高速电主轴轴承的油气润滑及其应用
高档数控机床高速精密电主 轴关键技术及应用 公告
高档数控机床高速精密电主轴关键技术及应用公告全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:高档数控机床高速精密电主轴关键技术及应用随着科技的不断发展,数控机床作为制造业的重要装备之一,正逐渐成为制造业的主力军。
而高档数控机床的核心部件之一——高速精密电主轴,更是决定了整个机床性能和加工质量的关键部件。
本文将重点介绍高档数控机床高速精密电主轴的关键技术及应用。
一、高速精密电主轴的定义和特点高速精密电主轴是数控机床上用于驱动刀具旋转的核心部件,它直接影响了机床的加工精度、效率和稳定性。
一般来说,高速精密电主轴具有以下几个特点:1. 高速转速:高速精密电主轴的工作转速通常在10000rpm以上,甚至可以达到50000rpm以上。
高转速可以提高加工效率,缩短加工周期。
2. 高精度:高速精密电主轴需要具有极高的旋转精度和稳定性,以保证加工的精度和表面质量。
4. 高功率密度:高速精密电主轴需要具有高功率密度,以满足大功率输出的要求,同时尽可能减小轴体体积和重量。
1. 轴承技术:高速精密电主轴的轴承是其最关键的部件之一,直接影响轴的精度、稳定性和寿命。
目前主要采用陶瓷球轴承、陶瓷滚珠轴承和气体轴承等高速轴承技术。
2. 动平衡技术:高速精密电主轴在旋转时会产生不小的离心力,需要采用动平衡技术来消除不平衡导致的振动和噪音。
3. 冷却技术:高速精密电主轴在高速运转时会产生大量热量,需要采用有效的冷却技术来保持轴的温度稳定,避免发热过高导致零部件热变形。
4. 控制技术:高速精密电主轴需要配备精密的控制系统,以实现精准的转速控制、负载检测和自适应控制等功能。
5. 结构设计:高速精密电主轴的结构设计需要考虑到刚性和轻量化的平衡,同时保证轴体的稳定性和可靠性。
高速精密电主轴广泛应用于汽车、航空航天、铁路、军工等领域,主要用于高精度、高效率的加工。
具体应用包括精密零件加工、高速铣削、高速车削、高速钻孔等领域。
目前国内外一些知名数控机床制造商,如哈斯、西铁城、FANUC 等,都大量采用了高速精密电主轴技术,使其生产的数控机床具有更高的加工精度和效率,受到了市场的广泛认可。
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 :2 10 1 ) 0 18 9
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 2 P级 轴 承 ,使 电主 轴 的 输 出 精 度 最 高 达 到05 l .~ 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 2 m。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
Experim ental Study of the Lubricating Perform ances for Electric
Spindle Bearings Running in Ultra H igh Speed Lubricated by O il-air
Li Songsheng Zhou Peng Huang Xiao Chen Bin Chen Jian (College of Eleetromechanical and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072,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。
高速铣削机床电主轴使用的建议
1 电主轴正确使用的建议1.1 使用电主轴进行加工1.1.1 使用时注意事项禁止使用压缩气体喷头清洁主轴,因为这样会使灰尘进入主轴的密封部位,从而损坏轴承。
出于同样的目的,在清理轴承周围的时候,主轴应停止转动,但机床应上电,以保证轴承处于预紧状态。
主轴上卡刀柄的锥面部分必须定期使用软布清洁长期闲置不用时,应在主轴上装一刀柄,以保护卡刀的锥面 主轴在没有装上刀的情况下是不允许转动的只有锥形的刀柄和具有良好动平衡特性的刀具才可以在高速下使用 在PLC 逻辑检查一下条件正常后,才允许主轴旋转 - 气动线路气压正常- 主轴冷却液温度在允许范围内 - 主轴冷却液流量正常- 刀柄在主轴上,并且卡紧了电主轴只有在其温度在18到30摄氏度之间时才允许转动 一个专门的冷却线路为主轴电机提供升温和降温有两个温度传感器检查温度范围,如果不在范围内,将禁止主轴旋转一个新的主轴或者有一个月以上没使用的主轴,当要使用时,必须从非常低的速度开始旋转。
在开始加工前为主轴升温维持在一个规定范围内的稳定状态。
