机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102225515 A (43)申请公布日 2011.10.26 CN 102225515 A *CN102225515A* (21)申请号 201110166813.4 (22)申请日 2011.06.21 B23Q 11/12(2006.01) (71)申请人 上海斐赛轴承科技有限公司 地址 201100 上海市闵行区北松路 3589 号 758 座 (72)发明人 赵联春 陈淑英 (74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 31236 代理人 胡晶 (54) 发明名称 机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法 (57) 摘要 本发明的一种机床主轴轴承微量供。

2、脂再润滑 系统， 包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直 接润滑系统和若干润滑管， 润滑管一端连接直接 润滑系统泵单元输出端口， 另一端连接被润滑轴 承。 本发明还公开了该系统的再润滑方法， 包括以 下步骤 ： 将润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端 口泵出， 然后通过润滑管输送到被润滑轴承。 本发 明的再润滑系统结构紧凑简单， 不需要供气系统、 油气混合雾化或气化系统， 对环境没有任何污染， 并可方便实现对机床主轴系统不同部位不同类型 和尺寸的轴承供应不同数量不同类型润滑脂的要 求， 是一种精密、 可靠、 绿色和适应性很强的机床 主轴轴承微量供脂再润滑系统， 具有良好的工程 应用价值。 (51)I。

3、nt.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 CN 102225522 A1/1 页 2 1. 一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 包括采用无柱塞式双通道输 出泵单元的直接润滑系统和若干润滑管， 润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口， 另一端连接被润滑轴承。 2. 如权利要求 1 所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 所述再 润滑系统还包括分配器和端部内置隔离体的若干储脂润滑管， 润滑管一端连接直接润滑系 统泵单元输出端口， 另一端连接分配器的输入端口， 储脂润滑管内置隔离体的。

4、一端连接分 配器的输出端口， 另一端连接被润滑轴承。 3. 如权利要求 2 所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 所述隔 离体形状为球形、 短圆柱形、 锥形或鼓形， 最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合 ； 所述隔离体的材料为耐油材料， 包括钢材、 陶瓷、 玻璃、 特种塑料。 4. 如权利要求 2 所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 所述直 接润滑系统内装驱动润滑脂， 储脂润滑管内装轴承工作润滑脂 ； 连接分配器多个输出端口 的多个储脂润滑管的直径、 长度、 颜色或储脂润滑管内装的轴承工作润滑脂的类型相同或 不同。 5.如权利要求1或2所述的一种机。

5、床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 所述 直接润滑系统内包含若干无柱塞式双通道输出泵单元， 每个泵单元具有两个输出端口， 有 两路润滑脂输出 ； 当处于泵单元内双通道打通、 且一个输出端口堵塞的状态下， 仅有一路润 滑脂输出， 但输出频次翻倍。 6. 如权利要求 1 所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 所述微 量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径和深度， 再润滑系统末 端输出单个润滑点单次供脂量范围为 0.01 至 0.50 立方厘米。 7. 如权利要求 2 所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 其特征在于， 所述微 量供脂的供脂量取。

6、决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直径、 深度和分配器输出端 口的数量， 再润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为 0.01 至 0.50 立方厘米。 8. 一种如权利要求 1 所述的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法， 其特征 在于， 包括以下步骤 ： 将润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出， 然后通过润滑管输送到被润滑轴承。 9. 一种如权利要求 2 所述的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法， 其特征 在于， 包括以下步骤 ： 将驱动润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出， 通过润滑管输入分配器， 然后分 别从分配器的多个输出端口进入多个储脂润滑管， 推动储脂润滑。

7、管端部的隔离体前行并进 而推动储脂润滑管内的轴承工作润滑脂向前流入被润滑轴承进行润滑。 10. 如权利要求 9 所述的一种机床主轴轴承微量供脂再润滑方法， 其特征在于， 所述隔 离体形状为球形、 短圆柱形、 锥形或鼓形， 最大直径处与储脂润滑管内径过盈或过渡配合 ； 所述隔离体的材料为耐油材料， 包括钢材、 陶瓷、 玻璃、 特种塑料。 权 利 要 求 书 CN 102225515 A CN 102225522 A1/5 页 3 机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及滚动轴承润滑技术领域， 尤其涉及一种机床主轴轴承微量供脂再润滑 系统及方法。 0002 背景技术 0。

