高速电主轴轴承油气润滑系统的研究

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高精高速高效的机床功能部件——电主轴

结构紧凑、安装方便等优点。
电主轴的具体优势体现在以下几点：
使用不同精度级别的夹具，机床不但可以进行粗加
工，也可以进行精加工。
（）电主轴是高精主轴技术和高速电动机的１
结合体，使机床省去了齿轮和皮带等机械传动环
的角加（）速度，以实现主轴的瞬时升降速与准减
确起停的功能。
平。
高速加工机床的厂家和关键零部件如高速电主轴和
高速数控系统的厂家，且均已具备一定的基础和实力。但针对这一领域的技术特点和发展现状，
需要国家相关主管部门出台相关的鼓励政策，进行引导，只有这样，中国高速加工机床发展的瓶颈才能被逐一快速解决，才能更快更好的服务于国内汽车、航空航天、模具等产业，提升这些产业的全球竞争力。ＭＷ（收稿日期：２１０１）０１８９
节，使机床布局更为紧凑合理，同时机床的噪声可
以大大降低。
（）电主轴采用高精度（４）的角接触球２Ｐ级轴承，使电主轴的输出精度最高达到０５ｌ．～ｍ，Ｐ常规电主轴要求主轴的径向圆跳动小于５Ｐｍ，轴向窜动小于２ｍ。在实际生产中，根据工况选择
的高速电主轴相对国内其他厂家，具有转速高、回转精度高、振动小、温升小、输出扭力大，从而得到很高的加工效率和加工精度及表面加工质量，达到了国外同类产品水平。另外，由于其健全的研发设计及验证体系、高精度的制造能力成熟的品质控制体系，产品可靠性及寿命远高于国内同类产品水

基于油气润滑的超高转速电主轴轴承润滑性能的试验研究

李松生周鹏黄晓陈斌陈剑
（上海大学机电工程与自动化学院上海２０００７２）
摘要：超高转速条件下主轴轴承内部的润滑特性，是制约电主轴所能够达到的最高转速和影响其动态稳定性的主要因素之一。在油气润滑条件下，利用超高转速电主轴结构，通过改变供油量、转速、轴向预载荷等状态参数，测试反映主轴轴承润滑性能的油膜电阻和轴承部位的温度，对轴承内部的润滑状态性能进行试验研究。结果表明，转速和供油量是影响轴承内部润滑油膜电阻和轴承温升的主要因素，对应于某一转速等特定工况，总存在一个最佳供油量，使轴承能够处于最佳润滑状态；在超高转速条件下，轴承内部会出现严重的 “乏油 ” 现象，易导致润滑性能变差、轴承工况条件恶化等。
关键词：超高转速；主轴轴承；润滑性能；乏油现象；最佳供油量中图分类号：ＴＨ１１７．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２０１１）１０—０２５—４
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｆｔｈｅＬｕｂｒｉｃａｔｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃ
ＳｐｉｎｄｌｅＢｅａｒｉｎｇｓＲｕｎｎｉｎｇｉｎＵｌｔｒａＨｉｇｈＳｐｅｅｄＬｕｂｒｉｃａｔｅｄｂｙＯｉｌ－ａｉｒ
ＬｉＳｏｎｇｓｈｅｎｇＺｈｏｕＰｅｎｇＨｕａｎｇＸｉａｏＣｈｅｎＢｉｎＣｈｅｎＪｉａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｅｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）

电主轴油气润滑方式

电主轴油气润滑方式简介：在机加工行业，高速电主轴油气润滑系统的应用逐步增多，电主轴润滑使用油气润滑被越来越多的技术人员接受并使用。

维持电主轴高速运行时的精度和稳定性至关重要，需要使用油量可调可控的油气润滑方式控制轴承温度的升...在机加工行业，高速电主轴油气润滑系统的应用逐步增多，电主轴润滑使用油气润滑被越来越多的技术人员接受并使用。

维持电主轴高速运行时的精度和稳定性至关重要，需要使用油量可调可控的油气润滑方式控制轴承温度的升高。

电主轴的润滑方式通常有以下三种：油脂润滑、油雾润滑、油气润滑。

这三种润滑通常应用在不同的场合，也有各自的优点：一、在主轴上，使用油脂润滑比较简单、易用，通用性较强，主要适用于低转速的主轴运转；二、油雾润滑，其原理是润滑油被油雾发生器雾化为细小的微粒与压缩空气混合被输送到轴承的润滑点，油雾润滑冷却和润滑效果都非常良好，使用的系统设备简单，使用及维护非常容易。

但传统的油雾润滑技术耗油量较大，在供给润滑油过程中，对防护措施要求比较严格，容易腐蚀机械设备、也会给周围环境造成污染，供油量很难进行精确控制。

三、油气润滑，其原理是压缩空气将定量少量的润滑油连续不断，非常精准的输送到电主轴的轴承上加以润滑，这种润滑方式，在能源危机和环境保护意识日益增强的形势下是非常适合的！电主轴油气润滑精准少量的供油方式不但不会造成环境污染，而且还节约了大量能源，另外，也大大提高了电主轴运行的稳定性与可靠性，提高轴承使用寿命，降低运行成本，压缩空气也能带走轴承高速转动所产生的热量。

目前，在电主轴油气润滑领域，多普赛的威普4油气润滑装置和斯普图尔经济型润滑装置应用较多，主要用在高速电主轴上。

装置可以根据轴承的大小精确提供适量的润滑油，也可以根据实际的运行情况调整供油量，是非常适合用于高速电主轴的油气润滑系统。

国内外高速电主轴技术的现状与发展趋势

高速电主轴技术的现状与发展趋势高速数控机床（CNC）是装备制造业的技术基础和发展方向之一，是装备制造业的战略性产业。

高速数控机床的工作性能，首先取决于高速主轴的性能。

数控机床高速电主轴单元影响加工系统的精度、稳定性及应用范围，其动力性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。