基于这一方面考虑,系统提供了以下专门的代码来执行主轴升温: M### 每天主轴预热(大约6分钟) M### 新主轴预热,或在主轴一个月以上没有使用的情况下使用(大约60分钟) M### 当主轴一个星期以上没使用情况下,使用适用于油气润滑的主轴(大约30分钟) M### 每天预热,将在程序设定的间隔后自动执行M### 每天预热,在程序设定的日期和时间达到后自动执行。
根据安装时设定的参数的需要,可在升温循环结束后,自动执行轴升温文件。
警告:要执行高精度的操作,主轴需要做一个额外的加热过程。
也就是让主轴在工作速度下旋转大约30分钟,以得到可靠的温度稳定性对于油气润滑的电主轴,在停止旋转之前应把主轴移动到一个合适的位置。
这样可以避免由于主轴再次启动时,可能会有润滑油滴下而带来的事故。
1.1.2 加工条件高速铣削加工中心可理解为刀具和工件之间有很高的相对速度。
油气润滑技术在加工中心主轴润滑中的应用
G 8 2 X 3 3 Z 一 4 2 P 2 8 . 3 3 8 F 6 / / 第一层右侧粗加工 . 留2 。 精 加 工
G 8 2 X 3 1 . 5 Z 一 4 2 P 2 F 6 G 8 2 X3 0 Z 一 4 2 P 2 F 6 G 8 2 X2 9 . 5 Z 一 4 2 P 2 F 6 G8 2 X 2 9 Z 一 4 2 P 2 F 6
G8 2 X3 0 Z 一 4 2 P 2 8 . 3 3 8 F 6 / / 第三层右侧粗加工 , 留2 。 精 加 工
G8 2 X 2 9 . 5 Z 一 4 2 P 2 8 . 3 3 8 F 6 / / 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 : 2 0 1 2年 1 2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 6 0 %~ 8 0 %。 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
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 0 3 - . 5 a之 间 , 过 周 围 空 气 的 压 .5 0 4 MP 超 力 ( 为 0 1 ~ . a 两 倍 以 上 , 此 压 缩 空 气 流 出 约 .5 0 2 MP ) 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
.
= .01 P 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 N C 为 N 尸】 当量 动载 荷 , N。
七种轴承润滑方式优点缺点以及适用场合
七种轴承润滑方式优点缺点以及适用场合轴承是机械设备中非常重要的部件,用于支撑和减少机械设备的摩擦。
为了保证轴承的正常运行,润滑是必不可少的。
根据润滑方式的不同,可以分为七种轴承润滑方式,它们分别是:润滑油润滑、润滑脂润滑、干摩擦润滑、固体润滑、水润滑、气体润滑和混合润滑。
下面我们将逐一介绍这七种润滑方式的优点、缺点以及适用场合。
1.润滑油润滑:润滑油润滑是通过在摩擦表面形成润滑油膜来减少摩擦和磨损。
优点包括摩擦小、寿命长、适用于高速运转的轴承等。
缺点是当轴承运行在高速、高温或高粘度等特殊工况下时,润滑油的润滑效果会下降。
适用场合包括高速轴承、高温轴承和高负荷轴承等。
2.润滑脂润滑:润滑脂润滑是将固态润滑剂和润滑油混合制成的一种半固态润滑剂,适用于一些无需频繁维护和加油的轴承。
优点包括使用方便、不易漏油和长期稳定性好等。
缺点是当润滑脂老化或温度过高时,润滑效果会下降。
适用场合包括需要长期润滑、密封性要求较高和不易清洁的轴承。
3.干摩擦润滑:干摩擦润滑是通过在摩擦表面形成固态润滑膜来减少摩擦和磨损。
优点包括不需润滑剂、使用温度范围广和不受污染影响等。
缺点是摩擦力较大、容易产生干磨损和适用条件有限。
适用场合包括高温、高速且污染较严重的环境。
4.固体润滑:固体润滑是将固态润滑剂直接应用于摩擦表面的一种润滑方式。
优点包括使用方便、不易泄漏和摩擦系数低等。
缺点是润滑效果随温度变化较大、容易形成沉淀和难以进行在线监测等。
适用场合包括高温、高速和重载等特殊工况。
5.水润滑:水润滑是使用水作为润滑介质的一种润滑方式。
优点包括环境友好、无毒无污染和不易燃烧等。
缺点是水的润滑性能较差、易蒸发和对金属腐蚀等。
适用场合包括低速、低温和密封要求严格的轴承。
6.气体润滑:气体润滑是通过气体形成气体隔离膜来减少摩擦和磨损。
优点包括摩擦小、适用于高速运转和密封性好等。
缺点是对气体压力和流量要求较高、不能很好地保护轴承和适用条件较窄等。
轴承润滑方法
轴承润滑方法
轴承润滑是为了保证轴承正常工作,减少摩擦磨损和防止生锈。
常见
的轴承润滑方法如下:
1. 油润滑:这是最常见的润滑方法,适用于高速、重载和高温的工作
环境。