8、003 机床主轴轴承是机床中的精密核心部件， 一般， 工作过程中需要进行再润滑， 以降 低轴承工作温度、 延长轴承寿命。现行润滑系统主要是油雾润滑系统和油气润滑系统 （见 图 1） ， 对应的润滑方法分别是油雾润滑和油气润滑， 但存在下列问题 ：（1） 需要较为庞大的 供油系统、 供气系统及油气混合雾化或气化系统， 成本较高 ；（2） 气体中的杂质、 水分都会 给被润滑的轴承带来磨损、 锈蚀等负面影响 ；（3） 油雾、 油气射入轴承内部时， 给正在高速 运转的滚动体和保持器的运动带来干扰 ；（4） 雾化或气化后的润滑油经过轴承后排放到大 气中， 污染作业环境 ；（5） 如果操作者忘记开气或供气。

9、不足， 高速运转的轴承有被烧结的危 险。而采用脂润滑， 可以克服上述全部缺点。 0004 但是， 现行脂润滑系统不适用于主轴轴承的再润滑， 原因是 ：（1） 机床主轴轴承工 作转速高， 要求补给的润滑剂量非常少， 否则轴承温升将会过高， 进而引起主轴热变形， 影 响机床加工精度， 但现行的脂润滑系统都不是微量供脂 ；（2） 一根主轴上轴承一般有 4 套 多， 需要 4 个以上的润滑点， 现行脂润滑系统要么不能提供这么多润滑点， 要么采用多个柱 塞泵芯， 引起成本升高 ；（3） 一套脂润滑系统只能加注同一种润滑脂， 不能满足主轴上不同 部位、 不同类型的轴承应根据情况区别采用不同润滑脂的要求。 。

10、0005 因此， 如何对机床主轴轴承实行微量供脂再润滑甚至是对不同部位不同类型的轴 承采用不同的润滑脂和不同的补给量， 是机床主轴轴承再润滑遇到的现实挑战， 其关乎到 绿色、 成本和机床主轴的精度寿命等重要问题。 0006 发明内容 0007 本发明的目的就是提供一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统， 而且， 根据需要， 该再润滑系统可以向机床主轴系统不同部位或类型的轴承加注不同种类不同剂量的润滑 脂。 0008 本发明的另一目的是提供一种机床主轴轴承微量供脂再润滑方法， 以克服现行油 雾润滑、 油气润滑和脂润滑方法存在的不足或缺陷。 0009 本发明的目的通过以下技术方案来实现 ： 一种机床主。

11、轴轴承微量供脂再润滑系统， 包括采用无柱塞式双通道输出泵单元的直接 润滑系统和若干润滑管， 润滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口， 另一端连接被润 滑轴承。 0010 优选的， 所述再润滑系统还包括分配器和端部内置隔离体的若干储脂润滑管， 润 说 明 书 CN 102225515 A CN 102225522 A2/5 页 4 滑管一端连接直接润滑系统泵单元输出端口， 另一端连接分配器的输入端口， 储脂润滑管 内置隔离体的一端连接分配器的输出端口， 另一端连接被润滑轴承。 0011 优选的， 所述隔离体形状为球形、 短圆柱形、 锥形或鼓形， 最大直径处与储脂润滑 管内径过盈或过渡配合 ； 。

12、所述隔离体的材料为耐油材料， 包括钢材、 陶瓷、 玻璃、 特种塑料。 0012 优选的， 所述直接润滑系统内装驱动润滑脂， 储脂润滑管内装轴承工作润滑脂 ； 连 接分配器多个输出端口的多个储脂润滑管的直径、 长度、 颜色或储脂润滑管内装的轴承工 作润滑脂的类型相同或不同。 0013 优选的， 所述直接润滑系统内包含若干无柱塞式双通道输出泵单元， 每个泵单元 具有两个输出端口， 有两路润滑脂输出 ； 当处于泵单元内双通道打通、 且一个输出端口堵塞 的状态下， 仅有一路润滑脂输出， 但输出频次翻倍。 0014 优选的， 所述微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的直 径和深度， 再。

13、润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为 0.01 至 0.50 立方厘米。 0015 优选的， 所述微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的 直径、 深度和分配器输出端口的数量， 再润滑系统末端输出单个润滑点单次供脂量范围为 0.01 至 0.50 立方厘米。 0016 一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法， 包括以下步骤 ： 将润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出， 然后通过润滑管输送到被润滑轴承。 0017 一种机床主轴轴承微量供脂再润滑系统的再润滑方法， 包括以下步骤 ： 将驱动润滑脂从直接润滑系统泵单元输出端口泵出， 通过润滑管输入分配器， 然后分 别从。

