油气润滑技术
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油气润滑操作规程LT油气润滑站使用说明书目录1.概述2.构成3.主要技术参数4.功能说明5.系统工作原理6.操作准备及操作说明1.概述本说明书是根据棒线轧机工艺要求而设计编制的。
油气润滑系统主要由一台润滑泵站、一个气源柜、和安装在机架旁的油气混合器以及空气管路、油管路、油气输送管路组成。
由润滑泵打出的润滑油经油管送至油气混合器,同时压缩空气通过空气操作柜过滤和调压后也送至油气混合器,混合后在压缩空气的带动下沿管壁进入润滑点进行润滑。
2.构成该站主要由油箱〔带电加热器、液位计、温度控制器、空气滤清器、液位控制器〕、两台高压油泵装置〔一备一用〕、溢流阀、二位二通电磁阀、过滤器、单向阀、压力表、阀门、压力控制器及气源柜和PLC电气控制箱组成。
3.主要技术参数4.功能说明4.1油气润滑站包括一台容积为800L左右的油箱,两台齿轮泵,单向阀.压力控制器,温度控制器,单筒过滤器以及管路附件等。
油箱装有液位控制器,当液位低于最低液位时发出报警或电信号;液位计用于直接观测油箱液位的上下,空气滤清器用来对进出油箱的空气进行过滤,也可以作为加油口进行加油。
齿轮泵装置,泵的供油能力为3.9l/min,其最高压力;27MPa,工作压力为;5--7MPa,电动机AC380V、0.75KW,一台工作,一台备用。
压力控制器是用来检查泵站供油压力,当压力到达设定压力时,压力控制器动作,两位两通电磁阀动作,系统卸荷。
间隔时间后系统供油压力,供油时在设定的时间内达不到设定压力控制器的调定压力时,即在电气控制装置上作出“供油压力低〞的指示。
此时应检管路齿轮泵装置及溢流阀。
单筒过滤器是用来去除泵所压出的润滑油内混入的杂质,过滤器上装有压差控制器,当压差超过一定值时发出信号,此时应立即清洗或更换滤芯。
4.2 气源柜气源柜包括气源处理件.二位二通电磁阀.压力开关等。
气源处理件是由空气过滤器,空气减压阀组合而成,在通气前,逆时针旋转减压阀调压手轮,使减压阀定值弹簧松开,然后接通气源,按顺时针方向逐渐转动手轮,是空气压力逐渐增加,直到压力表所指示的压力到达所需压力,此时通过锁紧圈锁定压力完成对减压阀的调整。
油气润滑原理油气润滑是一种常见的机械润滑方式,它通过在摩擦表面形成一层润滑膜,减少摩擦和磨损,保护机械设备的正常运转。
在工业生产中,油气润滑被广泛应用于各种机械设备和工艺装置中,起到了非常重要的作用。
本文将从油气润滑的原理入手,对其工作原理和应用进行详细介绍。
首先,油气润滑的原理是基于润滑剂的作用。
润滑剂可以分为固体润滑剂和液体润滑剂两种类型。
固体润滑剂主要包括石墨、二硫化钼等,它们能够在摩擦表面形成一层润滑膜,减少金属表面之间的直接接触,起到减少摩擦和磨损的作用。
液体润滑剂则主要包括各种油脂和润滑油,它们能够在摩擦表面形成一层润滑膜,同时在摩擦过程中起到冷却、密封和清洁的作用,从而减少摩擦和磨损。
其次,油气润滑的原理还与摩擦表面的形态和工作条件有关。
在机械设备中,摩擦表面的形态多种多样,有平面对平面、球对球、滚子对滚子等不同形式的摩擦副。
不同的摩擦表面形态对润滑剂的选择和使用有着不同的要求。
同时,工作条件如温度、压力、速度等也会影响润滑剂的性能和使用效果。
因此,在实际应用中,需要根据不同的摩擦表面形态和工作条件选择合适的润滑剂,以达到最佳的润滑效果。
最后,油气润滑的原理还与润滑系统的设计和维护有关。
润滑系统包括润滑剂、润滑装置、润滑脂和润滑油等组成部分,它们共同作用于机械设备的摩擦表面,保证其正常运转。
在润滑系统的设计和维护中,需要考虑到润滑剂的选择、润滑装置的布置、润滑脂和润滑油的更换周期等因素,以保证润滑系统的可靠性和稳定性。
综上所述,油气润滑的原理是基于润滑剂的作用,同时受到摩擦表面形态和工作条件的影响,还与润滑系统的设计和维护有关。