润滑油可以在轴承内部形成一层油膜,减少摩擦和磨损,并带
走热量。
油润滑的优点是润滑效果好,寿命长,但需要定期更换润滑油。
2. 脂润滑:脂润滑是将润滑脂填入轴承内部,适用于低速、重载和低
温的工作环境。
润滑脂的优点是使用寿命长,不需要经常更换,但在
高速运转时,摩擦和磨损较大。
3. 油气润滑:这是一种新型的润滑方法,将润滑油和压缩空气混合后
喷到轴承内部。
油气润滑的优点是润滑效果好,能够带走热量和杂质,延长轴承寿命,但需要专门的设备和系统。
4. 固体润滑:固体润滑是将固体润滑剂涂覆在轴承表面,适用于特殊
的工作环境,如高温、高速、重载、真空等。
固体润滑剂的优点是寿
命长,不需要更换,但润滑效果相对较差。
选择轴承润滑方法需要根据具体的工作环境和要求来决定。
在选择润
滑方法时,需要考虑轴承的类型、转速、负载、温度、湿度等因素,并根据实际情况进行调整和维护。
机床高速电主轴原理与应用_杨军
机床高速电主轴原理与应用*杨军1,郭力1,卿红2(11湖南大学机械与汽车工程学院,长沙市410082;21湖南商学院计算中心)摘要:本文介绍了高速电主轴的工作原理和基本结构,同时着重介绍了高速电主轴的轴承,最后分析了高速电主轴的驱动和冷却润滑方式,综述其应用及发展前景。
关键词:主轴;轴承;润滑;机床中图法分类号:TH13312文献标识码:A文章编号:1001-3881(2001)4-043-20前言随着新世纪的到来,现代机械制造工业向高精度、高速度、高效率的方向飞速发展,对加工机床提出了更高要求。
这就需要可以高速运转的主轴部件系统)))高速主轴单元。
电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点,可以减少齿轮传动,简化机床外形设计,易于实现主轴定位,是高速主轴单元中一种理想结构。
现代的高速电主轴是一种智能型功能部件,它的种类多,应用范围日益广泛。
对电主轴的要求,来自以下几方面:(1)当前最盛行的工艺)))高速切削的需求。
(2)竞争日益剧烈的机床市场的需求,要求主轴的模块化和结构简化。
(3)加工复杂曲面的要求,需求有电主轴这样结构紧凑、占空间小的主轴部件。
1电主轴的基本结构和工作原理高速主轴单元是高速加工机床最为关键的部件。
高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴。
不同类型输出功率相差较大,高速加工机床主轴需在极短的时间内实现升降速,并在指定位置快速准停。
这就要求主轴有很高的角减速度和角加速度。
如果通过皮带等中间环节,不仅会在高速状态下打滑、产生振动和噪声,而且增加转动惯量,给机床快速准停造成很大困难。
目前,多数高速机床主轴采用内装式主轴电机一体化的主轴单元,即所谓内装式电机主轴(B uild-in Motor Spindle),简称/电主轴0。
它采用无外壳电机,将带有冷却套的电机定子装配在主轴单元的壳体内,转子和机床主轴的旋转部件做成一体,主轴的变速范围完全由变频交流电机控制,使变频电机和机床主轴合二为一。
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。
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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。
电主轴冷却方式
电主轴冷却方式高速电主轴在工作时,内装电机和滚动轴承在转动的过程中将产生大量的热,由于电主轴结构紧凑、空隙较小、自发散热效果较弱,如果热量得不到及时的散发,会导致电主轴内部零件之间产生不同程度的热膨胀,从而影响电主轴刚度和加工精度等性能参数,更会严重影响主轴的使用寿命。
下面介绍两种高速电主轴常见的冷却方式。
对于电主轴的整体冷却,通常有液体冷却和空气强制冷却两种方式。
(1)液体冷却是指在电主轴的内部设计冷却水循环,在外部配备相应的冷却机,使冷却液体在主轴内部循环带走内部热量。
这种冷却方式的优点设计简单可靠,冷却效果较为明显,缺点是对主轴轴芯的冷却效果比较差,冷却机的成本比较高。
(2)空气强制冷却是指在电主轴的壳体与电机定子之间设计一个强制对流的通道,电机的发热量通过热传导进入到强制对流区,最后把热量带入空气中,实现电主轴的恒温工作。
空气强制冷却具有无污染的特点。
如果使用静压气体轴承,可以利用静压气体轴承的气体在主轴内部循环带走一部分电机的热量。
对电主轴进行冷却散热很有必要,尤其是进入高温天气内,如果大家在应用过程中发现电主轴出现过热情况,这时就要考虑是不是要采取散热措施了,不要让电主轴过热情况下运转,进而影响使用寿命。
高速轴承技术:电主轴通常采用复合陶瓷轴承,耐磨耐热,寿命是传统轴承的几倍;有时也采用电磁悬浮轴承,或静压轴承,内外圈不接触,理论上寿命无限长。
高速电机技术:电主轴是电机与主轴融合在一起的产物,电机的转子即为主轴的旋转部分,理论上可以把电主轴看作一台高速电机,其关键技术是高速度下的动平衡。
