DE102007054446A1

DE102007054446A1 - Hauptantriebswellenschmiervorrichtung

Info

Publication number: DE102007054446A1
Application number: DE102007054446A
Authority: DE
Inventors: Naomitsu Yanohara; Takashi Norihisa; Tomoharu Ando
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: CN101182901A; JP2008119805A; CN101182901B; US20080110700A1; US8302737B2; DE102007054446B4; ITTO20070813A1; JP4993688B2

Abstract

Die Menge des Schmieröls, das einem Lager zugeführt wird, ist optimiert. Eine Hauptantriebswellenschmiervorrichtung beinhaltet eine Zuführvorrichtung, um Lagern, die eine Hauptantriebswelle halten, Schmieröl variabel zuzuführen, eine Sammelvorrichtung, um aus den Lagern das Schmieröl, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, zu sammeln, eine Messvorrichtung, um die Menge des Schmieröls, das von der Sammelvorrichtung gesammelt wird, zu messen, und eine Steuerungsvorrichtung, um die Menge des Schmieröls, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptantriebswellenschmierölzuführvorrichtung, um die Menge des zuzuführenden Schmieröls auf eine optimale Menge einzustellen, indem die Menge des gesammelten Schmieröls erfasst wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Zum Beispiel wird ein Bearbeitungswerkzeug von einer Mehrzahl von Wälzlagern an seiner Hauptantriebswelle rotierbar gehalten. Allgemein wird ein Lager durch einen Innenring, einen Außenring, eine Mehrzahl von Wälzelementen und eine Haltevorrichtung, um die Wälzelemente in gleichen Intervallen zu halten, wobei die Wälzelemente beweglich darin aufgenommen sind, gebildet. Der Innenring ist mit einer Presspassung auf der Hauptantriebswelle angebracht und wird zusammen mit der Hauptantriebswelle rotiert, und der Außenring ist in einem Gehäuse aufgenommen und darin gesichert, indem er von einer Anpresskappe in der axialen Richtung gepresst wird. Schmieröl wird in das Lager eingefüllt oder diesem zugeführt, und ein Ölfilm bildet sich zwischen dem Innenring und dem Außenring sowie den Wälzelementen während der Rotation der Hauptantriebswelle. Als Verfahren für die Schmierung von Lagern sind ein Fettschmierverfahren, ein Öl-Luft-Schmierverfahren, ein Ölnebelschmierverfahren, ein Düsenschmierverfahren und ähnliches bekannt. In den entsprechenden Schmierverfahren wird in dem Fall des Fettschmierverfahrens die Menge des Schmieröls, das dem Lager zugeführt wird, durch die Menge des Schmieröls, das in dem Fett enthalten ist, welches in das Lager gefüllt wird, bestimmt. In dem Fall des Öl-Luft-Schmierverfahrens, des Ölnebelschmierverfahrens und des Düsenschmierverfahrens wird die Menge des Schmieröls, das dem Lager zugeführt wird, durch die Menge des Schmieröls bestimmt, das von einer Schmierölzuführvorrichtung pro gesetzter Zeitperiode zugeführt wird. Um die Hauptantriebswelle mit einer hohen Genauigkeit zu rotieren, gibt es eine Notwendigkeit, einen einheitlichen Ölfilm zu bilden, und daher ist es notwendig, dass die Menge des Schmieröls, das dem Lager zugeführt wird, auf einen optimalen Wert eingestellt wird. In diesem Fall ist es schwierig, die Menge des Schmieröls mit dem Fettschmierverfahren einzustellen. Außerdem ist es notwendig zu überprüfen, ob das Schmieröl in dem Öl-Luft-Schmierverfahren, dem Ölnebelschmierverfahren und dem Düsenschmierverfahren durch Schmierölzuführpfade gleichmäßig zugeführt wurde.
Um die vorgenannten Zustände zu verbessern ist eine Vorrichtung bekannt, um Abnormalitäten durch die Benutzung einer Vorrichtung, die einen optischen Sensor entlang des Pfades zwischen der Schmierölzuführvorrichtung und dem Lager verwendet, zu erkennen (siehe zum Beispiel die Ver öffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2002-126909 und die Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 3-99300 ).