在实际应用中,需要综合考虑这些因素,选择合适的润滑剂和设计合理的润滑系统,以保证机械设备的正常运转和延长使用寿命。
只有深入理解油气润滑的原理,才能更好地应用于实际生产中,发挥其最大的作用。
油气润滑的工作原理
油气润滑的工作原理是通过润滑油或气体形成润滑膜来减少摩擦和磨损。
润滑油的工作原理是在摩擦表面形成一层润滑膜,使摩擦表面之间的接触减少,从而减少摩擦力和磨损。
润滑膜可以通过黏附和吸附在摩擦表面上,形成一个润滑层,使摩擦表面分离,并形成一种隔离和保护作用。
此外,润滑油还具有冷却和清洁作用,能够带走摩擦表面的热量和污染物,保持润滑油的良好性能。
气体润滑的工作原理是利用压缩气体形成气膜,减少接触面积和接触压力,从而减小摩擦和磨损。
气体润滑常用于高速轴承和气体密封等装置中。
当轴承高速旋转时,气体从轴承的进气口进入轴承内部,通过气膜形成一个气体层,隔离轴承和轴颈之间的接触,避免直接金属接触而产生摩擦和磨损。
总之,油气润滑的工作原理都是通过形成润滑膜或气膜,减少接触面积和接触压力,从而减小摩擦和磨损。
同时,润滑油和压缩气体还能够具有冷却和清洁作用,保持系统的稳定性和正常运行。
油气润滑系统1.简介油气润滑是一种较新润滑装置。
油气润滑与油雾润滑大体相似,都是以紧缩空气为动力将稀油输送到轴承;油气润滑并非将油撞击为细雾,而是利用紧缩空气流动把油沿管路输送到轴承,因此再也不需要凝缩。
油气润滑概念:润滑剂在紧缩空气的作用下沿着管壁波浪形地向前移动,并以与紧缩空气分离的持续精细油滴流喷射到润滑点。
油气润滑的工作原理。
气动式油气润滑系统主要由主站、两级油气分派器、PLC电气控制装置、中间连接管道和管道附件等组成。
主站是润滑油供给和分派,紧缩空气处置、油气混合和油气流输出和PLC电气控制的总成。
按照受润滑设备的需油量和事前设定的工作程序接通气动泵。
紧缩空气通过紧缩空气处置装置进行处置。
润滑油经递进式分派器分派后被输送到与紧缩空气网络相连接的油气混合块中,并在油气混合块中与紧缩空气混合形成油气流从油气出口输出进入油气管道。
在油气管道中,由于紧缩空气的作用,使润滑油沿着管道内壁波浪形地向前移动,并逐渐形成一层薄薄的持续油膜。
经油气混合块混合而形成的油气流通过油气分派器的分派,最后以一股极为精细的持续油滴流喷射到润滑点。
油气分派器可实现油气流的多级分派。
由于进入了轴承内部的紧缩空气的作用,即便润滑部位取得了冷却,又由于润滑部位维持着必然的正压,使外界的脏物和水不能侵入,起到了良好的密封作用。
2.目前的应用情况德国克虏伯钢厂的一套四机架冷带钢连轧机,1—3机架采用正弯辊,第4机架采用正弯辊,轧制速度约1350m/min,弯辊力正弯40t,负弯35t。
工作辊轴承采用四列圆锥轴,用脂润滑,轴承寿命平均约1200h。
改成油气润滑,利用一般极压齿轮油(DIN51502),黏度为220mm2/s,每轴承耗油量每1h为0.02L,总耗油量仅为耗脂量的十分之一。
工作辊轴承寿命提高3倍多,平均达到4000h。
前苏联新利比兹克钢厂的一套五机架冷带钢轧机,其设计参数与我国宝钢的冷轧机同,轧制压力约3000t,设计轧速1800m/min,弯辊力约52t,由于热轧板形等原因,实轧制速度限制在1200m/min。
四川德胜钢铁有限公司炼钢厂六流方坯连铸机切后出坯辊道油气润滑系统设计方案报告2016年02月概述油气润滑作为一种使用微量的润滑剂确能使轴承达到最佳的润滑效果,现在已被越来越多的用户所接受和使用;炼钢厂六流方坯连铸机切后及出坯辊道轴承最初设计也是采用干油润滑,从设备投入生产以来,发现干油润滑经常有润滑不到位情况发生,而且点对点加油也很麻烦,如果有的轴承座油打不到位,就会给生产带来了一定的影响;而且连铸机的工作环境温度高且有水侵蚀,采用传统干油润滑方式的弊端为此显现;烟台澳瑞特润滑设备有限公司为其六流方坯连铸机切后及出坯辊道轴承进行了油气润滑系统改造的方案设计;本方案说明规定了油气润滑系统的技术参数、工艺参数、设备组成及规格、改造的可行性分析方面等内容;油气润滑的优点:1.