专用数控铣床主轴轴承油气润滑方法研究.pdf

第 6期 总 第 1 8 7期 2 0 1 4年 1 2月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEE RI NG ＆ AUTOMATI ON NO ．6 De c ． 文章 编号 1 6 7 2 - 6 4 1 3 2 0 1 4 0 6 - 0 1 8 5 - 0 2 专用数控铣床主轴轴承油气润滑方法研 究 马 莉 ，杨赫然 ，孙兴伟 沈 阳工业大学 机械 学院，辽 宁 沈 阳 1 1 0 8 7 0 摘 要 分析 了数控螺杆铣床 的工作方式，研 究 了轴承的润滑方式和油气润滑原理 ，分析 了各种润滑方 式的优 缺 点。依据 轴 承 的弹 性 流 体 动力 润 滑理 论 ，计 算 出 轴 承 油 气 润 滑 理 论 供 油量 ，进 行 了角 接 触 球 轴 承 N S K7 9 6 4 A5的油气润滑实验研 究，得到 了轴承在各 工况条 件下的最佳供油量。 关键词 专用数控铣床 ；油气润滑；主轴轴承 中图分类号 TH1 1 7 ． 2 TH1 3 3 ． 3 文献标识码 B 0 引言 L X K3 0 0 X数控螺杆铣床为多轴联动铣削螺杆 的 专用铣床， 与普通数控螺杆铣床不同， 该铣床采用盘铣 刀进行螺杆 的铣 削加 工 ， 技术在 国内属于领先水 平。 L XK3 0 0 X数控螺杆铣床 的铣头利用发动机使小带轮 旋转 ， 再通过带传动使大带轮旋转， 从而使与大带轮直 接接触的主轴轴承的外圈旋转。轴承外圈与轴承端盖 接触 ， 轴承端盖与铣 刀盘连接 ， 因此 ， 轴承外 圈使铣刀 盘旋转 ， 进行铣削加工 。 1 轴承的油气润滑原理 1 ． 1 轴 承的 润滑 方式 滚动轴承的润滑方式根据使用 的润滑剂种类不同 分为油润滑 、 脂润滑和固体润滑 。油润滑分为油浴润 滑 、 滴油润滑、 循环油润滑 、 喷油润滑 、 油气润滑 5类 ， 适用范 围广泛 ； 脂润滑只适用于中低速 、 中温场合 ； 固 体润滑价格昂贵 ， 不方便使用 。 L X K3 0 0 X 数 控 螺 杆 铣 床 的 铣 头 采 用 NS K7 9 6 4 A5角接触球轴承 ， 转速为 9 0 0 r ／ mi n 。因为 油气润滑具有无环境污染 ， 不会对环境及人体造成危 害 ， 不受润滑油黏度限制， 可输送高黏度 润滑油 ， 密封 及冷却效果好 ， 可防止水或其他杂质侵入 ， 润滑油消耗 量少， 润滑系统 自动化程度高等优点[ 1 ] ，所以根据轴承 类型和使用场合 ， L X K 3 0 0 X铣头轴承采用油气润滑 。 1 ． 2轴 承 油气 润滑原 理 油气润滑是气液两相流体冷却润滑 的一种简称 。 油气润滑 中的润滑油和压缩空气不发生反应 ， 不会融 合 ， 只维持 自己的相态。润滑油因压缩空气 的流动性 在管道内壁上螺旋 向前移动， 管道内壁 上的润滑油滴 被压缩空气吹散 ， 然后变薄 ， 形成一层均匀的、 连续的 环状油膜 ， 最终被输送到润滑点 ， 在摩擦副表面形成连 续的油气两相膜来阻止摩擦面 的直接接触 ， 起到润滑 的作用。油气润滑中的压缩空气不仅作为动力源， 也 对润滑点起到了冷却 的作用 。 ] 。 2 轴承油气润滑供油量理论计算 轴承由于受力 ， 滚动体与圈套的接触部分会 由点 变成椭圆， 接触面变成椭圆形。要确定接触椭 圆的长 半轴 n和短半轴 b的数值可以采用如下公式 n 口 0 ． 0 2 3 6 m 。 ． 1 ID ，、 b 0 ． 0 2 3 6 m6 ／ 3 ． 2 lD 其中 m ， 分别为椭圆接触区尺寸系数 ， 其值可在参 考文 献 [ 4 ]中 查 得 ； lD为 主 曲 率 和 ，1 ／ mm， L X K 3 0 0 X数控螺杆铣床主曲率和 lD 一0 ． 0 7 5 6 ； Q为轴承受力 ， N。 已知 NS K7 9 6 4 A5角接触球 轴承 的 m 一3 ． 6 3 、 一0 ． 4 2 3 ， Q 4 5 4 3 0 N， 将数值代人式 1 和式 2 得 ， 口 一7 ． 2 3 mm， 6 0 ． 8 4 mm。椭 圆面积 Sa b n ， 计 算 得 S 一0 ． 1 9 C I T I 。 L XK3 0 0 X数控螺杆铣床主轴轴承单相润滑油油 膜厚度 h 一4 ． O 5 l O m； 油气 润滑 两相 膜厚 度 h 油 气 i 1 ． 1 h 4 ． 4 5 5 1 0 一 I n 。轴 承各接触 区形 成 有效 润滑 所需 的耗 油量 为[ 6 ] q 油 气 i S ． 3 角接触球轴承每个滚动体都与内、 外圈接触 ， 所以 每个滚动体都有两个接触区。因此， 轴承的总耗油量为 g 总一 2 q． 4 2 i 其中 i 为角接触球轴承的滚动体个数。对于 N S K7 9 6 4 A5 收稿 日期 2 0 1 4 0 2 2 8 ；修回 日期2 0 1 4 0 6 2 0 作者简介 马莉 1 9 8 7 一 ，女 ，辽宁鞍山人 ，在读 硕士研究 生，研究方 向数控技术与装备 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4 年 第 6期 机 械 工 程 与 自 动 化 1 8 9 和 厂， 其差数不得超过 1 0 mm。使用中若发现负重轮 胶 带磨 损严 重 ， 应更 换 负重 轮胶 带 。 4 结束 语 某型 自行火炮在使用过程中履带和主动轮不可避 有较严重的磨损时应采取相应的措施 。本文从履带磨 损程 度 不一致 、 松 紧程 度不 一致 、 新 旧搭 配不 一致 和两 侧负重轮定位变化不一致 4个方面对某型 自行火炮偏 驶现象进行了分析 ， 提出了处理措施和排除方法， 这些 免 地会发 生磨 损， 因 此 摩注 重保 养以 及定 期检查， 发现 方 法 有着极 好的 实用 价 值。 