Mit so einer konventionellen Vorrichtung ist es möglich, die Menge des Schmieröls, das dem Lager zugeführt wird, zu prüfen, aber es ist schwierig die Menge des Schmieröls zu überprüfen, das gerade um die Wälzflächen des Lagers und der Wälzelemente herum existiert und zu der Schmierung beiträgt, nachdem das Schmieröl zugeführt ist. Das kann zu einem Überfluss oder einem Mangel an Schmieröl führen, wodurch der Ölfilm destabilisiert wird. Dies kann es schwierig machen die Hauptantriebswelle mit einer hohen Genauigkeit zu rotieren und kann in dem schlimmsten Fall abnormale Hitze produzieren, wodurch das Lager beschädigt wird.
Außerdem ist eine Hauptantriebswellenvorrichtung bekannt, die eine Vorrichtung beinhaltet, um die Menge des Schmieröls, das einem Lagerbereich wie oben beschrieben zugeführt wird, entsprechend dem Anstieg der Temperatur des Schmieröls, das von dem Lagerbereich gesammelt wird, zu steuern (siehe z.B. Veröffentlichung der japanischen nicht geprüften Patentanmeldung Nr. 11-166549 ).
Mit dieser konventionellen Vorrichtung ist es schwierig zu bestimmen, ob der Temperaturanstieg durch den Mangel an Schmieröl oder den Überfluss von Schmieröl herbeigeführt wird und auch ob der Temperaturanstieg durch einen Einfluss eines Motors begründet ist, in dem Fall, in dem die Hauptantriebswelle einen Motor nahe des Lagers beinhaltet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hauptantriebswellenschmiervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Menge des Schmieröls, das einem Lager zugeführt wird, zu optimieren.
Eine Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Zuführvorrichtung, um einem Lager, das eine Hauptantriebswelle hält, Schmieröl variabel zuzuführen, eine Sammelvorrichtung, um aus dem Lager das Schmieröl, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, zu sammeln, eine Messvorrichtung, um die Menge des Schmieröls, das von der Sammelvorrichtung gesammelt wird, zu messen, und eine Steuerungsvorrichtung, um die Menge des Schmieröls, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, zu steuern.
Bei der Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, wenn die Menge des Schmieröls, das von dem Hauptantriebswellenlager gesammelt wird, groß ist, möglich zu erkennen, dass die Menge des zugeführten Schmieröls groß ist und die Menge des Öls zu reduzieren, und wenn die Menge des Schmieröls, das von dem Hauptwellenlager gesammelt wird, klein ist, ist es möglich, die Menge des Schmieröls, das zugeführt wird, zu erhöhen, was es ermöglicht, einen optimalen Schmierstatus beizubehalten.
Des weiteren kann das Lager einen Innenring und einen Außenring besitzen, die Wälzelemente von zwei Seiten umgeben, wobei der Außenring mit einer Schmierölauslassöffnung ausgeführt sein kann, die sich in einer radialen Richtung von seiner inneren peripheren Oberfläche zu seiner äußeren peripheren Oberfläche erstreckt, so dass die Sammelvorrichtung das Schmieröl durch die Schmierölauslassöffnung sammeln kann. Dies ermöglicht ein genaueres Erfassen der Menge des Schmieröls, das zu der Bildung eines Ölfilms zwischen den Wälzelementen und der Oberfläche, auf der die Wälzelemente rollen, beiträgt. Wenn ein Schmierölzuführpfad nahe der Oberfläche des Lagers, auf der die Wälzelemente rollen, vorgesehen ist, ist es des weiteren möglich eine minimale Menge Schmieröl zuzuführen, die für die Bildung des Ölfilms notwendig ist. Zum Beispiel können in dem Lager, das durch den Außenring, den Innenring, die Wälzelemente und ein Halteelement gebildet ist, eine Schmierölzuführdurchgangsöffnung und eine Schmierölsammeldurchgangsöffnung in der Oberfläche des Außenrings, auf der die Wälzelemente rollen, an einer Position, durch die das Wälzelement nicht hindurchtritt, vorgesehen sein, um die Menge Schmieröl anzupassen.
Auch kann die Hauptantriebswellenschmiervorrichtung eine Vorrichtung beinhalten, um die Rotation der Hauptan triebswelle anzuhalten, wenn der Messwert der Messvorrichtung außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, was es ermöglicht die Hauptantriebswelle anzuhalten, ohne das Lager zu beschädigen. Zum Beispiel können ein vorgegebener oberer Grenzwert und ein vorgegebener unterer Grenzwert der Menge des Schmieröls, das von dem Lager gesammelt wird, bereitgestellt werden, und wenn die Menge des Schmieröls, das von dem Lager gesammelt wird, die vorgegebenen Grenzwerte unter- oder überschreitet, wird in Betracht gezogen, dass eine Fehlfunktion der Schmierölzuführvorrichtung, ein Bruch des Schmierölzuführpfades, eine Verstopfung der Schmierölzuführöffnung durch eine fremde Substanz oder eine abnormale Erhitzung des Lagers aufgetreten ist und deshalb werden die Hauptantriebswelle und die entsprechenden Vorrichtungen gestoppt.