技术先进●典型的“气液两相流体冷却润滑技术”●形成的气液“两相膜”承载能力大大提高,因润滑不良引起的在线烧轴承现象得以杜绝;轴承采购及储备费用降低60%以上;●由于润滑膜厚度的增加,使润滑膜形成率提高,具有优良的润滑减磨作用;●实现以均等的时间分配润滑油的方式,润滑油可以连续输送;●因润滑剂消耗量极其微小,不会产生多余的热量;●润滑油可以实现按需分配,油气分配均匀并可实现按比例分配;●连续不断的压缩空气有利于轴承的冷却;●压缩空气在轴承内部能保持约正压,能阻止脏物、水或乳化液的侵入,使轴承具有良好的密封性能;●能使用高粘度的机械油甚至半流动润滑脂●有非常完善的对油气润滑系统的工作状况进行监控的手段2.经济优势●润滑油基本实现零排放,利用率99%以上;●与传统的润滑方式相比,大大减少了润滑剂的消耗量,大幅度地节省了开支;所有轴承每小时耗油量仅为284ml,全年按7000小时计算为1988升,即约10桶油200L/桶●轴承寿命与使用传统干油相比至少可以提高3倍以上,在线烧轴承的现象得以杜绝;轴承采购费用大幅降低;●管道布置简单,大大减少了管道系统的安装和维护费用;●受润滑设备的运行成本大幅降低,投资回收期短;根据我们以往的经验,此套设备投入使用在一年内收回投资成本是是现实可以预期的;3.环境友好●不产生油雾,不污染环境,有利于环境保护●轴承座不需要再清洗,打开时轴承表面光亮;●避免了对循环使用的冷却水的污染,减少了冷却水的处理费用;1 油气润滑系统的技术参数油气润滑系统的技术参数系统气压工作压力:4~6bar系统工作电源:220VAC,50Hz泵:气动泵系统工作方式: 系统先于连铸机冷却水启动开启前启动,后于冷却水关闭后关闭,主站中的泵为间歇工作制,工作频率和间歇时间通过PLC程序来进行调节和控制系统电耗:约小时压缩空气消耗量:约213Nm3/h润滑油消耗量:约248ml/h系统型号:MS1/400-8CK系统总重:约240公斤/套工艺要求系统能实现连续不间断运转并保证稳定供给润滑油,保证所用轴承处于良好的受润滑状态;系统具备以下两种工作状态:远程启动工作状态及就地启动工作状态系统能对供油量进行调节;2 设备规格及功能描述原理图及元件清单:供气部分:用于向系统提供带压力的压缩空气并和润滑油混合产生油气状气液两相流体,包括如下元件:空气压力继电器气动减压阀带压力表空气滤清器气动截止阀二位二通气动电磁阀压力表以上气动元件集成在装配板上形成完整供气组件并在接口预留一个接口便于配管;供油部分:向润滑点供给可调节的润滑油量,以使润滑点处于良好的受润滑状况,设备包括如下部分:油箱及其附件:内部经十年防锈处理的洁净的钢质油箱,容量400升;油箱上配有加油孔、通风过滤器、目视液位计及液位控制继电器等附件;泵组件:2台泵,一台工作一台备用,泵每工作一个行程可输出定量的润滑油;泵为间歇工作制,工作频率和间歇时间通过PLC程序来进行调节和控制;泵出的润滑剂由管道连接至递进式分配器;压力显示:1块压力表用于显示供油油压;JS油气分配器:从递进式分配器分配出来的油在油气油气混和分配器里和已经处理过的压缩空气进行混合并形成油气混合物后通过JS油气分配器供给润滑点;控制装置及检测元件部分:采用PLC控制系统,并配有带有液晶显示器的操作面板,系统上配置有继电器输出模块以便于与用户机组的控制系统进行信号交换;电子控制及监控装置包括如下部分:电源: 