R e a s o n A n a | y s i s a n d T r e a t me n t Me a s u r e s o f D e v i a t i o n P h e n o m e n o n 0 f A T y p e o f S e l f - p r o p e l l e d Ar t l i i e r y YANG J i e - mi n，Z HANG Yo n g - f e n g ，L I U Ch o n g - f a W u h a n 0r d na n c e No n c o mm i s s i o ne d Of f i c e r Ac a d e my o f PLA ，W u h a n 4 3 0 0 7 5，Chi n a Ab s t r a c t To ma k e a s e l f - p r o p e l l e d a r t i l l e r y mo v e o n a s t r a i g h t l i n e ，t h e s p e e d s o f t h e l e f t a n d r i g h t t r a c k s m u s t b e e q u a 1 ．Bu t i n t h e a c t u a l r u n n i n g p r o c e s s ，t h e r e i s a d e v i a t i o n p h e n o me n o n d u e t o t h e d i f f e r e n c e o f t h e we a r b e t we e n t h e t wo t r a c k s a n d d r i v i n g wh e e l s ． Ba s e d o n t h e t h e o r y o f v e h i c l e r u n n i n g a n d s t e e r i n g，t h e r e a s o n s f o r d e v i a t i o n p h e n o me n o n o f t h e s e l f - p r o p e l l e d a r t i l l e r y a r e a n a l y z e d f r o m f o u r a s p e c t s o f t h e i n c o n s i s t e n t we a r o f t r a c k s ，t h e i n c o n s i s t e n t t i g h t n e s s o f t h e t r a c k s ，t h e i n c o n s i s t e n t a g i n g d e g r e e o f t r a c k s ， t h e i n c o n s i s t e n t c h a n g e s o f t wo wh e e l p o s i t i o n i n g ，a n d s o me t r e a t me n t me a s u r e s a r e p u t f o r wa r d ． Ke y wo r d s d e v i a t i o n ；c a u s e s o f f a i l u r e ；t r e a t me n t me a s u r e s ；s e l f - p r o p e l l e d a r t i l l e r y 上接第 1 8 0页 4结 论 对全 自动输送系统 的设计 ， 采用料框 载料及 自动 移位机构实现 上、 下料运 动， 通过若 干个伺服驱 动的 XZ坐标 机械 手 实现 工件 抓取 、 转 移 、 放 置 的结 构 和 模 式， 是实现工件输送全 自动化的一种有效模式 ， 且机构 简单 、 可靠， 占地面积小， 模块化和柔性化程度高。选 择 P C L控制 ， 不仅 提升 了 自动线 输送 控制 系 统 的整 体 技术性能 ， 而且设计和编程 简易 。程序 编制须特别注 意确保动作顺序正确、 效率高、 运行可靠 。 参考文献 [ 1 ] 王鸿博． Y I 一 3 3 5 A 自动生产 线控 制系统 E J ] ． 机 械工程 与 [ 2 ] De s i g n o f Co nv e y i n g S y s t e m o f Fu l l y 自动化 ， 2 0 0 9 2 1 6 6 1 6 7 ． 李 海标． 自动生 产线精 确传 输机 械手控 制 系统设计 [ J ] ． 液压与气动 ， 2 0 1 3 4 1 7 - 1 8 ． Au t o m a t i c Pr o du c t i o n Li n e Z HANG Zh e n g - p o ，L I AN Xi a o - mi n g ，CHEN J i n g z ，J I ANG Gu i p i n g ，LAI Xi a n - mi a o 1 ． Gu i l i n Gu a n g l u Digi t a l M e a s u r i n g I n s t r u m e n t Co ．，Lt d ．，Gu i l i n 5 4 1 0 0 4，Ch i n a ；2 ．