Auch kann die Hauptantriebswellenschmiervorrichtung wenigstens einen Sensor umfassen, und Informationen, die von dem Sensor erhalten werden, können in der Menge des Schmieröls, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, widergespiegelt werden. Dies ermöglicht die Berücksichtigung der Informationen über die Menge des gesammelten Schmieröls, die von dem Sensor erhalten werden, bei der Bestimmung der Menge des Schmieröls, das dem Lager zugeführt wird, wodurch die Bereitstellung einer Menge Schmieröl ermöglicht wird, in welcher der Status des Lagers widergespiegelt wird. Zum Beispiel wird hier ein Fall betrachtet, bei dem ein Sensor zur Erfassung der rotatorischen Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle an der Hauptantriebswelle angebracht ist. Wenn die rotatorische Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle hoch ist, wird das Schmieröl auf Bereiche verstreut, die nicht die Oberfläche des Lagers, auf der die Wälzelemente durch die Zentrifugalkraft rollen, sind, was die Menge des gesammelten Schmieröls erhöht. Deshalb ist es in diesem Fall möglich, durch Erhöhen der Menge des Schmieröls, das zugeführt wird, im Vergleich mit einem Fall, bei dem die rotatorische Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle gering ist, die Menge des zugeführten Schmieröls zu optimieren.
Des weiteren ist der Sensor vorzugsweise ein Temperatursensor und/oder ein rotatorischer Hauptantriebswellengeschwindigkeitssensor. Hier wird zum Beispiel ein Fall betrachtet, bei dem ein Sensor zur Bestimmung der rotatorischen Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle an der Hauptantriebswelle angebracht ist. Wenn die rotatorische Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle hoch ist, wird das Schmieröl auf Bereiche verstreut, die nicht die Oberfläche des Lagers, auf der die Wälzelemente rollen, sind, was die Menge des gesammelten Schmieröls erhöht. Deshalb ist es in diesem Fall möglich, durch Erhöhen der Menge des Schmieröls, das zugeführt wird, im Vergleich mit einem Fall, bei dem die rotatorische Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle niedrig ist, die Menge des zugeführten Schmieröls zu optimieren. Des weiteren wird ein Fall betrachtet, bei dem ein Temperatursensor angebracht ist. Die Viskosität des Schmieröls verändert sich mit der Temperatur um das Lager herum und der Temperatur um die Ma schine herum, und wenn die Temperatur hoch ist, wird dies die Viskosität des Schmieröls reduzieren, aber wenn die Temperatur niedrig ist, wird dies die Viskosität des Schmieröls erhöhen. Wenn die Temperatur hoch ist, wird die Menge des gesammelten Schmieröls erhöht und deshalb wird die Menge des zugeführten Schmieröls in Vergleich mit einem Fall, bei dem die Temperatur niedrig ist, erhöht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Menge des Schmieröls, das zugeführt wird, auf der Basis der Menge desjenigen Schmieröls um das Lager herum, welches die Bildung eines Ölfilms im Lager betrifft, bestimmt, was eine Optimierung der Schmierölmenge in dem Lager ermöglicht. Außerdem wird die Menge des gesammelten Schmieröls überwacht, was effektiv für die Entdeckung von Abnormalitäten der Schmierölzuführvorrichtung, des Schmierölzuführpfades und des Lagers ist. Auch können Informationen, die von dem Sensor erhalten werden, wie zum Beispiel die Temperatur und die rotatorische Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle, in der Menge des Schmieröls, das gesammelt wird, widergespiegelt werden, wodurch die Ermittlung einer optimalen Menge Schmieröl für den Betriebszustand der Hauptantriebswelle ermöglicht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Längsansicht im Querschnitt von einer Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Bereich der 1 in einer vergrößerten Weise zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Bereich der 1, der nicht der Bereich aus der 2 ist, in einer vergrößerten Weise zeigt;
4 ist eine erklärende Ansicht, die das Prinzip eines Schmierölmengensensors in der Hauptantriebswellenschmiervorrichtung darstellt;
5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Menge des zugeführten Schmieröls und der Menge des gesammelten Schmieröls zeigt;
6 ist eine Tabelle, welche die Beziehung illustriert;
7 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen der rotatorischen Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle und der Temperatur der Maschine darstellt;
8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Modifikation eines Schmierölzuführpfades aus der 2 entsprechend der 2 zeigt; und
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Modifikation eines Schmierölauslasspfades aus der 3 entsprechend der 3 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
In der folgenden Beschreibung werden „Links" und „Rechts" so definiert, dass die linke Seite in der 1 als eine „linke Seite" bezeichnet wird und die dazu gegenüberliegende Seite als eine „rechte Seite" bezeichnet wird. Außerdem kennzeichnet die linke Seite eine Vorderseite, und die rechte Seite kennzeichnet eine Rückseite.