220VAC或,50Hz适配电源,预留相应接线端子;控制电源:24VDC及相关的整流、配电装置;递进式分配器监控:感应接近开关监测递进式分配器以及分配器之前的系统元件的工作状况;油位监控:液位计监测油箱报警位和故障停泵位;压缩空气压力监控:压力开关监测系统的压缩空气操作压力;接线电缆用户机组主电源至油气润滑系统控制柜的电源接线电缆用户机组控制系统至油气润滑系统控制柜的信号线接线电缆机组主操室至油气润滑系统控制柜的接线电缆远程按钮用户选配:用于远程方式启动油气润滑系统,装设于主操室,三个按钮分别为“启动”、“停止”、及“故障确认”;远程显示灯用户选配:用于远程显示油气润滑系统的工作状况,两个显示灯分别为:绿色表示系统工作正常,红色显示系统故障Jetsplit油气分配器:油气混合物经JS型油气分配器分配后输送到润滑点对轴承起润滑作用;同时其中的压缩空气从轴承座溢出时带走轴承摩擦热并使轴承座内部产生一个微正压以防止外界粉尘与水的侵入;Jetsplit油气分配器属上海ORT公司的专利产品;中间连接管道及管道附件接头、管夹等部分由压缩空气车间管路气源至润滑系统供气部分接口的管道;由润滑主站油气出口至油气分配器之间的连接管道;由油气分配器至润滑点之间的连接管道;橡胶软管组件:油气管路上所需柔性连接的软管组件;注:管道可采用普通钢或不锈钢无缝钢管;车间管线推荐采用不锈钢管道,机体配管推荐采用铜管或金属软管,以便安装时可以免酸洗直接安装;3. 连铸机采用油气润滑系统的可行性分析轴承使用油气润滑与使用干油润滑的比较油气润滑系统目前已在国内一百多家的钢厂里的连铸、线棒材轧机、辊道、磨煤机开式齿轮、矫直机工作辊、行车轨道、高速导卫上得到成功应用;并有部分油气润滑设备出口使用,系统一直运行稳定良好,取得了很好的经济效益和整体效益,因此方坯连铸机进行油气润滑改造不存在任何的技术风险和障碍;由于油气润滑要求轴承座须有适当的密封,因此连铸机辊组轴承座原有的骨架油封需保留,但为了油气管路中的压缩空气能顺利外溢,从而保证系统供给轴承的油气流连续、通畅,现行的密封唇口朝里的安装方式必须改为唇口朝外,即将骨架油封反过来装配;这样可保证轴承座里的压缩空气能顺利顶开密封外溢,且使轴承座内部相对外界拥有一个约的正压;这样一来,就可防止外界的冷却水和氧化铁皮进入轴承座内部,同时外溢的压缩空气又会带走大量的热量,这使得轴承拥有了一个相当良好的运行环境,再加上源源不断供给的润滑油,就避免了轴承的异常损坏,从而极大地提高轴承和辊组寿命;采用了油气润滑后,轴承座里不得有干油,这是因为干油对油气的传输非常不利,轴承在装配时应抹些稀油;。
油气润滑分配器工作原理
油气润滑是以油为介质的一种新型润滑方式,其特点是:利用压缩空气(或称油气流)将润滑油(或称为气相沉积油),在两个润滑腔中,经分配阀、管道和齿轮泵的作用,将润滑油分配到各润滑腔内。
其工作原理如下:
在压缩空气(或称油气流)的作用下,润滑油路中的油,在分配阀处被分配到各润滑腔内,被分配的润滑油通过管道送到各润滑腔内。
由于油气分离器的作用,润滑油进入分配阀后被分离成气体和液体两部分。
首先进入分配阀的是气体部分,当压缩空气通过分配器时,首先通过分配器的顶部进入到第一润滑腔内。
在此过程中,由于分配器内空气压力比润滑油压力低(约为0.05~0.10MPa),润滑油从顶部进入分配器后形成低压区,随着活塞向下运动,气体压力逐渐增大。
在活塞向下运动过程中,由于受到活塞杆的顶压作用,气体从顶部进入第二润滑腔内。
气体从第二润滑腔进入第一润滑腔后形成高压区,其压力可达10MPa以上。
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油气润滑在热轧立卷窄带钢生产线上的应用摘要:详细介绍了油气润滑在南钢带钢厂生产线上飞剪四连杆机构轴承、轧机轴承的应用。
关键词:油气润滑热轧立卷窄带钢轧机轴承飞剪带钢厂中精轧机轧辊轴承采用油脂润滑,轧辊下线后方能对轧辊轴承补充油脂,精轧机组四辊轧机支撑辊在线时间长,,最长在线可达10天,润滑不能得到充分保证,同时油脂消耗非常大;飞剪四连杆机构轴承采用油脂润滑,只能每周利用周检修时间补充油脂,轴承润滑状况不良,轴承磨损过度或损坏致使飞剪无法剪切;活套自由辊轴承、扭转三角区防划伤自由辊均采用油脂润滑,高温炙烤,各自由辊轴承因温度太高而经常损坏。