1、高速电主轴对数控机床的发展以及金属切削技术的影响对于数控机床模块化设计、简化机床结构、提高机床性能方面的作用：(1)简化结构，促进机床结构模块化电主轴可以根据用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化产品，供主机选用，从而促进机床结构模块化。

(2)降低机床成本，缩短机床研制周期一方面，标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化生产，实现功能部件的低成本制造；另一方面，采用电主轴后，机床结构的简单化和模块化，也有利于降低机床成本。

此外，还可以缩短机床研制周期，适应目前快速多变的市场趋势。

(3)改善机床性能，提高可靠性采用电主轴结构的数控机床，由于结构简化，传动、连接环节减少，因此提高了机床的可靠性；技术成熟、功能完善、性能优良、质量可靠的电主轴功能部件使机床的性能更加完善，可靠性得以进一步提高。

(4)实现某些高档数控机床的特殊要求有些高档数控机床，如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和超小孔加工机床等，必须采用电主轴，方能满足完善的功能要求。

2、促进了高速切削技术在机械加工领域的广泛应用电主轴系由内装式电机直接驱动，以满足高速切削对机床“高速度、高精度、高可靠性及小振动”的要求，与机床高速进给系统、高速刀具系统一起组成高速切削所需要的必备条件。

电主轴技术与电机变频、闭环矢量控制、交流伺服控制等技术相结合，可以满足车削、铣削、镗削、钻削、磨削等金属切削加工的需要。

采用高速加工技术可以解决机械产品制造中的诸多难题，取得特殊的加工精度和表面质量，因此这项技术在各类装备制造业中得到越来越广泛的应用，正在成为当今金切加工的主流技术。

油气润滑技术在加工中心主轴润滑中的应用

Ｇ８２Ｘ３３Ｚ一４２Ｐ２８．３３８Ｆ６／／第一层右侧粗加工．留２。精加工
Ｇ８２Ｘ３１．５Ｚ一４２Ｐ２Ｆ６Ｇ８２Ｘ３０Ｚ一４２Ｐ２Ｆ６Ｇ８２Ｘ２９．５Ｚ一４２Ｐ２Ｆ６Ｇ８２Ｘ２９Ｚ一４２Ｐ２Ｆ６
Ｇ８２Ｘ３０Ｚ一４２Ｐ２８．３３８Ｆ６／／第三层右侧粗加工，留２。精加工
Ｇ８２Ｘ２９．５Ｚ一４２Ｐ２８．３３８Ｆ６／／第四层右侧粗加工．留２。精加工
床研究和发展中有重要意义，电主轴轴承系统发热分
析及控制措施在高速主轴系统中至关重要，是高速、高
精度机床必须考虑和解决的关键技术问题之一。
收稿日期：２０１２年１２月
气混合装置中，并在油气混合装置中与压缩空气混合
１．２高速电主轴的润滑方法
的“ 零传动 ” 。内装式电机轴承的摩擦发热不可忽视，在高速加工中，电主轴的热变形已成为影响机床加工精
度的主要因素，机床热变形造成加工误差达到零件总加工误差的６０％～８０％。电主轴轴承在高速下的剧烈摩擦发热使主轴产生热变形，甚至引起主轴系统失效，大大阻碍了新技术的发展。因此，油气润滑技术在高速机

油-气润滑参数对高速电主轴滚动轴承温升的影响

的三个主要参数：滑油的运动黏度、缩空气压力、润压
压缩空气流量对精密角接触球轴承的温升影响。高速电主轴的热态特性分析包括两个部分：热源分析和散热分析。本文主要讨论与角接触球轴承相关的两个部分：角接触球轴承的生热和角接触球轴承与油气润滑系统之间的对流换热。
的压力一般在０３－．５ａ之间，过周围空气的压．５０４ＭＰ超力（为０１～．ａ两倍以上，此压缩空气流出约．５０２ＭＰ）因速度可达到音速。压缩空气由喷嘴冲出后，周围空气与之间具有很大的速度梯度，体质点间进行动量交换，流
２兰州理工大学机电工摘
要：气润滑系统是高速电主轴单元的重要组成部分，油～它对高速电主轴滚动轴承的热态特性有着重要的影响。
分析润滑油运动黏度、缩空气压力、缩空气流量在不同转速条件下对轴承温升的影响，过对比分析得到三者对轴承压压通
的因数，角接触球轴承
．
＝．０１Ｐ为轴承的等效静载００；ｏ
荷，；ｏ轴承额定静载荷，；为决定摩擦力矩的ＮＣ为Ｎ尸】当量动载荷，Ｎ。