Eine Hauptantriebswellenvorrichtung besitzt eine horizontale hohlwellenförmige Hauptantriebswelle 11, eine horizontale zylinderförmige Büchse 12, die die Hauptantriebswelle 11 umgibt, ein erstes Lager 21 und ein zweites Lager 22, die axial beabstandet voneinander sind, um die linke Seite der Hauptantriebswelle 11 zu halten, ein drittes Lager 23, um die rechte Seite der Hauptantriebs welle 11 zu halten, ein linksseitiges Gehäuse 24, das an der Innenfläche der Büchse 12 so befestigt ist, dass es das erste Lager 21 und das zweite Lager 22 umgibt, und ein rechtsseitiges Gehäuse 25, das an der Innenfläche der Büchse 12 so befestigt ist, dass es das dritte Lager 23 umgibt.
Die Hauptantriebswelle 11 ist an ihrer Außenfläche mit einem Bereich mit einem größeren Durchmesser 31, einem Bereich mit einem mittleren Durchmesser 32 und einem Bereich mit einem kleineren Durchmesser 33 versehen, die kontinuierlich zueinander in einer Reihe, mit Stufen, die von der linken Seite zu der rechten Seite davon dazwischen gestellt sind, liegen.
Der Stator 35 in einem Motor 34 ist an der Innenfläche der Büchse 12 zwischen dem zweiten Lager 22 und dem dritten Lager 23 befestigt. Der Rotor 36 in dem Motor 34 ist an der Außenfläche der Hauptantriebswelle 11 so befestigt, dass er dem Stator 35 gegenüberliegt.
Ein linksseitiger ringförmiger nach innen vorspringender Bereich 37 ist an dem rechten Ende der Innenfläche des linksseitigen Gehäuses 24 vorgesehen. Ein rechtsseitiger ringförmiger nach innen vorspringender Bereich 38 ist an dem linken Ende der Innenfläche des rechtsseitigen Gehäuses 25 vorgesehen.
Die ersten bis dritten Lager 21 bis 23 haben den selben Aufbau. Die 2 illustriert detailliert den oberen Bereich des zweiten Lagers 22. Das zweite Lager 22 wird durch einen äußeren Ring 41, der an der Innenfläche des linksseitigen Gehäuses 24 befestigt ist, einen Innenring 42, der an der Außenfläche der Hauptantriebswelle 11 befestigt ist, eine Mehrzahl von Wälzelementen 43, die zwischen dem Außenring 41 und dem Innenring 42 eingefügt sind, und eine Haltevorrichtung 44, die zusammen mit den Wälzelementen 43 rotiert, gebildet, wobei die Innenfläche des Außenrings 41 als eine Führungsoberfläche zum Halten der Wälzelemente 43 in konstanten Intervallen dient.
Unter erneutem Bezug auf die 1 ist ein Außenringdistanzstück 45, das an der Innenfläche des linksseitigen Gehäuses 24 befestigt ist, zwischen den Außenringen 41 des ersten Lagers 21 und des zweiten Lagers 22 eingefügt. Ein Innenringsdistanzstück 46, das an der Außenfläche der Hauptantriebswelle 11 befestigt ist, ist zwischen den Innenringen 42 der Lager 21 und 22 eingefügt.
