连接，所述水出口连接头与所述输水管的第一端装配连接，所述输水管的第二端与所述油气调节混合器的第二输入口装配连接；所述气路单元包含主气管及由所述主气管分支出的第一分支管和第二分支管，所述第一分支管与所述第一电磁阀装配连接，所述第二分支管与所述第二电磁阀装配连接，所述主气管与所述油气调节混合器的第三输入口装配连接，所述油气调节混合器的输出口与所述选路电磁阀装配连接，所述选路电磁阀与所述控制器电性连接，所述主气管上设有与所述控制器电性连接的输气阀。

较佳地，所述第一安装体还内置有中空的入口固定螺栓和出口固定螺栓，所述入口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的一端呈密封的直线对接，所述出口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的另一端呈密封的直线对接，所述入口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的前端之间设有前密封圈，所述出口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的后端之间设有后密封圈。

较佳地，所述第二安装体还内置有中空的入口固定螺栓和出口固定螺栓，所述入口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的一端呈密封的直线对接，所述出口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的另一端呈密封的直线对接，所述入口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的前端之间设有前密封圈，所述出口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的后端之间设有后密封圈。

较佳地，所述第一入气管位于所述第一电磁阀与所述油箱之间的部位装配有第一稳压阀，所述第二入气管位于所述第二电磁阀与所述水箱之间的部位装配有第二稳压阀。

较佳地，所述出油管位于所述油箱与所述油入口连接头之间的部位装配有油过滤器，所述出水管位于所述水箱与所述水入口连接头之间的部位装配有水过滤器。

较佳地，所述控制器为单片机或PLC控制器。

较佳地，所述第一稳压阀和第二稳压阀各为气压调节阀。

较佳地，所述油箱具有加油口，所述加油口上装配有油密封盖，所述水箱具有加水口，所述加水口上装配有水密封盖。

较佳地，所述第一入气管与所述油箱的顶部连通，所述出油管与所述油箱的底部连通，所述第二入气管与所述水箱的顶部连通，所述出水管与所述水箱的底部连通。

较佳地，所述第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴各为常闭阀。

与现有技术相比，借助气路单元、第一电磁阀、第二电磁阀、第一入气管和第二入气管的配合，工厂的内部气源提供5-7kg气压力，独立可调地为油箱和水箱加压，使油箱内的油通过出油管送到第一电子喷油嘴处，同时，使水箱内的水通过出水管送至第二电子喷油嘴处，在控制器对第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴的控制下，调整往油气调节混合器内输送的油和水的输出量；进入油气调节混合器内的油和水被混合，再在主气管所输送的高速气体作用下带动油水混合物输送到选路电磁阀处，经由选路电磁阀后给对应路径的刀提供润滑、散热和排屑。为了取得最高的控制响应特性，油气调节混合器和选路电磁阀可以以最靠近主轴内冷孔的方式固定安装。油气调节混合器分别和第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴组成油量调节混合模块，使得刚离开第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴的高速油和水雾粒子直接喷射到油气调节混合器的混合腔，由于混合腔特别的小，所以喷出来的由雾会直接碰到混合腔的金属壁上，回复成流体状，气体会迫使管道内的油成环形油膜均衡分布于内壁，气体高速流动时会自然的带着管路内的液态油一同前进，并经过选路电磁阀再送往刀具冷却喷口给刀具冷却。供油量的调整只需要控制器分别控制第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴的单位时间内的每次喷射时间和喷射次数即可。由于油气调节混合器前的气管和油管再长也不会对混合室的混合过程带来影响，所以控制滞后的问题也得到了很好的解决。以工厂内部气源为被泵送液体加压，经过第一电磁阀、第一入气管、油箱和出油管后输送到第一电子喷油嘴(又称汽车电喷咀或高速电磁阀)，而经过第二电磁阀、第二入气管、水箱和出水管后输送到第二电子喷油嘴(又称汽车电喷咀或高速电磁阀)，和控制器组成的液体开关流量控制系统。经过第一电子喷油嘴后的油依次经过输油管、油气调节混合器及选路电磁阀后连至使用端，同样，经过第二电子喷油嘴后的水依次经过输水管、油气调节混合器及选路电磁阀后连至使用端。由于第一电子喷油嘴和第二喷油嘴为常闭阀，由控制器发出不同周期和脉宽的电脉冲来控制第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴的开合时间，从而得到不同的液体送出量来实现流量调节。因为第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴的响应时间可达一毫秒，所以一秒内的液体送出量实际可以分解为每份为每秒总量千分之一的量来控制，极大的提高了液体送出量的流量控制精度。当第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴全开时流量为最大，这时液体送出量取决于加于液体上的气源压力，因此加载在被泵送液的压力也可作为流量微调的一个辅助机构进行流量微调，由于本实用新型的MQL微量润滑动态调整供应系统为电控结构，完全可以简便地与加工中心的电控系统对接，实现对不同大小的切削刀具提供最精准最合适的液体泵送量，减小传统方式微量泵的液体定量泵液模式的额外浪费，从而达到更加环保更低的加工成本及更低的维修成本。