高速电主轴油气润滑流场仿真分析

ｔｉｏｎｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｗｈｅｎｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇｌｕｆｉｄｌｆｏｗｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍｏｔｏｉｚｒｅｄｓｐｉｎｄｌｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｅｄｓ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅｇａｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔａｔｏｒａｎｄｒｏｔｏｒｏｆｍｏｔｏｒｉｚｅｄｓｐｉｎｄｌｅｏｎｔｈｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｌｆｏｗｉｆｅｌｄｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｌｏａｎｇｗｉｔｈｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｓｐｅｅｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇｌｆｕｉｄｌｆｏｗｓｐｅｅｄｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｅｎｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｓｐｅｅｄｅｘｃｅｅｄｓａｃｅｒｔａｉｎｖａｌｕｅ，ｔｈｅｌｕｂｉｃｒａｔｉｏｎｌｕｆｉｄｌｏｆｗｉｅｆｌｄｃｈａｎｇｅｓｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄｔｈｅａｒｅａｏｆｍａｘｉｍｕｍｓｐｅｅｄｏｆｏｕｔｌｅｔｌｆｏｗｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙ９０ａｎｇｌｅｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎｌｕｆｉｄｌｏｆｗｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｏｔｏｒｓｔａｔｏｒｇａｐ，ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｉｆｅｌｄｉｎｔｈｅａｘｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｈｏｗｓｉｆｒｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｔｒｅｎｄ，ａｎｄｉｔｐｒｅｓｅｎｔｓｄｅｃｒｅａｓｅｔｒｅｎｄｆｒｏｍｔｈｅｒｏｔｏｒｓｕｒｆａｃｅｔｏｔｈｅｓｔａｔｏｒｓｕｆａｒｃｅｉｎｔｈｅｒａ —

电主轴助力高精高速高效加工——我国高性能机床主轴技术现状分析

径向刚度＞０ｉ。湖南大学针对超高速外圆／５０Ｎ・ｎ凸
轮轴磨床开发了电动机内置式液体（）静压电主动轴，额定功率和最高转速达３ｋ、１０ｒｎ５Ｗ０Ｏ０／，ｍｉ
国际先进水平：在ＰＢＣ板高速钻削用电主轴领域，已大面积推广应用１０００８０ｒｎ２～１０００／气静压０ｍｉ
现代工业对机床加工精度和加工效率要求的不断提
高，机床对主轴性能的要求也越来越高，传统的高速主轴概念已难以充分描述机床主轴的技术内涵。
磨损小，寿命长，在精密超精密机床上获得了广泛
应用，其主要技术难点在于控制高速时主轴的温升和热变形。气体轴承电主轴以 “ 膜 ”作为支撑，气
Ｏ６，
参磊‘ ‘ 加，两Ｉ朋Ｉ。冷工。— 冲，
Ｅ
用油气润滑和强制水冷方式。沈阳建筑大学开发限公司开发了系列（）静压主轴产品，额定功率动
高速大功率陶瓷球轴承电主轴单元最高转速达到
我国高性能机床主轴技术现状分析
湖南大学国家高效磨削工程中心教授熊万里
优点，其极限转速高、精度高、刚度高，在加工中
高性能机床主轴概述
机床主轴是机床的核心部件，其功能是带动刀具（轮）或工件旋转，实现高速精密加工。随着砂
具有轴承动态预紧调整功能。 ③平均无故障运行时间 ≥５Ｏ０。 ④主轴回转精度＜１ｍ。⑤轴系统０ｈ．０刚度 ≥３０Ｉ。 ⑥动平衡精度Ｇ．级。⑦ 恒功０Ｎ・ＴＩＯ４

数控车床高精密电主轴结构本科学位论文

毕业设计报告(论文)报告(论文)题目：数控车床高精密电主轴结构设计作者所在系部：机械工程系作者所在专业：机械设计制造及自动化作者所在班级： 1作者姓名：作者学号： 2指导教师姓名：完成时间： 2本文主要介绍了电主轴的工作原理、轴的设计、轴承技术以及关键技术等。

电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。

它主要应用在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。

本设计通过利用网络工具、图书馆的书籍和各类期刊、杂志查阅了电主轴的相关知识，确定本设计符合要求，满足需要。

设计方法有：查阅资料产生电主轴机械设计的基本思路，确定合理的电主轴结构；重点对电主轴的轴进行了设计，对轴承进行了分析选配，确定了电主轴轴承的选配原则；且充分利用相关知识按要求对本课题进行具体设计。

本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足。

实现本方案的可行性高。

关键词：电主轴，定子，转子，关键技术，动平衡The designs and working principle of electric spindles 、bearing technical as well as crucial technology and so on was introduced in this paper . Electrical spindles is being made by a direct motor rotor of be hollow pack in main shaft on and stator knows super-cooling but cover fixes, which form a complete unit of main shaft in the casing hole of main shaft, and then the electricity rotor directly drive the operation of main shaft. Its main application is being compound process machine tool and much axle to unite to move, polyhedron processing machine tool and the machine tool of parallel connection in. This design cut the related knowledge of central fuselage according with requirement through using network tool and magazines , each kind of periodical and the books in the library and then determining the design, which satisfies the needs. The design method is as follows: First, look up information to produce the basic thought of the electrical mechanical design of main shaft, determine the reasonable electrical structure of main shaft. Then, the key axle for electrical main shaft is designed, and analyze and choose the match for bearing, the electrical bearing of main shaft choose to match principle have determined; Use related knowledge finally fully press requirement for this program carry out specific design.The method of designing adopted the scheme theoretical design and experience design, and the data sources utilized was adequate content extensively. Feasibility of realize the scheme is high. Practice shows that the MS24015 main shaft of milling machine design satisfies the request.Keywords: Electrical main shaft，Stator，Rotor ，Crucial technology ，Dynamic balancing目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章电主轴概述错误！未定义书签。