Co l l e g e o f Me c ha n i c a l a n d Co n t r o l En g i n e e r i n g，Gu i l i n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y，Gu i l i n 5 4 1 0 0 6，Ch i n a A b s t r a c t T h i s p a p e r g a v e a b r i e f i n t r o d u c t i o n t o t h e b a s i c t y p e a n d f e a t u r e s o f a n a u t o ma t i c p r o d u c t i o n l i n e ， a n d p u t e mp h a s i s o n t h e l a y o u t ，s t r u c t u r e c h a r a c t e r i s t i c s ，t r a n s m i s s i o n mo d e ，wo r k i n g p r i n c i p l e a n d t h e c o n t r o l s c h e me o f t h e f u l l y a u t o ma t i c c o n v e y i n g s y s t e m． Th e s e l e c t i o n a n d d e s i g n p r i n c i p l e o f t h e F X2 N- 4 8 M R PL C c o n t r o l l e r i n t h e s y s t e m wa s s i mp l y i n t r o d u c e d ． Ke y wor d sPLC；a ut o ma t i c p r odu c t i o n l i n e；c onv e y i n g s y s t e m ；ma n i pu l a t o r 上接第 1 8 6页 参考文献 E 1 ] 成大先． 机械设计手册E M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 杨和 中， 刘 厚飞． T UR B OL UB油气 润滑技 术 [ J ] ． 润滑 与 密封 ， 2 0 0 4 ， 1 6 1 1 ； 1 0 0 1 0 3 ． [ 3 3 陈之航 ， 曹柏林 ． 气液双相 流动 和传 热[ M] ． 北 京 机械工 业 出版社 ， 1 9 8 4 ． E 4 3 万长森 ． 滚 动轴 承 的分析方 法[ M] ． 北 京 机械 工业 出版 社 ， 1 9 8 7 ． [ 5 ] 汪智慧． 航 空滚动轴承力学特性分析研究[ D ] ． 南京 南京 航空航 天大学 ， 2 0 1 1 1 0 1 1 ． [ 6 ] 王建 文 ， 安 琦． 油气 润滑最 佳供 油量研 究 [ J ] ． 轴承 ， 2 0 0 9 1 39 4 2． Oi l ’ a i r Lu b r i c a t i o n M e t h o d o f S pi nd l e Be a r i ng i n S p e c i a l CNC M i l l i n g M a c hi n e M A Li ，YANG He - r a n，S UN Xi ng - we i Sh e n y a n g U n i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y，S h e n y a n g 1 1 08 7 0，Ch i n a Abs t r a c t Th e wo r k i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f a CNC s c r e w mi l l i n g ma c h i n e wa s d e s c r i b e d，a n d t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s o f v a r i O U S l u b r i c a t i o n s we r e a n a l y z e d ． Th e t h e o r y o f t h e o i l a i r l u b r i c a t i o n wa s s t u d i e d ． Ac c o r d i n g t o t h e e l a s t i c h y d r o d y n a mi c l u b r i c a t i o n t h e o r y o f b e a r i n g，t h e o i l s u p p l y a mo u n t f o r a b e a r i n g u s i n g o i l a i r l u b r i c a t i o n wa s c a l c u l a t e d ．Th e o p t i ma l o i l s u p p l y a mo u n t o f a n a n g u l a r c o n t a c t b a l 1 b e a r i n g s NS K7 9 6 4 A5 u n d e r t h e wo r k i n g c o n d i t i o n wa s o b t a i n e d b y e x p e r i me n t a l s t u d y o f o i l - a i r l u b r i c a t i o n ． Ke y wo r d s s p e c i a l CNC mi l l i n g ma c h i n e ；o i l a i r l u b r i c a t i o n；s p i n d l e b e a r i n g 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m