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数控加工中心主轴轴承油气润滑机理研究-结论

本文参考了国内外关于油气润滑技术的各种研宄并且进行了实地调研。对油气润 滑系统工作原理进行研宄,分析了油气润滑机理;研宄了弹性流体动力润滑的润滑原 理,结合油气润滑的特殊性,推导出来油气润滑的润滑机理;应用热阻网络法对轴承 进行了油气润滑的热分析;并且通过试验进一步验证上述理论的正确性。本文在对数 控螺杆铣床主轴轴承油气润滑机理的研究中,通过对润滑系统的润滑机理、结构及油 气润滑参数获得了如下主要结论:

油气润滑系统的发展|加工中心

油气润滑起源于19世纪末,最早意义上的油气润滑系统是依靠高速蒸汽将润滑 油运送至摩擦表面来改善设备的摩擦状况[2()]。1950年,REBS(莱伯斯)的第一人 Alexander Rebs先生创造了润滑行业新的奇迹,成功地研制出了递进式分配器,这种 分配器不仅可以有效得节省分配润滑剂的时间,还可以将润滑油分配给多个润滑点, 且每个润滑点分配的润滑剂也可不同[21]。1960年以后,人们发现压缩空气可以代替 蒸汽,油气润滑系统的润滑原理有了基本的雏形[22]。

轴承的油气润滑机理研究|加工中心

对于滚动轴承的这类点接触机械零件,油膜形状和厚度、油膜中的压力分布、温 度场以及摩擦力等都直接影响到表面胶合、擦伤和接触疲劳失效[35]。所以,弹性流体 动力润滑原理是研宄滚动轴承润滑理论的根本,对轴承的润滑具有指导作用,合理使 用弹流润滑理论可以提高轴承使用寿命。

润滑理论的形成与发展|加工中心

经典流体润滑理论起源于1886年,从Reynolds提出Reynolds方程以来奠定了润 滑理论的基础,距今己有200多年的历史了[36]。起初,在进行理论研宄时由于科技发 展的限制,许多条件都是为了更利于分析进行了合理的简化和假设。随着科技的发展, 分析己经在基本模拟现实的基础之上进行。在润滑理论发展过程中每一次进步,都与 科学技术息息相关。科技的进步使理论得到升华,理论的发展又推动科技跃进,彼此 之间相互促进。润滑理论的发展过程大致上可分为3个时期。

轴承的热态特性分析|加工中心

如图3.1所示,在滚动轴承高速旋转时,轴承滚动体与轨道间摩擦力会随着转速 的增加而增大,导致轴承耗损加剧,直接造成轴承的磨损过度、点蚀、擦伤等问题, 使轴承的精度下降,使用寿命减小。摩擦力的增大,直接导致轴承发热量升高,使轴 承发生烧结现象,直接造成使用寿命缩短。轴承发热量的变大,直接导致轴承温度升 高,由于过度发热使轴承热变形量变大,使轴承精度降低,降低了轴承的使用寿命和 机械加工质量。

油气润滑技术在国外研宄现状|加工中心

润滑技术伴随着时代的进步和飞跃的科学技术水平得到了实质性的进步。西方 工业发展超越我们很长时间,因此世界上响负盛名的润滑公司都是外国的,如意大利 的DROPSA、德国的WOERNER和REBS〇德国REBS在润滑世界中占至IJ了顶端, 许多国外的其他公司同样具有领先的技术和丰富的经验。目前,专家们认定了******的 绿色节能型润滑方式为油气润滑,因其最小的投资和最顶端的润滑技术得到润滑界认 可。

数控加工中心主轴轴承油气润滑机理研究-主要内容

研究了现今国内外油气润滑的工作原理和部件分工,对大部分的油气润滑系统的 组成结构及其功能进行深入的研宄和分析。根据实际的旋风铣头内部滚动轴承工作参 数,设计适合于滚动轴承的油气润滑系统;基于滚动轴承油气润滑的工况要求,进行 相应的分析研究。

油气润滑原理和弹性流体动力润滑基本方程|加工中心

本章介绍了弹性流体动力润滑的发展过程和油气润滑原理。研宄了弹性流体动力 润滑的基本方程,提出了最小油膜厚度的数值解公式和最小油膜厚度的计算步骤。并 且通过对油气两相膜中的等效粘度的计算和定量分析,得出了油气润滑润滑膜比普通 油润滑润滑膜相比,厚度显著加厚。两相流中压缩空气相对体积含量的增加,有利于 润滑膜的形成,润滑膜的厚度变大,减小滚动体和滚道表面直接接触几率,使彼此之间 摩擦现象得到缓解,润滑效果更好。

轴承热传递分析|加工中心

本章介绍了引起轴承失效的几大原因,阐述了滚动轴承的摩擦热能产生机理,并 推导出滚动轴承热阻计算公式,提出热量计算公式。同时,根据传热学原理,得出 LXK300X精工旋风螺杆铣床主轴轴承的热传递方程,并且论证了油气润滑与普通油 润滑相比,对轴承来说具有更好的润滑效果和冷却效果。

轴承润滑的概述|加工中心

总上所述,对于中低速、中温运转的轴承应用润滑脂进行润滑;相较于油润滑和 脂润滑来说,固体润滑材料价格偏贵,浪费资金。因为油气润滑与传动油润滑相比具 有诸多优点,所以对于本课题的精工外圆旋风螺杆铣床LXK300X的主轴轴承采用油 气润滑。.