An einer linksseitigen Öffnung der Büchse 12 ist eine linksseitige Anpresskappe 51 vorgesehen. Die linksseitige Anpresskappe 51 presst die Außenringe 41 in dem ersten Lager 21 und dem zweiten Lager 22 zusammen mit dem Außenringdistanzstück 45 gegen den linksseitigen ringförmigen nach innen vorspringenden Bereich 37. Eine linksseitige Anpressmutter 52 ist schraubbar an der rechten Seite des zweiten Lagers 22 eingepasst. Die linksseitige Anpress mutter 52 presst die Innenringe 41 in dem ersten Lager 21 und dem zweiten Lager 22 zusammen mit dem Innenringsdistanzstück 46 gegen die Stufe zwischen dem Bereich mit einem größeren Durchmesser 31 und dem Bereich mit einem mittleren Durchmesser 32. An einer rechtsseitigen Öffnung der Büchse 12 ist eine rechtsseitige Anpresskappe 53 vorgesehen. Die rechtsseitige Anpresskappe 53 presst den Außenring 41 in dem dritten Lager 23 gegen den rechtsseitigen ringförmigen nach innen vorspringenden Bereich 38. Eine rechtsseitige Anpressmutter 54 ist schraubbar an der rechten Seite des dritten Lagers 23 eingepasst. Die rechtsseitige Anpressmutter 54 presst den Innenring 42 in dem dritten Lager 23 gegen die Stufe zwischen dem Bereich mit einem mittleren Durchmesser 32 und dem Bereich mit einem kleineren Durchmesser 33.
Unter erneuter Betrachtung der 2 ist ein nach innen geöffneter kreisförmiger Schlitz 61 an der rechtsseitigen Oberfläche des Außenringdistanzstücks 45 gebildet, so dass dieser dem Spalt zwischen dem Außenring 41 und dem Innenring 42 in dem zweiten Lager 22 gegenüberliegt. Direkt auf der linken Seite von dem zweiten Lager 22 ist in der Büchse 12 eine äußere Schmierölzuführöffnung 62 gebildet, in dem linksseitigen Gehäuse 24 ist eine innere Schmierölzuführöffnung 63 gebildet, und in dem Außenringdistanzstück 45 ist eine innere Schmierölzuführöffnung 64 gebildet, so dass diese Öffnungen fortlaufend miteinander entlang einer geraden Linie in den Richtungen nach innen und außen gerichtet sind. Der ringförmige Schlitz 61 ist mit dem Bodenbereich der inneren Schmierölzuführöffnung 64 durch eine Verbindungsöffnung 65 verbunden. Eine derartige äußere Schmierölzuführöffnung 62, eine innere Schmierölzuführöffnung 63, eine innere Schmierölzuführöffnung 64 und eine Verbindungsöffnung 65 sind auch auf der rechten Seite des ersten Lagers 21 und auf der linken Seite des dritten Lagers 23 auf dieselbe Weise gebildet.
Die 3 zeigt im Detail den unteren Bereich des zweiten Lagers 22 und die Umgebung davon. Ein bogenförmiger Sammelschlitz 66 ist in dem Bodenbereich der rechtsseitigen Oberfläche des Außenringdistanzstücks 45 derart gebildet, dass er dem Spalt zwischen dem Außenring 41 und dem Innenring 42 gegenüberliegt. Eine innere Schmierölauslassöffnung 67 ist in dem Gehäuse 24 auf so eine Weise gebildet, dass sie durch das Gehäuse 24 nach innen und außen hindurch tritt, so dass sie mit dem untersten Bereich des Sammelschlitzes 66 verbunden ist. Außerdem ist eine äußere Schmierölauslassöffnung 68 in der Büchse 12 auf so eine Weise gebildet, dass sie durch die Büchse 12 nach innen und außen hindurch tritt, so dass die äußere Schmierölauslassöffnung 68 und die innere Schmierölauslassöffnung 67 entlang einer geraden Linie angeordnet sind. Ein Sammelschlitz 66 und eine innere Schmierölauslassöffnung 67 sind in dem Gehäuse 24 gebildet, und eine äußere Schmierölauslassöffnung 68 ist in der Büchse 12 rechts von dem zweiten Lager 22 gebildet, ähnlich zu dem vorgenannten Sammelschlitz 66, der inneren Schmier ölauslassöffnung 67 und der äußeren Schmierölauslassöffnung 68.
Zurückkehrend zu der 1 sind Schmierölzuführrohre 71 mit den entsprechenden äußeren Schmierölzuführöffnungen 62 verbunden. Schmierölzuführvorrichtungen 72 sind auf den Schmierölzuführrohren 71 vorgesehen. Die äußeren Schmierölauslassöffnungen 68 sind mit Schmierölsammelrohren 73 verbunden. Ein Schmierölmengensensor 74 und eine Schmierölsammelvorrichtungen 75 sind entlang einer geraden Linie auf jedem Schmierölsammelrohr 73 vorgesehen. Die Schmierölzuführvorrichtungen 72 und die Schmierölsammelvorrichtungen 75 werden durch eine Steuerungsvorrichtung 76 gesteuert.