14、分配器的多个输出端口进入多个储脂润滑管， 推动储脂润滑管端部的隔离体前行并进 而推动储脂润滑管内的轴承工作润滑脂向前流入被润滑轴承进行润滑。 0018 优选的， 所述隔离体形状为球形、 短圆柱形、 锥形或鼓形， 最大直径处与储脂润滑 管内径过盈或过渡配合 ； 所述隔离体的材料为耐油材料， 包括钢材、 陶瓷、 玻璃、 特种塑料。 0019 直接润滑系统就是内含若干无柱塞式双通道输出泵单元的润滑系统， 包括基座、 壳体、 润滑脂袋、 顶紧弹簧、 控制电路板等， 直接润滑系统泵单元动力由长寿命直流电池提 供或由外设 24 伏直流提供， 直接润滑系统工作时， 脂袋中的润滑脂经泵单元泵出。一个双 通道输。

15、出泵单元正常情况下有两个润滑脂输出端口， 当将两通道的内部打通时， 就能实现 两路工作但仅有一路输出润滑脂的情形。 0020 对应用于电机轴承、 工程机械轴承再润滑的直接润滑系统， 一般， 单通道单次润滑 剂泵送量为 0.16 立方厘米， 对机床主轴轴承， 因其转速较高， 必须实行微量供脂， 微量供脂 由控制双通道输出泵单元内储脂光孔直径和 / 或深度来实现， 单通道单次润滑剂泵送量可 成倍减少， 分配器对润滑剂量也具有再分配和减少功能。 0021 与现行机床主轴轴承油雾和油气润滑系统和方法相比， 本发明的机床主轴轴承微 量供脂再润滑系统及方法具有以下显著优势 ： （1） 本发明结构紧凑简单，。

16、 不需要供气系统、 油气混合雾化或气化系统， 克服了现行油 雾润滑系统、 油气润滑系统结构复杂、 庞大、 成本过高的问题 ； （2） 本发明不需要气源， 一能节省供气成本， 二能避免现行油雾和油气润滑系统因供气 不足或供油之前忘记开启气源引起的机床主轴轴承过热甚至抱轴等灾难性事故 ； （3） 本发明不向环境排放油雾或油气， 也不向环境排放润滑脂， 对环境没有任何污染， 说 明 书 CN 102225515 A CN 102225522 A3/5 页 5 属绿色润滑 ； （4） 本发明可方便实现对机床主轴系统不同部位不同类型和尺寸的轴承供应不同数量 不同类型润滑脂的要求， 克服了现行脂润滑系统只。

17、能提供单一润滑剂的弊端。 0022 本发明的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法， 克服了现行油雾或油气润滑 系统结构复杂庞大、 成本高、 依赖气源对气源要求较高、 润滑剂补给时干扰滚动体和保持器 运动 （油雾或油气射入轴承时给高速运转的滚动体和保持器运动带来干扰） 、 润滑剂对轴承 工作表面黏附性不强、 污染环境及仅能向主轴系统所有类型轴承提供同类型同数量的润滑 剂等不足或缺陷， 是一种精密、 可靠、 绿色和适应性很强的机床主轴轴承微量供脂再润滑系 统及方法， 具有良好的工程应用价值。 0023 附图说明 0024 图 1 为现行机床主轴轴承油雾 / 油气润滑系统的结构示意图 ； 图 2 为。

18、本发明实施例一的结构示意图 ； 图 3 为本发明实施例二的结构示意图 ； 图 4 为隔离体在储脂润滑管中的变化状态示意图。 0025 具体实施方式 0026 下面结合附图和具体实施例详细描述本发明。 0027 实施例一 以最典型的机床集成电主轴轴承为例进行说明， 一般主轴上布置两对角接触轴承， 共 4 套轴承， 需要4个润滑点， 该4套轴承的类型、 尺寸完全相同， 采用相同类型和数量的润滑脂 进行再润滑。 0028 如图 2 所示， 机床集成电主轴轴承微量供脂再润滑系统， 包括采用无柱塞式双通 道输出泵单元的直接润滑系统21和多个润滑管22。 直接润滑系统21内包含两个无柱塞式 双通道输出泵单。