润滑:电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑;也可以采用脂润滑,但相应的速度要打折扣。
所谓定时,就是每隔一定的时间间隔注一次油,所谓定量,就是通过一个叫做定量阀的器件,精确地控制每次润滑油的注油量。
而油气润滑,指的是润滑油在压缩空气的携带下,被吹入陶瓷轴承。
油量控制很重要,太少,起不到润滑作用;太多,在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。
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。
高速动车组轴承的润滑与润滑剂分析
高速动车组轴承的润滑与润滑剂分析引言:高速动车组作为现代铁路交通的重要组成部分,其性能和可靠性对于乘客的舒适与安全至关重要。
轴承作为动车组重要零部件之一,其润滑与润滑剂的选择和使用对于保障轴承正常运行起着至关重要的作用。
本文将对高速动车组轴承的润滑与润滑剂进行详细分析,以确保动车组的正常运行。
一、高速动车组轴承的润滑原理润滑是轴承运转过程中起着降低摩擦、减少磨损和延长使用寿命的重要作用。
高速动车组轴承的润滑原理可以归纳为两种:边沿润滑和中心润滑。
1.1 边沿润滑边沿润滑是指在轴承工作过程中,在滚子和滚道的垂直面上形成一层薄膜的润滑方式。
当轴承运转速度较高时,润滑薄膜能够承受较大的载荷,减少轴承的摩擦和磨损。
边沿润滑的机理主要是通过润滑脂在滚子和滚道间形成薄膜,并且不易流失,起到减摩和密封作用。
1.2 中心润滑中心润滑是指通过轴承内部的润滑脂或润滑油供给系统,将润滑剂直接输送到轴承内部进行润滑的方式。
中心润滑的作用是在高速运转中,能够将润滑剂均匀输送至轴承各触摸点,有效降低轴承的摩擦和磨损。
二、高速动车组轴承润滑剂的选择为了保障轴承运转的平稳和可靠,润滑剂的选择至关重要。
在选择润滑剂时,应综合考虑轴承的工作环境、工作温度、工作速度和轴承的类型等因素。
2.1 润滑脂润滑脂作为一种粘度较高的润滑剂,其优点是能够长时间保持在润滑部位,减少润滑剂的频繁添加,相对稳定的温度性能和良好的密封性能。
对于高速动车组轴承,润滑脂能够在较高速度下形成稳定的边沿润滑膜,减少轴承摩擦和磨损。
2.2 润滑油润滑油具有较低的粘度,能够较好地满足高速动车组对于低摩擦和低磨损的要求。
润滑油在轴承上的边沿润滑效果较好,但由于粘度较低,其在高速运行时易于流失,因此需要合理设计润滑系统,保证油膜的稳定性和补给的可靠性。
2.3 润滑剂选择的注意事项在选择润滑剂时,需要特别注意以下几点:首先,根据轴承所处的工况环境,选择具有良好工作性能的润滑剂;其次,根据轴承的类型和应用条件,选择适合的润滑剂,如高温环境下可选择耐高温润滑剂;最后,定期进行润滑剂的检测和更换,确保润滑剂的性能满足要求。
电主轴轴承油气润滑试验分析
a u t fol a n vb a in,vb a in sa i t n e e au e rs r n lz d b x e i n s h e u t h w mo n i —g so ir t o o i r t t b l y a d t mp r t r e a e a ay e y e p r o i i me t.T e r s l s o s
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
Ex e i e a n l ss o l— Ga br c to o e t i p nd e Be r ng p r m nt lA a y i n Oi — s Lu i a i n f r El c rc S i l a i s
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。
油气润滑系统-中文(标准)
西技联贸易(北京)有限责任公司
Tel: 010-8496 5459 地址 : 北京市 朝阳区 北苑 清友园 9-2501,邮编: 100012 Fax: 010-8496 5460 E-mail: sales@
目 录