Ein rotatorischer Geschwindigkeitserfassungssensor 77 ist an der Seitenfläche der rechtsseitigen Anpresskappe 53 derart angebracht, dass er dem rechten Endbereich der Hauptantriebswelle 11 gegenüberliegt. Ein Beschleunigungserfassungssensor 78 ist an dem Zwischenbereich an der Außenfläche der Büchse 12 in der Längsrichtung angebracht.
Der Schmierölmengensensor 78 ist aus einer Lichtquelle 81, die Licht ausstrahlt, einer Lichtempfangsplatte 82, die das Licht empfängt, einer Vorrichtung (nicht gezeigt), die der Lichtquelle 81 und der Lichtempfangsplatte 82 Energie zur Verfügung stellt, und einer Steuerungsvorrichtung (nicht gezeigt), um die Lichtquelle 81 und die Lichtempfangsplatte 82 zu steuern, aufgebaut, wie in der 4 gezeigt ist.
Als nächstes werden Vorgänge zum Zuführen und Sammeln des Schmieröls beschrieben.
Die Schmierölsammelvorrichtungen 73 (die Vorrichtungen sind, die befähigt sind, eine Saugkraft zu erzeugen, wie zum Beispiel Pumpen) ziehen das Schmieröl, das von den Lagern 21 bis 23 ausgelassen ist, in die Schmierölsammelrohre 73 (die aus Kunstharzrohren mit einer ausreichenden Transparenz gebildet sind) mit einer konstanten Saugkraft. Durch Setzen der Menge des Schmieröls, das dadurch gesammelt werden kann, so dass es hinreichend mehr als die Menge des zugeführten Schmieröls ist, ist es möglich einen Zustand zu erzeugen, in dem Luft und das Schmieröl innerhalb der Schmierölsammelrohre 23 existieren. Das Schmieröl innerhalb der Schmierölsammelrohre 73 wird aufgespürt, indem jedes Schmierölsammelrohr 73 zwischen der Lichtquelle 81 und der Lichtempfangsplatte 82 in dem Schmierölmengensensor 74 hindurchgeführt wird, und indem die Unterschiede in der Transparenz zwischen Luft und dem Schmieröl benutzt werden. Wie in der 4 gezeigt ist reagiert der Sensor 74 darauf, wenn das Schmieröl zwischen der Lichtquelle 81 und der Lichtempfangsplatte 82 hindurch tritt, und gibt ein Signal aus, aber wenn Luft dazwischen hindurch tritt, gibt der Sensor 74 kein Signal aus. Die Zeit, während der Signale ausgegeben werden, wird integriert, um die Menge des Schmieröls innerhalb des Schmierölsammelrohrs 73 zu ermitteln, die in einer Zeiteinheit fließt.
Während in der vorliegenden Ausführungsform ein optischer Sensor als der Schmierölmengensensor 73 benutzt ist, ist es außerdem möglich, einen Sensor, der Infrarotstrahlung benutzt (nicht gezeigt), oder einen Sensor, der ein magnetisches Feld benutzt (nicht gezeigt), zu verwenden.
Die Steuerungsvorrichtung 76 zeichnet die Menge des gesammelten Schmieröls, das von dem Schmierölmengensensor 74 aufgespürt wurde, auf. Dann führen die Schmierölzuführvorrichtungen 72 eine vorgegebene Menge des zuzugebenden Schmieröls, die mit der Menge des gesammelten Schmieröls korrespondiert, zu. Als die vorgegebene Menge Schmieröl können 0,01 cc (eine Menge Schmieröl, die zugeführt wird) pro 50 (eine Zeitperiode, während der Pulse erfasst wurden) gesetzt werden. Auch kann die Menge des Schmieröls (Os) aus der folgenden Gleichung berechnet werden, wie in der 5 gezeigt ist. Os = A × EXP (B × Oc/C) + Din der A ein Faktor 1 ist, B ein Faktor 2 ist, C ein Faktor 3 ist, D ein Faktor 4 ist und Oc eine Menge Schmieröl ist, die pro Zeiteinheit gesammelt wird.
Des weiteren ist es auch möglich, wie in der 6 gezeigt ist, eine Tabelle anzuwenden, die Mengen des Schmieröls, das den entsprechenden Lagern zuzuführen ist, in Verbindung mit Mengen Schmieröl, die pro Zeiteinheit gesammelt werden, definiert.
Als nächstes wird eine Funktion des Anhaltens der Maschine bei der Entdeckung von Abnormalitäten aus der Menge des gesammelten Schmieröls beschrieben.