HDBS系列高速卧式加工中心电主轴油气润滑系统

第９期
２１０１年９月
组合机床与自动化加工技术
ＭｏｕｌｒＭａｈｎｅＴｏｌ＆ＡｕｔｍａｔｃＭａｆｃｕｉｇＴｅｈｎｑｕｄａｃｉｏｏｉｎｕａｔｒｎｃｉｅ
ＮＯ９．Ｓｐ．２１ｅ０１
ＧＡ０Ｌｎ．ＪＡＮＧＭｅ — ａＵＸｕｙｎｉｇＩｉ，Ｊｉ — ｏｇｎ
（ｌｎＤｒｇｎＭａｈｎｏｌＣＯ；ＴＤａｉａｏｃｉｅＴｏａＬＤ，ＴｃｎｃｌＣｎｅ，ＤｌｎＬａｎｎ１６０，Ｃｉａｅｈｉａｅｔｒａｉｉｏｉｇ１６２ａｈｎ）
中图分类号：Ｈ６Ｔ６Ｔ１；Ｇ５文献标识码：Ａ
Ａｐｐｌａｉｎｏｉ－ｉｂｒｃｔｏｉｈｅｉｎｏｏｅｉｅｐｉｄｌｏａｈｉｉｎｅｉｔｏｆＯｌａｒＬｕｉａｉｎｎｔｅＤｓｇｆＭｔｒｚｄＳｎｅｆｒＭｃｎｎｇＣｅｔｒｃ
０引言
随着现代工业生产向着高速、效方向发展，高高速加工机床得到了越来越多的应用。作为高速加工
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（．０３～０４ａ连续供给，润滑油是根据各个润滑点的耗．ＭＰ）而