为提高轴承在线使用寿命、确保设备运转正常、降低设备维护成本,带钢厂决定采用油气润滑代替常规油脂润滑对带钢生产线上飞剪、轧机、活套和扭转三角区域自由辊等进行在线油气润滑。
1 工作原理油气润滑技术是德国REBS公司的创新,它采用压缩空气连续作用带动油沿管道内壁不断地流动形成波浪形连续油膜,以精细的连续油滴喷入润滑点。
油气润滑系统由供油部分、供气部分、油气混合部分、电控及监控部分、油气分配器和管道组成。
供油部分即是油气润滑主站,包括油箱、过滤器、油泵、蓄能器和电控及监控部分等,主站供出的油压为高压油至油气混合部分。
供气部分直接接自压缩空气管网。
高压油经递进式分配器精确分配后与压缩空气混合并形成油气流,再经各中间管道和一级分配器与二级分配器被供送至各润滑点。
2 技术参数与方案2.1 润滑对象南钢带钢厂生产线上油气润滑对象如表1。
2.2 油气润滑系统组成和布置南钢带钢厂生产线油气润滑系统由主站、1#和2#卫星站、压缩空气管网和油气气润滑储气罐、中间管道和一级分配器及二级分配器等组成(图1)。
2.3 油气润滑系统技术参数南钢带钢厂生产线上油气润滑系统主要技术参数是:润滑介质粘度:运动粘度ISO VG220-320cSt/40°C极压工业齿轮油;系统气压工作压力:3bar~6bar;油箱:500L,高压齿轮泵:120mL/min;系统油压工作压力:50bar~70bar;压缩空气耗量:约300Nm3/h,油耗量:约1000ml/h;系统动力电源:380v,50Hz,系统监控电源:24v。
油气润滑技术在连铸机上的应用作者:朱美玲董富生来源:《中国机械》2013年第22期摘要:本文介绍了油气润滑技术及该应用于大板坯连铸技术特点和试验效果,并分析了整台设备改造的经济效益和环境改善效益。
关键词:油气集中润滑连铸机 TURBOLUB油气分配器效益分析第一部分:油气润滑技术一、油气润滑技术简介油气润滑,是一种气液两相润滑技术,是将单独供送的润滑剂和压缩空气进行混合并形成紊流状的油气混合流后供送到润滑点,可以达到用油量精确润滑的效果,同时起到冷却轴承的效果。
该技术在上世纪90年代在国外钢铁行业得到应用。
2000年以后,在国内钢铁厂连铸机上开始有所应用。
二、油气润滑技术有以下特点:1、典型的“气液两相流体冷却润滑技术”。
2、形成的气液“两相膜”承载能力大大提高。
3、由于润滑膜厚度的增加,使润滑膜形成率提高,具有优良的润滑减磨作用。
4、实现以均等的时间分配润滑油的方式,润滑油可以连续输送。
5、润滑剂消耗量微小,不会产生多余的热量。
6、润滑油可以实现均匀分配。
7、连续不断的压缩空气有利于轴承的冷却。
8、压缩空气在轴承内部能保持约0.3bar正压,能阻止杂物和水的侵入,使轴承具有良好的密封性能。
9、一套油气润滑系统可向多达上千个润滑点输送油气流。
10、能使用高粘度的机械油甚至半流动润滑脂。
11、有非常完善的对油气润滑系统的工作状况进行监控的手段。
12、使润滑设备的运行成本大幅降低,投资回收期短。
13、减少了冷却水的处理费用。
14、不产生油雾,不污染环境,有利于环境保护。
15、避免了对循环使用的冷却水的污染。
第二部分:油气润滑技术在太钢炼钢二厂连铸机上的应用一、合作方介绍合作方为上海莱伯斯公司。
上海莱伯斯采用德国TURBOLUB技术,最大限度的减少了运动部件,油气润滑产品达到世界先进水平。
在润滑系统的设计和润滑元件的开发上,REBS不断推陈出新。
拥有已获得包括中国在内的多个国家专利的TURBOLUB油气润滑系统。
油气润滑技术在高速加工中心主轴设计中的应用
高岭,姜美娜,鞠修勇
(大连华根机械有限公司辽宁大连116620)
摘要:随着加工中心机床向着高速方向的发展,油气润滑已成为高速加工中心电主轴最理想的润滑方式。
文章介绍了一种应用于高速加工中心电主轴的油气润滑方法,有效的解决了高速加工中心机床电主轴的轴承润滑及冷却问题,对其他机床的电主轴设计具有一定的借鉴及指导作用。
