CN103350237B - 一种主轴结构的油气润滑管路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主轴结构的油气润滑管路，每组轴承分别对应设置有至少一组进油管路，各组进油管路的终端对准所述轴承的内环，每组轴承对应设置有三组进油管路，三组所述进油管路间互成120°。通过在每组轴承上对应设置多组进油管路，且将多组进油管路均匀分布设置，保证主轴结构的均匀润滑，提高散热效率。此管路结构适应主轴高速五轴精密立式加工中心的使用，能有效保证润滑油可以以小剂量多次数的方式连续输送，使轴承始终处于最佳的润滑状态。同时，可形成具有一定承载能力的润滑油膜，具有优良的减摩作用。此外，通过采用油气润滑方式，压缩空气能使轴承更好地散热，使得轴承的能有效冷却。

Description

一种主轴结构的油气润滑管路
技术领域
本发明属于机械设备润滑技术领域，具体涉及一种主轴结构的油气润滑管路。
背景技术
高速五轴精密立式加工中心主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，使主轴部件从机床的传动***和整体结构中相对独立出来，具有结构紧凑、转速高、重量轻、惯性小、响应快及功率大等优点，同时易于实现主轴快速定位。
采用BT50主轴锥孔的立式加工中心的主轴轴肩直径大，其主轴结构在高速旋转时很容易因主轴制造、安装的偏心及加工过程的载荷而对主轴支撑轴承施加周期性作用力，从而导致主轴轴承很严重的发热、磨损。如果散热不好则会使主轴温升而轴向拉长，这反过来又影响了主轴轴承的预紧力，这就使主轴及主轴轴承的发热问题更加严重，甚至损坏主轴轴承。这也是造成此种主轴结构难以实现高速运转而又保持良好的精度的主要原因。
传统的润滑方式，如脂润滑、飞溅润滑、油雾润滑、循环润滑等润滑方式均不适应高速主轴对润滑的要求，而油气润滑则更加适应高速主轴轴承的润滑油量、润滑油粘度等要求。目前，传统的高速立式加工中心电主轴轴承的油气润滑管路为单组润滑方式，该方式不能有效对轴承进行润滑，轴承的发热量大，产生的热量也不能通过润滑有效散掉，最终影响主轴精度。
鉴于以上问题，为适应油气润滑装置在BT50主轴高速五轴精密立式加工中心的应用，有必要提出一种新型油气润滑管路结构，有效保证轴承始终处于最佳的润滑状态，同时能够形成具有一定承载能力的润滑油膜，保证具有优良的减摩作用；另外，能使轴承更好地散热，使得轴承能有效冷却，提高主轴精度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种主轴结构的油气润滑管路，以适应主轴高速五轴精密立式加工中心的应用，使得轴承始终处于最佳的润滑状态，同时能够形成具有一定承载能力的润滑油膜，具有优良的减摩作用；另外，能使轴承更好地散热，使得轴承能有效冷却，提高主轴精度。
根据本发明的目的提出的一种主轴结构的油气润滑管路，开设于轴承座上，所述主轴结构包括主轴与至少两组轴承，每组所述轴承分别对应设置有至少一组进油管路，各组进油管路的终端对准所述轴承的内环，每组轴承所对应的多组进油管路以所述主轴轴心线为中心呈环形阵列分布设置。
优选的，每组所述轴承对应设置有三组进油管路，三组所述进油管路间互成120°。
优选的，所述主轴结构包括两组前端轴承与两组后端轴承。
优选的，所述两组前端轴承的进油管路间互成60°夹角，所述两组后端轴承的进油管路间互成60°夹角。
优选的，所述进油管路分别包括水平进油管路、垂直进油管路、以及与所述轴承内环接触的倾斜进油管路。
优选的，两组前端轴承间与两组后端轴承间分别设置有隔环，前端轴承的前端与后端轴承的后端均设置有压盖，且所述后端轴承的前端设置有密封环。
优选的，前一组前端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路与垂直进油管路，以及开设于前端的压盖上的压盖进油管路，或开设于隔环上的隔环进油管路，所述压盖进油管路或隔环进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路；后一组前端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路、垂直进油管路以及开设于所述隔环上的隔环进油管路；所述隔环进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路。