系统描述 ......................................................................................................................................................... 3 系统组成: ..................................................................................................................................................... 5 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 油位传感器 ..................................................................................................................................... 5 油箱 ................................................................................................................................................. 5 机箱 ................................................................................................................................................. 6 空气过滤器 ..................................................................................................................................... 6 空气压力开关(压力继电器) ..................................................................................................... 6 压力控制阀 ..................................................................................................................................... 6 电磁阀 ............................................................................................................................................. 6 微型泵 ............................................................................................................................................. 7 油气集流腔 ..................................................................................................................................... 8
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随着轴承加工行业对磨用电主轴高转速的日 益追求, 电主轴对主轴轴承的质量要求也越来越 高。这样一方面刺激轴承行业开发生产更加适合 高速、 超高速运转的陶瓷球主轴轴承, 另一方面也 期待通过润滑方式的改善来提高主轴轴承的极限 转速。近年来, 日渐风行的油气润滑技术, 可使电 主轴轴承具有极限转速高、 温升低和寿命长等优 点, 是高速、 超高速电主轴轴承最理想的润滑方 式。
本文链接:/Periodical_zc200303008.aspx
高速电主轴轴承的油气润滑及其应用
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 杨柳欣, 李松生 洛阳轴承研究所,河南,洛阳,471039 轴承 BEARING 2003(3) 12次
参考文献(2条) 1.李松生 高速主轴轴承油气润滑应用试验[期刊论文]-润滑与密封 1996(03) 2.张松 高速主轴轴承的油--气集中润滑系统[期刊论文]-制造技术与机床 2000(04)
[!] 同的轴承来说, 该趋势具有共性。有文献介绍 ,
#
油气润滑技术的主要特点
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: (!) 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。 万方数据 因为油雾可以任意扩散, 几乎不可能对单个
可以用以下公式近似计算轴承所需要的润滑油用 量。 式中 $ $ 7 %!& 供油量, 88$ *9 (!)