附图说明：

图1是本实用新型的MQL微量润滑动态调整供应系统100的结构示意图。

图2是本实用新型的MQL微量润滑动态调整供应系统100中的供油单元的结构示意图。

图3是本实用新型的MQL微量润滑动态调整供应系统100中的供水单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

请参阅图1至图3，本实用新型的MQL微量润滑动态调整供应系统100包括供油单元10、供水单元20、油气调节混合器30、选路电磁阀40、气路单元50及控制器60。供油单元10包含油箱11、第一电磁阀12、第一入气管13、出油管14、输油管15、中空的第一安装体16及内置于第一安装体16内并与控制器60电性连接的第一电子喷油嘴17；第一安装体16设有油入口连接头161和油出口连接头162，第一电子喷油嘴17位于油入口连接头161与油出口连接头162之间。第一入气管13的第一端与第一电磁阀12装配连接，第一电磁阀12与控制器60电性连接，第一入气13管的第二端与油箱11装配连接，由第一电磁阀12于控制器60的控制下连通或断开第一入气管13与下面描述的第一分支管52。出油管14的第一端与油箱11装配连接，出油管14的第二端与油入口连接头161装配连接，油出口连接头162与输油管15的第一端装配连接，输油管15的第二端与油气调节混合器30的第一输入口31装配连接，以在油箱11被加压后，使得油箱11内的油顺着出油管14、第一电子喷油嘴17及输油管15进入油气调节混合器30内。供水单元20包含水箱21、第二电磁阀22、第二入气管23、出水管24、输水管25、中空的第二安装体26及内置于第二安装体26内并与控制器60电性连接的第二电子喷油嘴27；第二安装体26设有水入口连接头261和水出口连接头262，第二电子喷油嘴27位于水入口连接头261与水出口连接头262之间，第二入气管23的第一端与第二电磁阀22装配连接，第二电磁阀22与控制器60电性连接，以使第二电磁阀22于控制器60的控制下连通或断开第二入气管23与下面描述到的第二分支管53；第二入气管23的第二端与水箱21装配连接，出水管24的第一端与水箱21装配连接，出水管24的第二端与水入口连接头261装配连接，水出口连接头262与输水管25的第一端装配连接，输水管25的第二端与油气调节混合器30的第二输入口32装配连接，以在水箱21被加压后，使得水箱21内的水顺着出水管24、第二电子喷油嘴27及输水管25进入油气调节混合器30内。气路单元50包含主气管51及由主气管51分支出的第一分支管52和第二分支管53；第一分支管52与第一电磁阀12装配连接，第二分支管53与第二电磁阀22装配连接，主气管51与油气调节混合器30的第三输入口33装配连接，油气调节混合器30的输出口34与选路电磁阀40装配连接，选路电磁阀40与控制器60电性连接，主气管51上设有与控制器60电性连接的输气阀70。举例而言，控制器60为单片机或PLC控制器，以简化控制器60的结构，而第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27各为常闭阀，但不以此为限。可理解的是，由于单片机或PLC控制器的工作原理坟结构已为本领域所熟知的，故在此不再累述。更具体地，如下：

如图1及图2所示，第一安装体16还内置有中空的入口固定螺栓18和出口固定螺栓19，入口固定螺栓18与第一电子喷油嘴17的一端呈密封的直线对接，出口固定螺栓19与第一电子喷油嘴17的另一端呈密封的直线对接，入口固定螺栓18与第一电子喷油嘴17的前端之间设有前密封圈171，出口固定螺栓19与第一电子喷油嘴17的后端之间设有后密封圈172，以便于第一安装体16分别与出油管14和输油管15装配连接。具体地，第一入气管13位于第一电磁阀12与油箱11之间的部位装配有第一稳压阀131，以确保往油箱11所加压力的稳定性；而出油管14位于油箱11与油入口连接头161之间的部位装配有油过滤器141，以确保往第一电子喷油嘴17处所输送油的品质；举例而言，第一稳压阀131为气压调节阀，但不以此为限。为便于往油箱11加注油液，油箱11具有加油口111，加油口111上装配有油密封盖112；为使得油箱11的油流出更顺畅，第一入气管13与油箱11的顶部连通，出油管14与油箱11的底部连通，但不以此为限。