19、元， 每个泵单元具有两个输出端口， 有两路润滑脂输出， 因此直接润滑系统 21具有四个输出端口， 共有四路润滑脂输出， 四根润滑管22一端连接直接润滑系统21的四 个泵单元输出端口， 另一端连接四个被润滑主轴轴承 23。 0029 直接润滑系统 21 由润滑脂袋 211、 润滑脂袋罩 212、 脂袋顶紧弹簧 213、 泵座 214、 泵单元 215 等组成， 脂袋 211 内装轴承工作润滑脂 24， 工作时， 轴承工作润滑脂 24 在脂袋 211 中受顶紧弹簧 213 力的作用进入泵座 214 内的泵单元 215， 从直接润滑系统泵单元输出 端口泵出后直接通过润滑管22供应给被润滑主轴轴承23。

20、。 此微量供脂再润滑系统， 终端输 出润滑点的数目为直接润滑系统 21 内布置的泵单元 215 个数的两倍， 向所有主轴轴承 23 输入相同的轴承工作润滑脂 24。 0030 再润滑系统中， 微量供脂的供脂量取决于无柱塞式双通道输出泵单元储脂光孔的 直径和深度， 单个润滑点单次供脂量范围为 0.01 至 0.50 立方厘米。在本实施例中， 单个 润滑点单次输出润滑脂量由泵单元 215 内储脂光孔的直径和深度进行控制， 一个供脂工作 循环内的泵送次数和两次供脂循环间隔时间由直接润滑系统 21 灵活设定， 该微量供脂再 说 明 书 CN 102225515 A CN 102225522 A4/5 。

21、页 6 润滑系统向所有主轴轴承输出相同种类和相等数量的润滑脂， 单通道单次典型泵脂量为 0.025 立方厘米。根据轴承工作转速， 当脂袋体积为 200 立方厘米并充满润滑脂时， 更换寿 命最短为 1 年， 最长可达 5 年， 一般， 除更换润滑脂袋外， 其它部件无需更换。 0031 实施例二 以最典型的皮带驱动主轴旋转轴承为例进行说明， 一般动力输入端由一套圆柱滚子轴 承进行支撑， 主轴上布置两对角接触轴承， 共 5 套轴承， 需要 5 个润滑点， 其中 4 套角接触轴 承的类型、 尺寸完全相同， 采用相同类型和数量的润滑脂进行再润滑， 而短圆柱轴承需要的 润滑脂补给量较多， 至少是每套角接触。

22、球轴承的 2 倍， 选用的油脂类型也可以不同于角接 触轴承。 0032 如图 3 所示， 皮带驱动主轴旋转轴承微量供脂再润滑系统， 包括采用无柱塞式双 通道输出泵单元的直接润滑系统 31、 润滑管 32、 分配器 33 和端部内置隔离体 34 的多个储 脂润滑管 35。直接润滑系统 31 由润滑脂袋 311、 润滑脂袋罩 312、 脂袋顶紧弹簧 313、 泵座 314、 泵单元 315 等组成， 润滑管 32 一端连接直接润滑系统泵单元 315 输出端口， 另一端连 接分配器 33 的输入端口， 储脂润滑管 35 内置隔离体 34 的一端连接分配器 33 的输出端口， 另一端连接被润滑主轴轴承。

23、 36。 0033 直接润滑系统 31 脂袋内装驱动润滑脂 37， 储脂润滑管 35 内预充满轴承工作润滑 脂38， 工作时， 驱动润滑脂37从泵单元315输出端口泵出， 通过润滑管32输入给分配器33， 流出分配器 33 并被分为若干路， 然后分别从分配器 33 的多个输出端口进入多个储脂润滑 管 35， 驱动润滑脂 37 推动储脂润滑管 35 端部的隔离体 34 向前运动并进而推动储脂润滑 管 35 内的轴承工作润滑脂 38 向前流动， 流入被润滑主轴轴承 36 内腔进行润滑。当储脂润 滑管 35 内置隔离体 34 在驱动润滑脂 37 的推动下从储脂润滑管 35 初始一端移位到另一端 时，。