优选的，前一组后端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路与垂直进油管路，以及开设于所述密封环上的密封环进油管路，或开设于隔环上的隔环进油管路，所述密封环进油管路或隔环进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路；后一组后端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路与垂直进油管路，以及开设于所述隔环上的隔环进油管路，或开设于后端的压盖上的压盖进油管路，所述隔环进油管路或压盖进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路。
优选的，所述进油管路终端与所述轴承内环呈15-30°夹角。
与现有技术相比，本发明公开的主轴结构的油气润滑管路的优点是：通过在每组轴承上对应设置多组进油管路，且将多组进油管路均匀分布设置，保证主轴结构的均匀润滑，提高散热效率。此管路结构适应主轴高速五轴精密立式加工中心的使用，能有效保证润滑油可以以小剂量多次数的方式连续输送，使轴承始终处于最佳的润滑状态。同时，可形成具有一定承载能力的润滑油膜，具有优良的减摩作用。此外，通过采用油气润滑方式，压缩空气能使轴承更好地散热，使得轴承的能有效冷却。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的前端轴承润滑管路图。
图2为本发明公开的后端轴承润滑管路图。
图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：
1、主轴2、前轴承座3、前端轴承4、前端压盖5、隔环6、后轴承座7、后端轴承8、后端压盖9、密封环
11、水平进油管路12、垂直进油管路13、倾斜进油管路14、压盖进油管路15、隔环进油管路16、密封环进油管路
具体实施方式
传统的润滑方式不适应高速主轴对润滑的要求，而油气润滑则更加适应高速主轴轴承的润滑油量、润滑油粘度等要求。目前，传统的高速立式加工中心电主轴轴承的油气润滑管路为单组润滑方式，该方式不能有效对轴承进行润滑，轴承的发热量大，产生的热量也不能通过润滑有效散掉，最终影响主轴精度。
本发明针对现有技术中的不足，本发明提供了一种主轴结构的油气润滑管路，以适应主轴高速五轴精密立式加工中心的应用，使得轴承始终处于最佳的润滑状态，同时能够形成具有一定承载能力的润滑油膜，具有优良的减摩作用；另外，能使轴承更好地散热，使得轴承能有效冷却，提高主轴精度。
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，一种主轴结构的油气润滑管路，开设于轴承座上，主轴结构包括主轴1与至少两组轴承，每组轴承分别对应设置有至少一组进油管路，各组进油管路的终端对准轴承的内环，每组轴承所对应的多组进油管路以主轴的轴心线为中心呈环形阵列分布设置。为了保证进油管路的终端对准内环，因此将进油管路的终端倾斜设置。通过将多组进油管路均匀分布设置，保证主轴结构的均匀润滑，提高散热效率。
每组轴承对应设置有三组进油管路，三组所述进油管路间互成120°角分布。其中，通过实验得出，三组进油管路的均匀设置实现了在保证润滑效果与散热效率的前提下，较少的使用进油管路的目的，成本较低。
此外，除采用三组进油管路外，每组轴承还可对应设置2组、4组不等的进油管路，具体根据使用情况而定，在此不做限制。
主轴结构包括对称设置的两组前端轴承3与两组后端轴承7。前端轴承3中两组轴承的进油管路互成60度夹角，后端轴承7中两组轴承的进油管路互成60度夹角。进油管路中互成夹角的度数根据进油管路的组数而定，具体不做限制。
进油管路分别包括水平进油管路、垂直进油管路、以及与轴承内环接触的倾斜进油管路。除采用水平或垂直等进油管路外还可为直接一体成型曲线管路，但由于曲线管路一般较难加工，因此在日常使用时并不采用。
两组前端轴承3间与两组后端轴承7间分别设置有隔环5，前端轴承3的前端与后端轴承7的后端均设置有压盖，分别为前端压盖4与后端压盖8，且后端轴承的前端设置有密封环9。
前一组前端轴承A处的进油管路包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路11、垂直进油管路12以及开设于前端压盖4上的压盖进油管路14，压盖进油管路前端还连接有倾斜指向轴承内环的倾斜进油管路13，油气由I处进入。通过将进油管路的终端倾斜设置，确保进油管路口对准轴承内环，保证润滑油的有效利用。其中，还可在隔环上的开设隔环进油管路，隔环进油管路一端与轴承座上的垂直进油管路12相通，另一端连接有倾斜进油管路，实现对轴承A的润滑。
后一组前端轴承B处的进油管路包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路11、垂直进油管路以及开设于隔环5上的隔环进油管路，隔环进油管路与轴承内环间还连接有倾斜指向轴承内环的倾斜进油管路，通过将进油管路的终端倾斜设置，确保进油管路口对准轴承内环，保证润滑油的有效利用。其中轴承B对应的进油管路中的垂直进油管路、隔环进油管路与倾斜进油管路在图中均未示出。