如图1及图3所示，第二安装体26还内置有中空的入口固定螺栓28和出口固定螺栓29，入口固定螺栓28与第二电子喷油嘴27的一端呈密封的直线对接，出口固定螺栓29与第二电子喷油嘴27的另一端呈密封的直线对接，入口固定螺栓28与第二电子喷油嘴27的前端之间设有前密封圈271，出口固定螺栓29与第二电子喷油嘴27的后端之间设有后密封圈272，以便于第二安装体26分别与出水管24和输水管25的装配连接。具体地，第二入气管23位于第二电磁阀22与水箱21之间的部位装配有第二稳压阀231，以确保水箱21压力的稳定性；而出水管24位于水箱21与水入口连接头261之间的部位装配有水过滤器241，以确保往第二电子喷油嘴27输送水的品质。举例而言，第二稳压阀231为气压调节阀。为便于加水操作，水箱21具有加水口211，加水口211上装配有水密封盖212；为使得水箱21的水更顺畅流出，第二入气管23与水箱21的顶部连通，出水管24与水箱21的底部连通。

与现有技术相比，借助气路单元50、第一电磁阀12、第二电磁阀22、第一入气管13和第二入气管23的配合，工厂的内部气源提供5-7kg气压力，独立可调地为油箱11和水箱21加压，使油箱11内的油通过出油管14送到第一电子喷油嘴17处，同时，使水箱21内的水通过出水管24送至第二电子喷油嘴27处，在控制器60对第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27的控制下，调整往油气调节混合器30内输送的油和水的输出量；进入油气调节混合器30内的油和水被混合，再在主气管51所输送的高速气体作用下带动油水混合物输送到选路电磁阀40处，经由选路电磁阀40后给对应路径的刀提供润滑、散热和排屑。为了取得最高的控制响应特性，油气调节混合器30和选路电磁阀40可以以最靠近主轴内冷孔的方式固定安装。油气调节混合器30分别和第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27组成油量调节混合模块，使得刚离开第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27的高速油和水雾粒子直接喷射到油气调节混合器30的混合腔，由于混合腔特别的小，所以喷出来的由雾会直接碰到混合腔的金属壁上，回复成流体状，气体会迫使管道内的油成环形油膜均衡分布于内壁，气体高速流动时会自然的带着管路内的液态油一同前进，并经过选路电磁阀40再送往刀具冷却喷口41给刀具冷却。供油量的调整只需要控制器60分别控制第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27的单位时间内的每次喷射时间和喷射次数即可。由于油气调节混合器30前的气管和油管再长也不会对混合室的混合过程带来影响，所以控制滞后的问题也得到了很好的解决。以工厂内部气源为被泵送液体加压，经过第一电磁阀12、第一入气管13、油箱11和出油管14后输送到第一电子喷油嘴17(又称汽车电喷咀或高速电磁阀)，而经过第二电磁阀22、第二入气管23、水箱21和出水管24后输送到第二电子喷油嘴27(又称汽车电喷咀或高速电磁阀)，和控制器60组成的液体开关流量控制系统。经过第一电子喷油嘴17后的油依次经过输油管15、油气调节混合器30和选路电磁阀40后连至使用端，同样，经过第二电子喷油嘴27后的水依次经过输水管25、油气调节混合器30及选路电磁阀40后连至使用端。由于第一电子喷油嘴17和第二喷油嘴27为常闭阀，由控制器60发出不同周期和脉宽的电脉冲来控制第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27的开合时间，从而得到不同的液体送出量来实现流量调节。因为第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27的响应时间可达一毫秒，所以一秒内的液体送出量实际可以分解为每份为每秒总量千分之一的量来控制，极大的提高了液体送出量的流量控制精度。当第一电子喷油嘴17和第二电子喷油嘴27全开时流量为最大，这时液体送出量取决于加于液体上的气源压力，因此加载在被泵送液的压力也可作为流量微调的一个辅助机构进行流量微调，由于本实用新型的MQL微量润滑动态调整供应系统100为电控结构，完全可以简便地与加工中心的电控系统对接，实现对不同大小的切削刀具提供最精准最合适的液体泵送量，减小传统方式微量泵的液体定量泵液模式的额外浪费，从而达到更加环保更低的加工成本及更低的维修成本。