主轴轴承油润滑结构

主轴轴承油润滑结构
主轴轴承在机械设备中起到支撑和转动的作用，因此需要适当的润滑来减少摩擦和磨损。

以下是主轴轴承常见的油润滑结构：
1.润滑脂润滑：主轴轴承可以使用润滑脂进行润滑。

润滑脂是一种半固态润滑剂，由基础油和增稠剂混合而成。

它的粘度适中，能够在高速旋转下保持稳定的润滑膜，并提供持久的润滑效果。

2.油气润滑：主轴轴承可以采用油气润滑系统进行润滑。

这种系统使用润滑油通过喷嘴或喷雾器以气体形式送入轴承，形成气膜润滑。

油气润滑系统能够在高速旋转下提供均匀的润滑，并有效冷却轴承。

3.循环油润滑：主轴轴承可以使用循环油润滑系统进行润滑。

这种系统通过油泵将润滑油送入轴承，然后通过油槽或管道回流到油箱。

循环油润滑系统能够提供持续的油膜润滑和冷却效果，适用于高速、高温和重载的工作条件。

4.润滑剂供给：在主轴轴承上，润滑剂可以通过直接滴注、喷射或浸润等方式供给。

这些供给方式可根据轴承的类型、工作条件和润滑要求来选择。

无论使用哪种润滑结构，确保正确选择和应用适当的润滑剂，并根据设备的要求进行定期检查和维护，以确保主轴轴承的正常运行和寿命。

1/ 1。

高速动车组轴承的润滑与封闭设计

高速动车组轴承的润滑与封闭设计随着高速铁路的快速发展，高速动车组成为现代交通运输的重要组成部分。

高速动车组的运行速度快、负荷大，因此其安全性和可靠性要求较高。

而轴承作为高速动车组的核心部件之一，其润滑与封闭设计对于确保车辆正常运行至关重要。

润滑是轴承正常运转的基本要求之一。

由于高速动车组轴承在运行过程中承受了巨大的载荷和高速旋转的冲击，摩擦磨损会导致轴承温升、寿命缩短甚至故障。

因此，合理的润滑设计对于轴承的性能和寿命具有重要影响。

首先，高速动车组轴承润滑要选择合适的润滑剂。

润滑剂应具备良好的高温耐受性、抗氧化性和防锈性能，以保证在高速、高温环境下仍能保持稳定的润滑性能。

常见的轴承润滑剂可以选择合成油、半合成油或高温润滑脂，根据具体使用条件进行选择。

其次，润滑剂的补给方式也需要注意。

高速动车组的轴承通常采用集中润滑系统，在每个轴承箱内设置了润滑脂的供给装置。

为了确保润滑剂能够及时有效地补给到轴承表面，需要合理设计润滑剂的供给装置并定期检查维护。

另外，高速动车组轴承润滑过程中还需要注意润滑剂的循环系统。

循环系统应具备良好的过滤、冷却和泄漏监测功能，以保证润滑剂的清洁度、温度控制和泄漏防止。

定期检查润滑系统的油质、滤芯和密封件等关键部件的工作状态，及时清洁和更换，有助于提高轴承的润滑效果和使用寿命。

除了润滑设计，高速动车组轴承的封闭设计也是非常重要的。

正确的封闭设计可以有效防止灰尘、水汽和异物进入轴承内部，减少轴承的磨损和故障。

封闭设计包括轴承箱的结构设计和密封装置的选择。

首先，轴承箱的结构设计要合理。

轴承箱应具备足够的刚度和封闭性，以抵御外界的震动和冲击，并防止灰尘和水进入。

轴承箱的结构应紧凑、坚固，同时还要考虑方便维护和检修。

其次，选择合适的密封装置。

密封装置应能够有效地防止外界杂质进入轴承内部，并保持轴承箱内的润滑剂的稳定性。

常见的密封装置有油封、密封圈和挡圈等。

根据不同的使用条件和轴承类型，选择适当的密封装置以确保密封效果。

高速电主轴用脂润滑轴承性能试验

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图１试验装置原理图
时间ｔｎｍ／ｆ（）ｂ
１３试验过程．
在油雾润滑和脂润滑下进行对比试验，种每润滑方式选用８套轴承，次试验２套。试验轴每
转速（０ｍｉ ‘ ×１４ｒ・ｌ）ｌ－
行对比分析，承温升随转速变化曲线如图４轴
所示。
李泽强，：等高速电主轴用脂润滑轴承性能试验
・１・３
如图５所示，随径向载荷变化曲线如图６所示。由图５可知，恒转速下轴承温升均随着轴在向载荷的增加而变大；向载荷从１０Ｎ提升到轴５４０Ｎ，速为１０ｍｎ时，０转０００ｒｉ／脂润滑轴承温升比油雾润滑轴承温升约小１９℃ ；速为４０．转０００ｒｍｎ，曲线基本重合，润滑轴承温升比油／ｉ时２条脂雾润滑轴承温升约大０２ｏ转速为５０／ｉ．Ｃ；０００ｒｍｎ时，雾润滑稍好于脂润滑，油其温升相差约１℃ 。图６与图５所示的轴承温升曲线趋势基本相
收稿日期：０１一１一７２１Ｏｏ
多。为此，在高速主轴轴承试验台上分别在油雾润滑和脂润滑下对轴承进行高速性能试验，通过
对比分析转速、载荷、升的相互关系来研究脂润温
滑主轴轴承的高速性能为脂润滑轴承在高速电

电主轴润滑方式

电主轴润滑方式
电主轴是机床上的一种重要零部件，它通常采用高速转动，需要良好的润滑方式以确保其正常运转和使用寿命。

电主轴的润滑方式有多种，包括以下几种：
空气润滑：空气润滑是指通过喷嘴或喷头向电主轴喷入高速气流，形成气膜润滑，以减少电主轴磨损和摩擦。

空气润滑具有简单、可靠的优点，但适用于较高转速的电主轴。

油润滑：油润滑是指在电主轴上喷入润滑油，形成油膜润滑，以减少电主轴的磨损和摩擦。

油润滑具有润滑效果好、使用寿命长的优点，但需要定期更换润滑油，并进行润滑油的监测和管理。

气体润滑：气体润滑是指通过将气体（如氮气、氩气等）喷入电主轴内部形成气膜润滑，以减少磨损和摩擦。

气体润滑适用于高速、高温、高负荷的电主轴，具有抗高温、抗氧化、抗污染的优点。

油气复合润滑：油气复合润滑是将润滑油和气体同时喷入电主轴内部，形成油气复合的润滑膜，以提高电主轴的润滑效果和使用寿命。

在选择电主轴润滑方式时，需要根据电主轴的转速、负荷、温度、材料等因素进行综合考虑，并根据实际情况和需求选择合适的润滑方式。

同时，还需要定期对润滑方式和润滑系统进行检查和维护，以确保电主轴的正常运转和使用寿命。

g文件表g-1 科研论文情况1

6
高速精密实验磨床电主轴振动特性实验研究
中国设备工程
全国性学术刊物
2005（8）
7
陶瓷球轴承电主轴系统的特性与分析
机械与电子
其他
2005（7）
8
基于PMAC控制的直线电机精确定位
机械制造
其他
2005（7）
9
基于PMAC下砂轮-电主轴系统的振动特性与分析
机电工程技术
其他
2005（9）
10
交流阻抗法在质子交换膜燃料电池中的运用
其他
2004（3）
39
王军
孙军
EXPRESS描述到C++模式映射的研究
机械工程师
其他
2004（7）
40
基于PCI-1710HG的气动在线监测系统
机械工程师
其他
2004（8）
41
孙光复
Omplete dynamic calculation of lattice mobile crane during hoisting
核心期刊
2005（7）
36
PLC在篦冷机蓖床液压同步驱动系统中的应用
液压与气动
核心期刊
2005（11）
37
张晓霞
多孔陶瓷制备及展望
现代陶瓷技术
全国性学术刊物
2005（4）
38
定向结晶涡轮叶片短时力学行为试验研究
沈阳建筑大学学报
核心期刊
2005（6）
39
孙军
ST-Developer10的特征库建立方法研究
*
国际会议论文
2004（10）
12
注重学生工程实践与创新能力的培养
沈阳建筑大学学报

电主轴轴承油气润滑试验分析

ｔｔｔｅｂｅｔｉｔｒａｉｆｏｉｐｕｈａｈｓｎｅｖｌｔｍｅｏｌｍｐｉｓ１０～１０Ｓｎｇｉ２５．Ｋｅｏｄｓ：ｅｅｔｃｓｎｅｂｒｎｙｗｒｌｃｒｐｉｄｌｅａｉｇ；０ｌ— ｇｓｌｂｒｃｔｏｉｉａｕｉａｉｎ；ｖｂａｉｎ；ｔｍｐｅａｕｅｒｓｉｒｔｏｅｒｔｒｅ；ｏｌｐｕｉｉｍｐｉｎｅｖａｎｇｉｔｒｌ
ａｕｔｆｏｌａｎｖｂａｉｎ，ｖｂａｉｎｓａｉｔｎｅｅａｕｅｒｓｒｎｌｚｄｂｘｅｉｎｓｈｅｕｔｈｗｍｏｎｉ —ｇｓｏｉｒｔｏｏｉｒｔｔｂｌｙａｄｔｍｐｒｔｒｅａｅａａｙｅｙｅｐｒｏｉｉｍｅｔ．Ｔｅｒｓｌｓｏｓ
ｌ引言
高速电主轴是机床的重要部件，润滑方式其分为油脂、油雾和油气３种。（）脂润滑适用于中低速电主轴，构简１油结单，属一次性注油，用方便，本较低。使成（）２油雾润滑的工作原理是将洁净的加压气体通入二次雾化装置，由其对润滑油进行雾化，形成持续不断的高压油雾对轴承进行润滑和冷却，相对于油脂润滑提高了轴承的临界转速，油雾但润滑系统可控性较差，主轴轴承在高转速时搅油发热严重，气自然排放到外部空间，周边环境废对
Ｅｘｅｉｅａｎｌｓｓｏｌ— ＧａｂｒｃｔｏｏｅｔｉｐｎｄｅＢｅｒｎｇｐｒｍｎｔｌＡａｙｉｎＯｉ — ｓＬｕｉａｉｎｆｒＥｌｃｒｃＳｉｌａｉｓ