(编辑: 张 葵)
$
洁净度与钢球成品清洗
万方数据 钢球在整个加工过程中, 洁净度对高精度精
・ #% ・
《轴承》 #++$ 0 : 0 +$
轴承定量供油, 而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 !*!+。 (#) 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, 形不成良好的润滑条件, 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。 ($)油气润滑可使轴承温升减小, 因而可使 主轴轴承 !" # 值更高。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 可以比油雾润滑外圈温升降低 , - !’ . ; 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 #&/ 以上。
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轴承 5>?,./@
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高速电主轴轴承的油气润滑及其应用
杨柳欣, 李松生
(洛阳轴承研究所, 河南 洛阳 $0#1"2)
摘要: 油气润滑是轴承润滑的理想方式, 在高速电主轴行业, 油气润滑技术以其众多的优点成为高速主轴轴承 润滑方式的首选。本文以高速电主轴的实际应用阐述油气润滑的优越性及其如何合理应用。 关键词: 油气润滑; 高速电主轴; 主轴轴承 中图分类号: 34#"" + "" 文献标识码: 5 文章编号: (&11") #111 6 "07& 1" 6 11&" 6 1"
[#] 轴承) 所需油量 。在试验中根据轴承的润滑油
(
结束语
实践证明, 油气润滑是高速、 超高速电主轴轴
承的最佳润滑方法, 随着环保的要求和人们对该 技术认识的深化, 会逐步替代油雾润滑。但是, 由 于轴系结构差别较大, 轴承排列形式各种各样, 如 何更加合理的使用油气润滑装置和油气润滑技 术, 还需在实践过程中进一步探索和研究。 参考文献:
[#] 张 松等 " 高速主轴轴承的油 : 气集中润滑系统 [ ;] ,() " 制造技术与机床, 0!!!( " [0] 李松生等 " 高速主轴轴承油气润滑应用试验 [ ;] "润 滑与密封, ,’) : #<<3( 03 : 01 " (编辑: 张 葵)
膜电阻和轴承外圈温升调节供油间隔, 在油膜电 阻和轴承外圈温升均较为理想时, 根据油气润滑 系统特性计算出的耗油量为 ( #) 式计算值的 #!! 倍以上。因此, 对于高速、 超高速电主轴轴承来 说, 所需的润滑油量需根据油路设计状况、 轴承形 式和油品特性由经验和试验确定, (#) 式在此处已 经失去了实际指导意义。 ’"0 油路及供油方式设计 由于油气润滑每次仅有很少量的润滑剂进入 轴承摩擦部位, 为了使高速主轴轴承达到理想的 万方数据 润滑状态, 油路及供油方式的设计非常严格。高
图’
轴承温升、 摩擦转矩与供油量 的关系
矩
图4
主轴轴承供油方式
’"’
其他注意事项 油气润滑装置对油品、 压缩空气和过渡管有
些特殊的要求, 禁止使用含有二硫化钼添加剂的 润滑油, 因为这种润滑油中的二硫化钼会停留在
图( )*!!#+ 轴承在 #!! !!! ,%$-. 下供油 量与温升的关系
喷嘴内孔处, 从而阻塞喷嘴。压缩空气必须经过 过滤和干燥, 为了保证通过轴承部位的空气流量, 轴承喷嘴部位的气压不得低于 ! " #4 895。为了得 到稳定的 “油 7 气” , 在润滑装置和主轴油接嘴之 间应保持至少 # $ 长的光滑尼龙管 (管径 !0 / ( , 推荐使用管子长度 ( / 4 $。 $$)
引证文献(12条) 1.俞洪飞 油气润滑在高速电机中的应用[期刊论文]-大众科技 2010(6) 2.王保民.胡赤兵.孙建仁.刘洪芹 高速电主轴热态特性的ANSYS仿真分析[期刊论文]-兰州理工大学学报 2009(1) 3.魏联华 述宫密封技术在煤机行业数控改造中的应用研究[期刊论文]-煤矿机械 2009(5) 4.陈瑞华 电主轴技术在机床数控改造中的应用研究[期刊论文]-煤矿机械 2009(4) 5.于子良 数控机床电主轴设计的若干问题及探讨[期刊论文]-装备制造技术 2008(5) 6.闫大鹏.吴玉厚.张柯 高速电主轴轴承油气润滑系统的研究[期刊论文]-机械工程与自动化 2006(1) 7.谢军.蒋书运.王兴松.冯一东 高速滚动轴承油气润滑试验研究[期刊论文]-润滑与密封 2006(9) 8.储开宇 数控高速电主轴技术及其发展趋势[期刊论文]-机床与液压 2006(10) 9.吴建荣 油气润滑系统及其在热轧平整机中应用的研究[学位论文]硕士 2006 10.张耀满 高速机床若干关键技术问题研究[学位论文]博士 2006 11.徐永向 单霍尔传感器高速永磁同步电机的控制与转子损耗研究[学位论文]博士 2005 12.温建立 高速电主轴动力学特性研究[学位论文]硕士 2004
(空 ! " 气源; # " 气 压 控 制 阀; $ " 压力开关 (油) ; 气) ; % " 混合阀; & " 油箱; ’ " 压力开关 ( " 柱塞泵 ) 分配器
油气润滑对环境无污染或少污染。由于 (%) “油 ) 气” 通过轴承之后排出的基本是压缩空气, 本身不含油品或含油量极少, 较之油雾润滑, 更利 于操作者健康。 (&) 由于轴承内部不断有新鲜润滑油补充和 新鲜空气流出, 外来杂质很难进入, 内部污物也易 排出, 因而可以提高轴承的使用寿命。
图!