关键词:油气润滑;高速加工中心;主轴设计
Application of Oil-air Lubrication in the Design of Moterized Spindle for Machining Center
GAO Ling,JIANG Mei-na,JU Xiu-yong
(Dalian Dragon Machine Tool CO;LTD,Dalian Liaoning 116620)
Abstract:With the development of high speed machining center, oil-air lubrication becomes the best means for the moterized spindle of high speed machining center. The paper introduces an means of oil-air lubrication for the moterized spindle of high speed machining center. It resolve the problem of lubrication and cooling for the moterized spindle of high speed machining center. It can guide and instruct the design for moterized spindle of other machine tools.
Key words:oil-air lubrication;high speed machining center;design of moterized spindle.
0 引言
随着现代工业生产向着高速、高效方向的发展,高速加工机床得到了越来越多的应用。
而作为高速加工机床关键部件的电主轴对主轴轴承的要求也越来越高。
一方面需要轴承能够更高速、超高速的运转,另一方面也需要通过润滑方式的改善来提高主轴轴承的极限转速。
过去机床市场上的电主轴多为油雾润滑方式,后来逐渐被油气润滑方式所取代。
近年来,由于油气润滑技术可使电主轴轴承具有极限转速高、温升低和寿命长等优点,现已成为高速、超高速电主轴轴承最理想的润滑方式。
专项项目:高档数控机床与基础制造装备科技重大专项,
“系列高速立、卧式加工中心”课题(2009ZX04001-011)
作者简介:高岭(1983—),女,辽宁省大连人,大连机床集团技术中心工程师,主要从事加工中心机床的设计开发与研究,(E-mail)daxiano1@
1 油气润滑工作原理及优点
油气润滑是利用压缩空气在管道内的流动带动润滑油沿管道内壁连续不断的流动将油气混合并输送至各个润滑点。
压缩空气以恒定的压力(0.3-0.4MPa)连续供给,而润滑油是根据各个润滑点的耗油量不同定量供给,因此必须使用油泵作为输油的动力源,还要采用分配器分别供给各个润滑点润滑油。
油和气进入润滑点之前必须先进入油气混合阀,在油气混合阀里流动的压缩空气把油吹成细小的油滴附着在管壁上形成油膜随着气流的方向沿管壁流动。
在流动工程中,油膜的厚度逐渐减薄但并不凝聚。
供油是间断的,间隔时间和每次的供油量都可以根据实际的耗油量进行调节。
油气润滑的优点有:
没有油雾,周围环境不会受到污染,有利于环境保护;供油精确,可以精确计算油量,按照不同的需要输送到每一个润滑点;不存在高黏度润滑油雾化难的问题;系统的工作情况很容易实现电子监控;具有空气冷却的效果,可以降低轴承的运行温度,从而延长轴承的使用寿命,特别适用于滚动轴承;进入轴承内部的压缩空气,使润滑部位保持着一定的正压,使外界赃物和水不能侵入,起到了良好的密封作用。
耗油量微少。
2 油气润滑技术在高速加工中心主轴设计中的应用