In einem Fall, in dem die Menge des gesammelten Schmieröls kleiner ist als in einem normalen Zustand, wird angenommen, dass eine Abnormalität (wie zum Beispiel eine Störung) der Schmierölzuführvorrichtungen 72, eine Abnormalität (wie zum Beispiel eine Verstopfung und ein Verknicken) der Schmierölzuführrohre 71, eine Abnormalität (wie zum Beispiel eine Störung) der Schmierölsammelvorrichtungen 73, einer Abnormalität (wie zum Beispiel eine Verstopfung und ein Verknicken) der Schmierölsammelrohre 73 oder eine Abnormalität (wie zum Beispiel eine Störung) des Schmierölmengensensors 74 selber aufgetreten ist. In einem Fall, in dem die Menge des Schmieröls, das zugeführt wird, gerade klein ist, wird dies, wenn die Hauptantriebswelle 11 in diesem Zustand rotiert wird, eine ungenügende Schmierung bewirken und in dem schlimmsten Fall können die Lager 21 bis 23 beschädigt werden; weshalb die Maschine oder die Hauptantriebswelle 11 angehalten werden muss.
Unter Bezug auf den Graphen der 5 wird erkannt, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, wenn die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt wird, gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert B ist. Außerdem wird unter Bezug auf die Tabelle der 6 festgestellt, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, wenn die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt wird, in dem Bereich von 0 bis 10 liegt. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass eine Abnormalität der Schmierölzuführvorrichtungen 72 (wie zum Beispiel eine Fehlfunktion der Funktion der Anpassung der Menge des Schmieröls, das zugeführt wird), eine Abnormalität der Schmierölsammelvorrichtungen 73 (wie zum Beispiel eine Fehlfunktion der Sammelfunktion), eine Abnormalität des Schmierölmengensensors 74 selber (wie zum Beispiel eine Fehlfunktion des Sensorbereichs), oder ein Eindringen von Schneideflüssigkeit oder Öl in die Lager 21 bis 23 aufgetreten ist, wenn die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt wird, größer ist als in einem normalen Zustand. Wenn die Menge des zugeführten Schmieröls gerade groß ist, dann wird dies den Rührwiderstand erhöhen, wodurch abnormale Hitze erzeugt wird und die Lager 21 bis 23 beschädigt werden.
Unter Bezug auf den Graphen der 5 wird festgestellt, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, wenn die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt wird, gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert A ist. Außerdem wird unter Bezug auf die Tabelle in der 6 festgestellt, dass eine Abnormalität aufgetreten ist, wenn die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt wird, in dem Bereich von 51 bis 60 liegt.
Als nächstes wird eine Funktion für die Widerspiegelung der Informationen, die von dem rotatorischen Geschwindigkeitssensors 77 und dem Temperatursensor 78 erhalten werden, in der Menge des Schmieröls, das von den Lagern 21 bis 23 gesammelt wird, beschrieben.
Signale, die von dem rotatorischen Geschwindigkeitssensor 77 und dem Temperatursensor 78 erhalten werden, werden in die Steuerungsvorrichtung 76 eingeleitet. Aus den erhaltenen Signalen wird unter Benutzung einer Tabelle, wie sie zum Beispiel in der 7 gezeigt ist, ein Faktor bestimmt. Wenn die Temperatur der Maschine zunimmt, sinkt die Viskosität des gesammelten Schmieröls und deshalb nimmt die Geschwindigkeit der Bewegung des Schmieröls innerhalb der Schmierölsammelrohre 73 zu. Dementsprechend scheint es, als ob die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt und von dem Schmierölmengensensor 74 aufgespürt wird, zugenommen hätte. Um dies zu korrigieren, definiert die Tabelle in 7 Faktoren, so dass sie erniedrigt werden, wenn die Temperatur der Maschine steigt. Wenn die rotatorische Geschwindigkeit zunimmt, wird außerdem der Einfluss der Zentrifugalkraft, die auf das Schmieröl wirkt, das in den Lagern 21 bis 23 zugeführt wird, erhöht, und deshalb wird die Tendenz des Schmieröls, verstreut zu werden, vergrößert. Daher scheint es, als ob die Menge des Schmieröls, das pro Zeiteinheit gesammelt wird, zugenommen hätte, und deshalb definiert die Tabelle in der 7 Faktoren, so dass sie mit der Zunahme der rotatorischen Geschwindigkeit vergrößert werden. Die Menge des