油气润滑的原理
$
$0!
图# 尼龙管中的油气状态
油气润滑在高速电主轴中的应用
润滑油量的选用 润滑油量一直是轴承使用者非常关心的问
题, 123 公司给出摩擦转矩和双列圆柱滚子轴承 气” , 油气输送管内观察到的状态如图 # 所示。可 以看出, 微小油滴沿管壁波状分布, 油和气实际上 是呈分离状态的, 并且由流动的压缩空气带着管 壁上波状分布的润滑油一起连续不断地向前输 送。 的温升与所需润滑油量的定性关系, 如图 $ 所示。 从图中可以看出, 使摩擦转矩和轴承温度达到最 佳数值时所需的油量是比较少的。过多的润滑油 只能增加轴承的搅油损耗而使轴承温升增大。图 中阴影部分为最佳供油区域。图 % 是我们实测的 主轴轴承 4(++!56 外圈温升与供油量的关系曲 线, 该曲线与图 $ 的曲线非常相似, 这说明对于不
杨柳欣等: 高速电主轴轴承的油气润滑及其应用
・ 04 ・
! " #
系数, ! " !#$$%& 轴承内径, $$ 轴承宽度, $$
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 45 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 46 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 中气体的出 的光滑过渡。同时, 要保证 “油 7 气” 口畅通。
实际供 油 量 可 在 此 数 值 基 础 上 扩 大 ( / 0! 倍, 但 (#) 式没有考虑轴承的类型和转速的影响。 显然, 轴承在速度因数高时所需的油气量应该比 速度因数低时要多。在电主轴的实际应用中, 所 用主轴轴承主要是角接触球轴承, 而且所用轴承 的 "$ % 值在 (# " ’ / # " 1) ・ 加上此类 2 #!3 $$ ,%$-., 轴承具有油液自动传输功能, 所需油量远大于不 具有油液自动传输功能的轴承 (如双列圆柱滚子
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 理地选择工艺参数 (主要指根据不同的钢球研磨 密钢球的影响愈来愈被高度重视, 批量生产 !" 状态, 所必须具备的操作技能与工装调整技术) , 钢球更是如此。首先钢球工序间流转的洁净度, 形成了精研 (!) 加工三要素中的另一要素。这个 要素是提高钢球成品质量最终达到符合 !" 标准 要求的重要手段。由于精研 ( !) 加工操作者的技 术素质、 个人的操作经验不一, 因此, 在选择各项 工艺参数时也不相同, 一般选取的原则是: 工作压 力与压沟、 窜沟的压 力 相 当, 如 钢 球 直 径 为 !#$ 工作压力选取 & ’ " (); 直径为 !* + * %%, 工 %%, 作压力选取 & + * ’ " (); 直径为!" + * %% 工作压力 选取 # + * ’ & + * ()。转速一般是球直径大的可选 取转速低一些, 球直径小的可选取转速略高一些。 如!#$ %% 的钢球工作速度为 &* ’ "* ,-%./, !* + * %% 的钢球工作速度为 "* ’ $* ,-%./。压力和转速 一定要视其加工状况随时进行调整。 特别是精研工序前的待加工钢球如清洗不干净, 前工序的粗大磨粒及其杂质带到精研工序, 将造 成钢球表面划伤, 延长精研周期, 使钢球尺寸消耗 过大, 引起沟道曲率的变化, 致使钢球达不到应该 达到的各项指标。其次, 精研车间环境洁净度不 好, 空气中的粉尘在精研加工过程中会直接影响 加工钢球的表面质量。 钢球成品的清洗方法是决定已达到合格精度 的钢球能否能保持其良好的表面质量状态的关键 一环, 如清洗方法不当、 控制措施不力, !" 钢球精 度很难达到标准要求。为此, 必须从钢球卸车开 始控制, 轻拿轻放, 避免从高处落下。钢球清洗所 经过的渠道表面应采用海棉或毛毡等软质材料, 轻洗轻擦, 避免碰撞, 以保护其高精度和良好的表 面质量。