高速动车组轴承的轴箱润滑与油脂添加

高速动车组轴承的轴箱润滑与油脂添加高速动车组是我国铁路运输的重要组成部分，承载着大量的旅客和货物。

为了确保高速动车组的安全运行，轴箱润滑与油脂添加是不可忽视的重要环节。

轴箱润滑在高速动车组中起到了关键作用。

轴箱是轴承的包围称为滚动承载部件的壳体。

它不仅承载轴承，还起到封闭、保护轴承的作用。

轴箱内的润滑油起到了减速摩擦和冷却轴承的作用，有效地延长了轴承的使用寿命，提高了高速动车组的运行安全性。

轴箱润滑的目标是使轴承得到良好的润滑，减少轴承的磨损和热量积聚，保证运行的顺畅和稳定。

在高速动车组中，常见的轴箱润滑方式包括浸油式和循环油润滑两种。

浸油式轴箱润滑通过将润滑油注入轴箱内，让轴承在润滑油池中浸泡，从而实现轴承的润滑。

而循环油润滑则是通过油泵将润滑油从油箱中抽取送入轴箱的润滑系统中，从而实现对轴承的润滑和冷却。

两种方式各有优劣，但无论采用哪种方式，轴箱润滑都需要注意几个关键因素。

首先，选择适当的润滑油是轴箱润滑的关键。

润滑油应具备一定的粘度和抗磨损性能，以确保轴承在高速旋转和高载荷下正常工作。

另外，润滑油的温度特性也需要考虑，因为高温会降低润滑油的粘度，进而影响润滑效果。

因此，在选择润滑油时需要综合考虑工况和环境温度等因素。

其次，轴箱润滑还需要定期添加适量的油脂。

轴箱内的润滑油会因为使用时间和工况的变化而逐渐减少，因此需要定期监测润滑油的油位，并根据需要添加适量的油脂。

油脂的添加应该遵循生产厂家的推荐标准，以保证润滑效果的持续性和保护轴承的长寿命。

此外，轴箱润滑还需要考虑环境因素。

在高速动车组运行的过程中，轴箱会受到振动、冲击和尘埃等外部环境的影响。

这些因素都会对轴箱润滑产生影响，例如引起润滑油的污染和稀释。

因此，及时清理轴箱并保持轴箱的密封性是确保润滑效果的重要环节。

最后，轴箱润滑还需要定期检查和维护。

轴箱内的润滑油应定期更换，并通过检测润滑油的性能和污染程度来判断油脂的添加量和更换周期。

同时，还需要检查润滑系统的工作状况，保证油泵、过滤器等设备的正常运行。

高温高速轴承润滑石油膜的稳定性研究

高温高速轴承润滑石油膜的稳定性研究随着工业技术的发展，高温高速轴承在机械设备中发挥着重要的作用。

然而，在高温高速运转的条件下，轴承润滑石油膜的稳定性成为了一个关键问题。

本文将探讨高温高速轴承润滑石油膜的稳定性研究，并分析可能影响石油膜稳定性的因素。

高温高速轴承的润滑石油膜起到了降低摩擦与磨损的作用，确保轴承的正常运转。

但是在高温高速条件下，石油膜的稳定性容易受到影响。

首先，高温会影响石油膜的黏度，使其变得更薄，降低了润滑效果。

此外，高速运转也会导致润滑膜破裂，形成微小的润滑间隙，进一步减弱了润滑效果。

因此，研究高温高速轴承润滑石油膜的稳定性非常必要。

一种常见的方法是通过实验来研究高温高速轴承润滑石油膜的稳定性。

实验通常使用一台高温高速轴承试验装置来模拟实际工作条件，并采集相关数据进行分析。

例如，可以测量轴承温度、石油膜厚度和轴承摩擦力等参数，以评估石油膜的稳定性。

通过不同条件的实验，可以比较不同润滑剂及其配方对石油膜稳定性的影响，并找到更适合高温高速轴承的润滑剂。

另一种方法是使用数值模拟方法研究高温高速轴承润滑石油膜的稳定性。

数值模拟可以模拟石油膜在不同条件下的形成和稳定性，为优化设计提供指导。

例如，可以通过计算流体力学（CFD）模拟石油膜在高温高速运转条件下流动的情况，并分析黏度、压力分布以及石油膜的破裂情况。

数值模拟具有准确性高、成本低的优点，可以在设计阶段提供重要的参考。

石油膜稳定性研究中还需要关注一些潜在的影响因素。

首先，轴承几何形状对石油膜稳定性有重要影响。

例如，轴承半径、接触角度和凹槽等几何参数可以影响石油膜的形成和分布。

其次，润滑剂的选择也十分重要。

合适的润滑剂能够在高温高速条件下保持黏度，形成稳定的石油膜。

此外，轴承的润滑方式也会对石油膜稳定性产生影响，如油脂润滑、润滑油循环等。

在实际应用中，高温高速轴承的润滑问题是一个综合性的挑战。

除了石油膜的稳定性，还需要考虑其他因素，如摩擦与磨损、冷却问题等。

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第1期(总第134期)2006年2月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 11Feb 1文章编号:167226413(2006)0120037203高速电主轴轴承油气润滑系统的研究闫大鹏,吴玉厚,张　柯(沈阳建筑大学交通与机械工程学院,辽宁　沈阳　110168)摘要:高速电主轴轴承高速旋转时,轴承内部将产生大量摩擦热,从而影响轴承刚度性能及高速性能,轴承润滑可以减少热量的产生,降低温升。