zuzuführenden Schmieröls wird bestimmt, indem auf die 5 oder die 6 der Wert, der aus dem Produkt des Faktors, der aus der 7 bestimmt wird und der Menge des gesammelten Schmieröls, das von dem Schmierölmengensensor erfasst wird, berechnet wird, angewendet wird. Die ermittelte Menge des zuzuführenden Schmieröls wird damit als eine Menge zuzuführenden Schmieröls gesetzt, in der die Informationen, die von den Sensoren 77 und 78 erhalten wurden, widergespiegelt sind. Dann erzeugt die Steuerungsvorrichtung 76 Befehle an die Schmierölzuführvorrichtungen 73. Es ist auch möglich, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Maschine bei der Entdeckung einer Abnormalität der Vorrichtung aus dem Wert erkennt, der aus dem Produkt eines Faktors, in dem die werte der Sensoren 77 und 78 widergespiegelt sind, und der Menge des gesammelten Schmieröls, das von dem Schmierölmengensensor 74 erfasst wurde, berechnet wird, wie oben beschrieben ist. Die 8 zeigt eine Modifikation des in der 2 gezeigten Schmierölzuführpfads. In der Modifikation ist eine äußere Schmierölzuführöffnung 91 in der Büchse 12 gebildet, eine dazwischen liegende Schmierölzuführöffnung 92 ist in dem Gehäuse 24 gebildet und eine innere Schmierölzuführöffnung 73 ist in dem Außenring 41 gebildet, so dass diese Öffnungen entlang einer geraden Linie ausgerichtet sind.
Die 9 zeigt eine Modifikation des Schmierölauslasspfades, der in der 3 gezeigt ist. In der Modifikation ist eine innere Schmierölauslassöffnung 94 in dem Außenring 41 gebildet, eine dazwischen liegende Schmierölauslassöffnung 95 ist in dem Gehäuse 24 gebildet und eine äußere Schmierölauslassöffnung 96 ist in der Büchse 12 gebildet, so dass die Öffnungen entlang einer geraden Linie ausgerichtet sind.
Die Öffnungen der inneren Schmierölzuführöffnung 93 und der inneren Schmierölauslassöffnung 94 zu der Oberfläche, auf der die Wälzelemente 43 rollen, sind nahe der Position plaziert, an denen die Wälzelemente 43 direkt Kontakt mit der Oberfläche haben, auf der sie rollen, nämlich die Positionen, durch welche die Wälzelemente 43 nicht hindurch treten, selbst wenn die rotatorische Geschwindigkeit der Hauptantriebswelle 11, die radialen und Drucklasten, die auf die Hauptantriebswelle 11 einwirken, und ähnliches sich verändern. Durch das Bereitstellen der öffnungen 93 und 94 für die Zufuhr und das Sammeln des Schmieröls nahe der Oberfläche, auf der die Wälzelemente 43 rollen, ist es möglich, das Schmieröl, das für die Schmierung der Lager 21 bis 23 benutzt wird, präzise zu sammeln und eine optimale Menge Schmieröl auszulassen.

Claims

Eine Hauptantriebswellenschmiervorrichtung umfassend: eine Zuführvorrichtung, um einem Lager, das eine Hauptantriebswelle hält, Schmieröl variabel zuzuführen; eine Sammelvorrichtung, um aus dem Lager das Schmieröl, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, zu sammeln; eine Messvorrichtung, um die Menge des Schmieröls, das von der Sammelvorrichtung gesammelt wird, zu messen; und eine Steuerungsvorrichtung, um die Menge des Schmieröls, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, zu steuern.
Die Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Lager einen Innenring und einen Außenring besitzt, die Wälzelemente von zwei Seiten umgeben, wobei der Außenring mit einer Schmierölauslassöffnung ausgeführt ist, die sich in einer radialen Richtung von seiner inneren peripheren Oberfläche zu seiner äußeren peripheren Oberfläche erstreckt, und die Sammelvorrichtung angepasst ist, um das Schmieröl durch die Schmierölauslassöffnung zu sammeln.
Die Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die außerdem eine Vorrichtung umfasst, um die Rotation der Hauptantriebswelle anzuhalten, wenn der Messwert der Messvorrichtung außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Die Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die außerdem wenigstens einen Sensor umfasst und angepasst ist, um Informationen, die von dem Sensor erhalten werden, in der Menge des Schmieröls, das von der Zuführvorrichtung zugeführt wird, widerzuspiegeln.
Die Hauptantriebswellenschmiervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Sensor wenigstens ein Temperatursensor und/oder ein rotatorischer Hauptantriebswellengeschwindigkeitssensor ist.