值得注意者，于图1中，双点划线表示的是控制器60分别与第一电磁阀12、第二电磁阀22、第一电子喷油嘴17、第二电子喷油嘴27、输气阀70及选路电磁阀40电性连接的关系。MQL技术是将压缩气体与极微量润滑液混合汽化后，喷射到加工区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种MQL微量润滑动态调整供应系统，包括供油单元、供水单元、油气调节混合器、选路电磁阀、气路单元及控制器，其特征在于，所述供油单元包含油箱、第一电磁阀、第一入气管、出油管、输油管、中空的第一安装体及内置于所述第一安装体内并与所述控制器电性连接的第一电子喷油嘴，所述第一安装体设有油入口连接头和油出口连接头，所述第一电子喷油嘴位于所述油入口连接头与所述油出口连接头之间，所述第一入气管的第一端与所述第一电磁阀装配连接，所述第一电磁阀与所述控制器电性连接，所述第一入气管的第二端与所述油箱装配连接，所述出油管的第一端与所述油箱装配连接，所述出油管的第二端与所述油入口连接头装配连接，所述油出口连接头与所述输油管的第一端装配连接，所述输油管的第二端与所述油气调节混合器的第一输入口装配连接，所述供水单元包含水箱、第二电磁阀、第二入气管、出水管、输水管、中空的第二安装体及内置于所述第二安装体内并与所述控制器电性连接的第二电子喷油嘴，所述第二安装体设有水入口连接头和水出口连接头，所述第二电子喷油嘴位于所述水入口连接头与所述水出口连接头之间，所述第二入气管的第一端与所述第二电磁阀装配连接，所述第二电磁阀与所述控制器电性连接，所述第二入气管的第二端与所述水箱装配连接，所述出水管的第一端与所述水箱装配连接，所述出水管的第二端与所述水入口连接头装配连接，所述水出口连接头与所述输水管的第一端装配连接，所述输水管的第二端与所述油气调节混合器的第二输入口装配连接，所述气路单元包含主气管及由所述主气管分支出的第一分支管和第二分支管，所述第一分支管与所述第一电磁阀装配连接，所述第二分支管与所述第二电磁阀装配连接，所述主气管与所述油气调节混合器的第三输入口装配连接，所述油气调节混合器的输出口与所述选路电磁阀装配连接，所述选路电磁阀与所述控制器电性连接，所述主气管上设有与所述控制器电性连接的输气阀。

2.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述第一安装体还内置有中空的入口固定螺栓和出口固定螺栓，所述入口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的一端呈密封的直线对接，所述出口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的另一端呈密封的直线对接，所述入口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的前端之间设有前密封圈，所述出口固定螺栓与所述第一电子喷油嘴的后端之间设有后密封圈。

3.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述第二安装体还内置有中空的入口固定螺栓和出口固定螺栓，所述入口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的一端呈密封的直线对接，所述出口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的另一端呈密封的直线对接，所述入口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的前端之间设有前密封圈，所述出口固定螺栓与所述第二电子喷油嘴的后端之间设有后密封圈。

4.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述第一入气管位于所述第一电磁阀与所述油箱之间的部位装配有第一稳压阀，所述第二入气管位于所述第二电磁阀与所述水箱之间的部位装配有第二稳压阀。

5.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述出油管位于所述油箱与所述油入口连接头之间的部位装配有油过滤器，所述出水管位于所述水箱与所述水入口连接头之间的部位装配有水过滤器。

6.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述控制器为单片机或PLC控制器。

7.根据权利要求4所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述第一稳压阀和第二稳压阀各为气压调节阀。

8.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述油箱具有加油口，所述加油口上装配有油密封盖，所述水箱具有加水口，所述加水口上装配有水密封盖。

9.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述第一入气管与所述油箱的顶部连通，所述出油管与所述油箱的底部连通，所述第二入气管与所述水箱的顶部连通，所述出水管与所述水箱的底部连通。

10.根据权利要求1所述的MQL微量润滑动态调整供应系统，其特征在于，所述第一电子喷油嘴和第二电子喷油嘴各为常闭阀。

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