油气润滑系统相对于其它润滑系统更适应于高速主轴轴承的润滑要求。

对油气润滑的工作原理及其优越性等方面进行了分析。

关键词:高速电主轴;油气润滑;研究中图分类号:TH 133133∶TH 11712 文献标识码:A国家自然科学基金资助项目(50475167);辽宁省自然科学基金资助项目(20042002)收稿日期:2005208229作者简介:闫大鹏(19792),男,辽宁铁岭人,硕士研究生。

0　引言滚动轴承润滑的目的是减少轴承内部摩擦及磨损,防止烧粘,延长疲劳寿命,排出摩擦热,冷却轴承。

传统的滚动轴承润滑方法,如油杯润滑法、飞溅润滑法、循环润滑法、油雾润滑法和脂润滑等均已不能满足高速主轴轴承对润滑的要求。

这是因为高速主,而且对供油量也有着严格要求。

通过大量实验数据建立了轴承的温升与供油量之间的关系曲线(见图1)。

由该曲线可以看图1　电主轴轴承温升与供油量的关系曲线出:轴承的温升随着供油量的增大做非单调的变化,即为了取得最佳润滑效果,供油量过多或过少都是有害的。

而前几种润滑方法均无法准确地控制供油量多少,仅适用于中、低速滚动轴承润滑,而油雾润滑系统也很难可靠地向各个轴承供应油量几乎恒定不变的润滑油,使各个摩擦点的油量始终处于一种波动状态,时多时少的润滑油量不利于主轴轴承转速的提高和寿命的提高。

而新近发展起来的油气集中润滑系统则可以精确地控制各个摩擦点的润滑油量,可靠性极高,因而可在高速主轴轴承领域应用。

1　油气润滑的原理油气润滑技术就是利用压缩空气将微量的润滑油分别连续不断地、精确地供给每一套主轴轴承,微小油滴在滚动体和内外滚道间形成弹性动压油膜,而压缩空气则带走轴承运转所产生的部分热量。

油气润滑系统的工作原理见图2。

每隔一定时间由定量柱塞泵分配器定量输出的微量润滑油,在混合阀中与压缩空1——浮动开关;2——油箱;3——柱塞泵+分配器;4——混合阀;5——喷嘴;6——压力开关(空气);7——压力控制阀;8——压缩空气入口;9——方向阀图2　油气集中润滑系统原理图气混和后,经内径2mm ～4mm 的尼龙管以及安装在轴承近处的喷嘴进入轴承内,停留在摩擦点处。

油气在尼龙管中的流动状态见图3。

由图3可以看出经混合阀输出的油气应该称为“油+气”,微小油图3　油气在尼龙管中的流动状态滴沿管壁波状分布,油和气实际上是呈分离状态的,并且由流动的压缩空气带着管壁上波状分布的润滑油一起连续不断地向前输送。

2　油气润滑系统的组成图4为油气润滑装置结构示意图。

211　供油部分供油部分主要由油泵、油箱、溢流阀、过滤器和压力控制器、递进式给油器组成,各元件都是根据系统的供油量选定的。

油泵为2台,1台工作,1台备用,通过电子监控装置启动或停止。

由于油气润滑的耗油量比较小,所以泵的排量一般比较小,工作压力较高。

1——供气阀;2——压力气开关;3——压力油开关;4——油泵电动机;5——控制器;6——油气输出;7——分配阀;8——油过滤器;9——油泵;10——空气过滤调节器图4　油气润滑装置结构示意图212　供气部分供给的压缩空气应该清洁而干燥,必须先经过油水分离及空气过滤。

当油气润滑系统启动时,压缩空气由电磁阀接通,经过减压使排出的气压为014M Pa ～016M Pa ,在排气管线上装有压力控制器以保证工作中有足够的气压。

213　油气混合部分油和气在混合器中混合,要使油能很好地雾化成油滴,均匀地分散在管道内表面。

油气混合有多种规格的供油量可供选择。

如果润滑点在两个以上,油气混合物还必须经油气分配阀均匀地和适量地供给每个润滑点。

油和压缩空气在油气混合块中进行混合。

图4是递进式分配器和油气混合块集成在一起的情况,块的上部是递进式分配器而下部是油气混合块,递进式分配器输出的油直接进入油气混合块中和压缩空气混合输出的就是油气了。

214　油气分配部分油气混合体在进入各个摩擦副之前,应该按摩擦副的需要均匀地被分配供给,油气分配器是具有上述功能的一个部件。

在润滑点相对较少的场合,也可不使用油气分配器,而是将从油气混合器出来的油气混合体直接供给各个摩擦副。

3　油气润滑技术的主要优点油气润滑系统克服了油雾润滑及油脂润滑的缺点,具有如下众多的优点:(1)可以根据实际需要选择润滑点数和各润滑点所需要的油量,并节约润滑剂。

因为油雾可以任意扩散,几乎不可能对单个轴承定量供油,油脂润滑的一次加脂根本谈不上定量供应,而油气润滑的油则以微滴形式进入轴承,所以润滑点数可以在油路设计时任意控制,各润滑点的油量可以通过油气装置定时、定量单独供应,这样就易于实现按需供应,避免浪费,因而油的用量只占油雾润滑的1 10。

(2)油气润滑可保持轴承承载部位的摩擦点总有新鲜的润滑剂。

而油脂润滑的油脂有一定的使用周期,在前期润滑油较多,易搅动发热,到后期则不足,不能形成良好的润滑条件,由于补充油脂时操作繁琐,在实际应用中大多是一次性加脂直到轴承更换为止。