24、 见图 4， 说明储脂润滑管 35 内预充满的轴承工作润滑脂 38 已全部供给主轴轴承 36 润 滑， 储脂润滑管 35 被驱动润滑脂 37 充满， 此时， 将之弃用或拆除并更换接入一根新的其中 一端内置隔离体的储脂润滑管。 0034 此微量供脂再润滑系统， 由于采用分配器 33， 直接润滑系统 31 的泵座 314 内仅布 置一个无柱塞式双通道输出泵单元 315， 且该泵单元 315 内双通道相互导通， 然后将其一个 输出端口堵塞， 仅剩的一个输出端口和分配器 33 的输入端口由润滑管 32 相连接。根据需 要， 选用具有不同输出端口的分配器就可得到不同的最终润滑点数 ； 如果将分配器某两个。

25、 输出端口串联， 该端口输出润滑脂的数量倍增， 由此可以满足不同位置和类型轴承所需再 润滑剂量的不同 ； 本实施例选用具有 6 输出端口的分配器 33 并将其中两个输出端口串联， 这样就获得 5 个润滑脂输出端口， 其中， 串联的输出端口润滑剂输出量倍增， 连接圆柱滚子 轴承， 其余四个端口分别连接 4 套角接触球轴承。当每套角接触球轴承的单次供脂量为 0.025 立方厘米时， 圆柱轴承的单次供脂量则为 0.05 立方厘米， 实现了根据需要供脂量的 不同。 不同的储脂润滑管35内可以预充入不同类型的轴承工作润滑脂38， 由此可以满足不 同部位或类型的轴承 36 根据需要选用不同工作润滑脂的要求。

26、， 例如圆柱轴承就可以采用 和角接触轴承不同的润滑脂。 0035 单次输出润滑脂量由泵单元 215 内储脂光孔的直径和深度以及分配器 33 输出端 口的数量进行控制， 此微量供脂再润滑系统单个润滑点单次供脂量范围为 0.01 至 0.50 立 方厘米， 一个供脂工作循环内的泵送次数和两次供脂循环间隔时间由直接润滑系统 31 灵 说 明 书 CN 102225515 A CN 102225522 A5/5 页 7 活设定。可以看出， 该微量供脂再润滑系统可向主轴系统中不同位置和类型的轴承供给不 同种类、 不同数量的润滑脂， 单通道单次典型泵脂量为0.025至0.05立方厘米。 短圆柱轴承 的润滑。

27、补给量为 4 套角接触球轴承的 2 倍， 一根内径为 4mm， 外径为 6mm、 长度为 1 米的储脂 润滑管， 即可储存12.56立方厘米的轴承工作润滑脂， 给主轴轴承的持续补给时间达1年至 5 年， 一般除更换装驱动润滑脂的脂袋和预充满工作润滑脂的储脂润滑管外， 其它部件无需 更换。 0036 优选的， 连接分配器多个输出端口的多个储脂润滑管的直径、 长度、 颜色或储脂润 滑管内装的轴承工作润滑脂的类型可以相同或不同。 由于储脂润滑管的尺寸和内充润滑脂 的类型可以选择， 且每一根润滑管与分配器上不同的输出端口相连接， 该微量供脂再润滑 系统末端多路输出的润滑脂种类和数量就可以根据需要进行调。

28、整。 当储脂润滑管中预充的 轴承工作润滑脂泵完时， 用新的储脂润滑管进行替换。 0037 优选的， 隔离体形状可以为球形、 短圆柱形、 锥形或鼓形， 最大直径处与储脂润滑 管内径过盈或过渡配合 ； 隔离体的材料为耐油材料， 优选钢材、 陶瓷、 玻璃、 特种塑料。 0038 本发明的机床主轴轴承微量供脂再润滑系统及方法， 克服了现行油雾或油气润滑 系统结构复杂庞大、 成本高、 依赖气源对气源要求较高、 润滑剂补给时干扰滚动体和保持器 运动 （油雾或油气射入轴承时给高速运转的滚动体和保持器运动带来干扰） 、 润滑剂对轴承 工作表面黏附性不强、 污染环境及仅能向主轴系统所有类型轴承提供同类型同数量的润滑 剂等不足或缺陷， 是一种精密、 可靠、 绿色和适应性很强的机床主轴轴承微量供脂再润滑系 统及方法， 具有良好的工程应用价值。 0039 以上公开的仅为本申请的几个具体实施例， 但本申请并非局限于此， 任何本领域 的技术人员能思之的变化， 都应落在本申请的保护范围内。 说 明 书 CN 102225515 A CN 102225522 A1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102225515 A CN 102225522 A2/2 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102225515 A 。