數(shù)控機(jī)床的稀油潤滑系統(tǒng)

張來民

摘 要：數(shù)控機(jī)床是機(jī)械加工所必需的自動化設(shè)備，被稱為工業(yè)母機(jī)，而其正常的運行離不開稀油潤滑系統(tǒng)的呵護(hù)，良好的潤滑能夠減少運動部件的磨損，保證機(jī)床的精度并延長機(jī)床的使用壽命。一般來說數(shù)控機(jī)床的潤滑分為稀油潤滑、油脂潤滑和油氣潤滑，該文以數(shù)控機(jī)床的稀油潤滑系統(tǒng)為對象，分析了稀油潤滑系統(tǒng)的形式和應(yīng)用，說明潤滑油的選擇原則，希望能為相關(guān)設(shè)計人員選擇機(jī)床稀油潤滑系統(tǒng)提供幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；稀油潤滑系統(tǒng)；潤滑油選擇

中圖分類號： TG659 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

所謂的潤滑是指在機(jī)械設(shè)備摩擦副的相對運動表面加入潤滑劑，以形成并保持一層油膜的方式。良好的潤滑能夠起到降低摩擦阻力、減少表面磨損、降溫冷卻、防止腐蝕、減震及密封等作用。數(shù)控機(jī)床作為一種自動化設(shè)備，不論是傳遞動力的齒輪箱，還是傳遞運動的各伺服軸都需要潤滑系統(tǒng)的支持，為了適應(yīng)現(xiàn)代自動化的生產(chǎn)要求，其潤滑系統(tǒng)也必定是一種集中的自動化系統(tǒng)，除了定時添加潤滑油外，能夠盡量減少人工的維護(hù)、保養(yǎng)，提高生產(chǎn)效率。下面我們就來分析以下2種數(shù)控機(jī)床常用的潤滑形式。

1 數(shù)控機(jī)床齒輪箱的潤滑

齒輪箱作為數(shù)控機(jī)床重要的傳動機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒅麟姍C(jī)的動力通過多級齒輪傳遞給主軸，以實現(xiàn)對工件的切削加工，機(jī)床帶變擋機(jī)構(gòu)的齒輪箱能兼具高轉(zhuǎn)速和大扭矩，其運行的可靠性和穩(wěn)定性直接影響著機(jī)床的品質(zhì)。齒輪箱內(nèi)的各級齒輪及軸承都是需要稀油潤滑的，不僅要在齒輪接觸面形成油膜保護(hù)，還要通過稀油的循環(huán)流動帶走軸承及齒輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。齒輪箱潤滑是一個循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)使用情況也分為自循環(huán)系統(tǒng)和外循環(huán)系統(tǒng)2種。作為齒輪箱的潤滑系統(tǒng)，需要在機(jī)床開機(jī)時給齒輪箱內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)提供持續(xù)的潤滑及冷卻。

一種是自循環(huán)系統(tǒng)，齒輪箱的底部為一定容積的密封油箱，安裝在齒輪箱外部的油泵抽取底部油箱的潤滑油，再從齒輪箱頂部的分油器噴出，通過各支路噴淋在齒輪接觸點或軸承滾動體上，再由重力流回底部油箱，形成循環(huán)。注意在泵的進(jìn)口需加濾油器，而出口需加流量檢測開關(guān)，在循環(huán)中斷時能及時報警。此種循環(huán)系統(tǒng)潤滑油靠自然冷卻，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠；缺點是無主動冷卻裝置，適用于環(huán)境溫度不高、主軸轉(zhuǎn)速不高的使用環(huán)境。其原理圖如圖1所示。

另一種是外循環(huán)系統(tǒng)，即機(jī)床單獨配置帶油箱的油冷卻機(jī)，并且要求是雙泵型號的。油冷機(jī)的出油泵把油箱里的潤滑油打入齒輪箱頂部的分油器，通過各支路噴淋在齒輪接觸點或軸承滾動體上，滴落在變速箱底的潤滑油則被油冷機(jī)回油泵通過連接變速箱底的膠管吸回油箱，形成循環(huán)。一般油冷機(jī)帶有過濾裝置，可額外在潤滑終端附近管路增加流量檢測裝置，檢測潤滑是否充分。此種潤滑形式的優(yōu)點是有主動冷卻裝置，能夠保證潤滑油帶走更多熱量，適合環(huán)境溫度較高或主軸轉(zhuǎn)速較高的環(huán)境；缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，變速箱與油冷卻機(jī)距離較遠(yuǎn)、管線較長；而且出油泵和回油泵流量要調(diào)整匹配，如果回抽不及時，會使變速箱內(nèi)液面升高淹沒主軸，沖掉主軸軸承潤滑脂，造成主軸的損傷；如果回抽過快造成空吸，影響泵的壽命。所以此種潤滑形式在使用的時候，要注意油冷機(jī)雙泵的匹配，并且在變速箱上設(shè)置泄油口，保證箱內(nèi)液面在接近主軸處即泄漏掉。