(3)油气润滑可使轴承温升减小。

试验证明,在相同的转速下,同一型号、同样工况的主轴轴承使用油气润滑可以比用油雾润滑外圈温升降低9℃～16℃;若保持轴承外圈温升相同,则油气润滑可使轴承速度因数提高25%以上。

(4)油气润滑对环境无污染或少污染。

由于“油+气”通过轴承之后排出的基本是压缩空气,本身不含油或含油量极少,较之油雾润滑,更利于操作者健康。

(5)由于轴承内部不断有新鲜润滑油补充和新鲜空气流出,外来杂质很难进入,内部污物也易排出,因而可以提高轴承的使用寿命。

4　油气润滑系统的技术要求油气集中润滑系统是将具有一定压力的压缩空气和润滑油混合后,形成条纹状油液微滴,进入轴承内・83・　机械工程与自动化 2006年第1期　部摩擦点处,因而对润滑油和压缩空气均有一定技术要求。

411　润滑油的技术要求选择润滑油时,要确保油膜不能太厚。

因为当油膜很薄时,油的黏度增大未必会相应地增大摩擦力矩。

所以,在相同使用条件下,要选择比样本提供的参考黏度值大5倍～10倍的润滑油,以确保有良好的黏度和润滑性能。

ISOV G 32～ISOV G 100导轨油是很适合的;在重载条件下还可选用耐高压含有添加剂的油。

应避免使用黏度在ISOV G 22以下的润滑油。

禁止使用含有二硫化钼添加剂的润滑油,因为这种润滑油中的二硫化钼会停留在喷嘴内孔处,从而阻塞喷嘴;此外,二硫化钼的喷镀作用也会增大轴承粗糙度,加剧磨损。

412　润滑油量的选用润滑油量一直是轴承使用者非常关心的问题,使摩擦转矩和轴承温度达到最佳数值时所需的油量是比较少的。

过多的润滑油只能增加轴承的搅油损耗而使轴承温升增大。

由图1可以看出轴承的温升随供油量的变化不是单调的,对于不同的轴承来说,该趋势具有共性。

有文献介绍可以用以下公式近似计算轴承所需要的润滑油用量Q (mm 3 h ):Q =W dB 。

(1)…………………………………式中:W ——系数,W =0101mm h ;d ——轴承内径,mm ;B ——轴承宽度,mm 。

413　压缩空气的技术要求压缩空气必须干燥,且过滤精度应在3Λm 以上,如果条件许可,还可以配置一个具有自动排水功能的常规水分干燥器将水分分离出来。

为了准确无误地传送润滑油,内径为2mm ～4mm 的管子里空气总流量大致为20L m in ～50L m in 。

空气压力必须与流量、管路长度、管路内径、轴承的内压力损失相匹配。

对于技术参数一定的油气集中润滑系统而言,改变润滑周期和空气压力是允许的。

为了克服轴承内部的背压,进入轴承内部的压缩空气必须具备一定压力,一般为013M Pa ～015M Pa ,轴承入口处压力不应低于0115M Pa ～012M Pa 。

5　油路及供油方式设计由于油气润滑每次仅有很少量的润滑剂进入轴承摩擦部位,为了使高速主轴轴承达到理想的润滑状态,油路及供油方式的设计非常严格。

高速电主轴常用轻系列角接触球轴承,供油最佳润滑方式为从一边进入轴承内部,如图5(a )所示,喷嘴孔应与内圈齐平,不能指向保持架。

但在实际应用中,由于尺寸所限往往采用图5(b )的结构。

在油路设计时要尽量避免管子截面的变化,尽量减少油路弯折,如果结构所限,则尽量保持变化部位的光滑过渡。

同时,要保证“油+气”中气体的出口畅通。

图5　轴承的供油方式6　结论油气润滑技术将微量的润滑油分别连续不断地、精确地供给每一套主轴轴承,并具有节能环保等优点,可靠性极高。

但其对润滑油、压缩空气以及油路和供油方式都有一定的技术要求,所需设备复杂,成本很高。

但是这些必将为高速电主轴未来的发展开辟新的途径,因此可在高速主轴轴承领域广泛应用。

参考文献:[1]　杨柳欣,李松生.高速电主轴轴承的油气润滑及其应用[J ].轴承,2003(3):23225.[2]　张松,韩晓红.高速主轴轴承的油气集中润滑系统[J ].制造技术与机床,2000(4):23225.[3]　于兆勤,方富　,肖曙红,等.高速电主轴热态特性的研究[J ].广东工学院学报,1995,12(增刊):75279.Research on O il -a ir L ubr ication System of H igh -speed Electr ic Sp i ndleYAN Da -peng ,W U Y u -hou ,ZHANG Ke(T raffic and M echanical Engineering Schoo l ,Shenyang J ianzhu U niversity ,Shenyang 110168,Ch ina )Abstract :W hen the bearing of h igh 2speed sp indle is on h igh 2speed ro tati on ,there w ill be fricti on heat in side the bearing ,so that the rigidity and h igh 2speed perfo rm ance of bearing are influenced .L ub ricating bearing cou ld reduce the heat p roducing and temperatu re rising .Compared w ith o ther lub ricati on system s ,the o il 2air lub ricati on system is mo re app licab le fo r the bearing of h igh 2speed sp indle .T h is paper analyzes the w o rk ing p rinci p le and superi o rity of the o il 2air lub ricati on .Key words :h igh 2speed electric sp indle ;o il 2air lub ricati on ;research・93・　2006年第1期闫大鹏,等:高速电主轴轴承油气润滑系统的研究。