为适应国家装备制造业的需要和市场需求,大连机床集团于2010年设计开发了高速卧式加工中心HDBS系列。
该系列的主轴转速高达24000r/min,在国内同行业中处于领先地位。
超高的主轴转速对主轴的结构设计、制造和控制提出了非常严格的要求,并带来了一系列技术难题,如电主轴的轴承润滑、冷却等。
必须妥善地解决这些问题,才能确保主轴稳定可靠的高速运转,从而实现高效精密加工。
2.1 轴承的DN值
是否选用油气润滑方式可以由轴承的DN值来确定。
一般DN值在2000000-3500000之间时,可以选用油气润滑方式。
机床主轴的最大轴承的规格为70×110×20,中径D为90mm,轴承转速N为24000r/min,DN值=90×24000=2160000,可知选用油气润滑方式非常合适。
2.2 轴承所需油量计算
计算公式:Q=D×I×a
式中:Q—每小时的润滑剂消耗量(mm3/h)
D—轴承内径(mm)
I—轴承宽度(mm)
a—形状修正系数(角接触球轴承a=0.01,一般球轴承a=0.02,圆柱滚子轴承a=0.03)
机床主轴中共有4个轴承,前部固定端三个角接触球轴承(规格70×110×20),TBT 布置,后部浮动端一个圆柱滚子轴承(规格55×90×18),
Q1=DIa=70×20×0.01=14 mm3/h=0.014ml/h
Q2=DIa=55×18×0.03=29.4mm3/h=0.0294ml/h
2.3 油气润滑结构组成
油气润滑系统由三部分组成:供油部分、供气部分和油气混合部分。
供油部分由电动稀油润滑泵、稀油滤油器等组成。
供气部分由过滤调节器、水气分离器、油雾分离器、减压阀和压力开关等组成。
油气混合部分由油气混合器、导入管等组成。
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图1 油气润滑系统图
1. 气源接口
2. 过滤调节器
3. 水气分离器和油雾分离器
4. 减压阀
5. 压力开关
6. 电动稀油润滑泵
7. 稀油滤油器8 . 油气混合器
各部分参数:
气源:0.4~0.6MPa,500L/min
过滤调节器:过滤精度5μm
压力开关:设置为0.3MPa
电动稀油润滑泵:容积1.8L,排量150mL/min,压力2MPa,功率20w
稀油滤油器:过滤精度40μm
油气混合器:压力1.0MPa,复位压力0.15MPa,4个分配口,每个分配口排放量0.015mL/次,每小时喷射次数20次左右(可根据实际情况改变喷射次数)。
导入管:内径φ2mm,长度4m,水平螺旋5圈
润滑油:VG32
2.4油气润滑系统的冷却效果
系统供应的压缩空气可以在轴承座内保持一定的正压,而轴承座内的正压和供入轴承座的压缩空气之间有一个大的压差,可以起到持续不断冷却轴承的作用。
压缩空气的流量越大,降温效果越好。
通过压缩空气的溢出带着了大量的热量,轴承可维持低温运行并延长使用寿命。
在主轴的结构中,设计了多个排气口,可以使多余油气顺利溢出,保证冷却效果。
2.5油气润滑系统的控制方法
油气润滑对轴承不仅仅起润滑作用,也通过空气降低轴承内部的热量。
主轴停止时如果继续供应油气,不仅会造成油过剩而且会使主轴过冷,因此设计了以下油量控制回路。
运转准备启动后,油气润滑系统处于ON状态,向轴承部位供应油气。
如果处于ON状态8分钟后主轴仍不转动,则系统自动变为OFF状态。
主轴运转后,系统置ON状态,持续供应油气。
如果主轴运转一端时间后停止且停止时间超过8分钟,则系统自动置OFF状态,直至下一个主轴启动指令下达,系统重新转为ON 状态。
3 结论
本文详细介绍了油气润滑技术在高速加工中心主轴设计中的应用方法及控制方法,有效的解决了高速加工中心机床电主轴的轴承润滑及冷却问题,对其他机床的电主轴设计具有一定的借鉴及指导作用。
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