2 數(shù)控機(jī)床絲杠、導(dǎo)軌的潤滑

絲杠、導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床最常用的運動部件，現(xiàn)在一般都是使用集中潤滑系統(tǒng)對其進(jìn)行潤滑。其潤滑系統(tǒng)一般由以下部分組成：1）潤滑泵-提供循環(huán)所需動力；2）分配元件-按需要定量分配潤滑油；3）控制系統(tǒng)-由電子程控器和壓力開關(guān)、液位開關(guān)等控制元件組成。

控制潤滑泵按設(shè)定的周期工作，對潤滑泵的開、關(guān)機(jī)進(jìn)行控制，對系統(tǒng)壓力、液位進(jìn)行監(jiān)控和反饋。

按照潤滑系統(tǒng)分配元件不同可分為單線阻尼系統(tǒng)、容積式潤滑系統(tǒng)和遞進(jìn)式潤滑系統(tǒng)。

（1）單線阻尼潤滑系統(tǒng)是一種低壓潤滑系統(tǒng)，工作壓力為0.17 MPa～2.5 MPa，可通過計量件按比例分配油量，一般采取周期性潤滑。其結(jié)構(gòu)簡單、操作維護(hù)方便。一般用于結(jié)構(gòu)簡單、功能較少、要求不高的專用機(jī)床。

（2）容積式潤滑系統(tǒng)是一種周期自動集中潤滑系統(tǒng)，工作壓力為1.75 MPa～3.5 MPa，可按需對各潤滑點精確的定量供油。其供油量精確，可對系統(tǒng)壓力進(jìn)行檢測、供油可靠。適用性較廣，可廣泛使用在數(shù)控機(jī)床上。

（3）遞進(jìn)式潤滑系統(tǒng)是一種按設(shè)定順序?qū)櫥c進(jìn)行潤滑的自動系統(tǒng)，工作壓力為1 MPa～40 MPa，通過遞進(jìn)式油量分配器中一系列活塞按順序做差動往復(fù)運動，使各潤滑點按設(shè)定順序依次出油，出油量取決于分配器中的活塞行程和截面積，系統(tǒng)配備堵塞報警器，實現(xiàn)對潤滑點供油情況的監(jiān)控。其注油量精確，易于測定故障點，易于維修替換油量分配器。適用于自動化要求高，控制精確的機(jī)床設(shè)備。

此類集中潤滑系統(tǒng)能實現(xiàn)對導(dǎo)軌、絲杠自動周期性的定量潤滑，從而保證運動精度，延長運動部件的使用壽命。一般設(shè)計時按照潤滑量進(jìn)行計算潤滑泵運行的間隔時間，以及潤滑泵在每個間隔需要持續(xù)工作的時間，并根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。由于是開放式的潤滑系統(tǒng)，在潤滑過程中注入導(dǎo)軌、絲杠等執(zhí)行元件的潤滑油，最終都會排入機(jī)床內(nèi)部，隨排屑系統(tǒng)進(jìn)入排屑器或者水箱，需要注意對潤滑油廢液的收集和分離，避免產(chǎn)生環(huán)境污染。

另外對潤滑油的選擇，也要遵循下列原則：

1）對于負(fù)荷大的情況，需要選擇黏度大、極壓性良好的潤滑油；負(fù)荷小時，則選黏度低的潤滑油；沖擊較大的場合，也應(yīng)選擇黏度大、極壓性好的潤滑油。

2）對于運動速度高的情況，選擇低黏度潤滑油，運動速度低可選黏度大一些的潤滑油。

3）環(huán)境溫度低，選黏度和凝點較低的潤滑油，反之可以選擇高一些的；工作溫度高，則選黏度較大、閃點較高、氧化安定性好的潤滑油；溫度變化范圍大的，要選用粘溫特性好的潤滑油。

4）環(huán)境濕度大及與水接觸的工況條件，常常由于混入冷卻液而使油品乳化及變質(zhì)、機(jī)件生銹等，使橡膠密封件膨脹變形，使零件表面油漆涂層氣泡、剝落，此種情況應(yīng)選擇抗乳化性較強(qiáng)、油性和防銹性能較好的潤滑油。所以按照實際使用工況選擇潤滑油，也能起到事半功倍的效果。

3 結(jié)論

可見，稀油潤滑系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床整機(jī)中占有十分重要的位置，對于提高機(jī)床加工精度、延長機(jī)床使用壽命等都有著十分重要的作用。所以在設(shè)計時需要根據(jù)實際使用條件、使用環(huán)境等綜合考慮，選擇合理的潤滑形式以及相適應(yīng)的潤滑油，實現(xiàn)對運動部件提供穩(wěn)定、可靠、持續(xù)的潤滑。

參考文獻(xiàn)

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