前一组后端轴承C处的进油管路包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路11、垂直进油管路12以及开设于密封环9上的密封环进油管路16；密封环进油管路16前端还连接有倾斜指向轴承内环的倾斜进油管路13，通过将进油管路的终端倾斜设置，确保进油管路口对准轴承内环，保证润滑油的有效利用。其中，还可在隔环上的开设隔环进油管路，隔环进油管路一端与轴承座上的垂直进油管12相通，另一端连接有倾斜进油管路，实现对轴承C的润滑。
后一组后端轴承D处的进油管路包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路11、垂直进油管路12以及开设于隔环5上的隔环进油管路15；隔环进油管路15前端还连接有倾斜指向轴承内环的倾斜进油管路13，通过将进油管路的终端倾斜设置，确保进油管路口对准轴承内环，保证润滑油的有效利用。其中，还可在后端压盖上开设压盖进油管路，压盖进油管路一端与轴承座上的垂直进油管路12相通，另一端连接有倾斜进油管路，实现对轴承D的润滑。具体实施方式不做限制。
进油管路终端与轴承内环呈15-30°夹角。其中夹角度数为15°、17°、19°、21°、23°、25°、27°、29°、30°等，具体根据需要而定，在此不做限制。
本发明公开了一种主轴结构的油气润滑管路，通过在每组轴承上对应设置多组进油管路，且将多组进油管路均匀分布设置，保证主轴结构的均匀润滑，提高散热效率。此管路结构适应主轴高速五轴精密立式加工中心的使用，能有效保证润滑油可以以小剂量多次数的方式连续输送，使轴承始终处于最佳的润滑状态。同时，可形成具有一定承载能力的润滑油膜，具有优良的减摩作用。此外，通过采用油气润滑方式，压缩空气能使轴承更好地散热，使得轴承的能有效冷却。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种主轴结构的油气润滑管路，开设于轴承座上，其特征在于，所述主轴结构包括主轴与至少两组轴承，每组所述轴承对应设置有三组进油管路，三组所述进油管路间互成120°，各组进油管路的终端对准所述轴承的内环，每组轴承所对应的三组进油管路以主轴轴心线为中心呈环形阵列分布设置；所述进油管路终端与所述轴承内环呈15-30°夹角。
2.如权利要求1所述的主轴结构的油气润滑管路，其特征在于，所述主轴结构包括两组前端轴承与两组后端轴承。
3.如权利要求2所述的主轴结构的油气润滑管路，其特征在于，所述两组前端轴承的进油管路间互成60°夹角，所述两组后端轴承的进油管路间互成60°夹角。
4.如权利要求1所述的主轴结构的油气润滑管路，其特征在于，所述进油管路分别包括水平进油管路、垂直进油管路以及与所述轴承内环接触的倾斜进油管路。
5.如权利要求2所述的主轴结构的油气润滑管路，其特征在于，两组前端轴承间与两组后端轴承间分别设置有隔环，前端轴承的前端与后端轴承的后端均设置有压盖，且所述后端轴承的前端设置有密封环。
6.如权利要求5所述的主轴结构的油气润滑管路，其特征在于，前一组前端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路与垂直进油管路以及开设于前端的压盖上的压盖进油管路，或开设于隔环上的隔环进油管路，所述压盖进油管路或隔环进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路；后一组前端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路、垂直进油管路以及开设于所述隔环上的隔环进油管路；所述隔环进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路。
7.如权利要求5所述的主轴结构的油气润滑管路，其特征在于，前一组后端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路与垂直进油管路以及开设于所述密封环上的密封环进油管路，或开设于隔环上的隔环进油管路，所述密封环进油管路或隔环进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路；后一组后端轴承包括依次连通的设置于轴承座上的水平进油管路与垂直进油管路以及开设于所述隔环上的隔环进油管路，或开设于后端的压盖上的压盖进油管路，所述隔环进油管路或压盖进油管路与轴承内环间连接有倾斜进油管路。
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