电主轴油气润滑系统对其轴承温度的影响
油气润滑系统是电主轴正常运行的关键因素之一。对其高速轴承有着重要的影响,其中润滑油的黏度、润滑油量、压缩空气压力及流量在不同转速运行时对轴承温度有着不同程度的影响。
在现代加工领域中机床高速加工越来越占据重要的位置,其电主轴的热态特性成为影响加工的很重要的因素,并会直接影响到电主轴转速的进一步提高。
因此分析电主轴温升状态就尤其重要。轴承温度上升和温度的分布情况对轴承的装配、工作游隙、润滑剂的性能等都有直接的影响,最终导致轴承的性能下降。
油气润滑系统
 1、高速电主轴轴承
在电主轴中使用的轴承主要有:滚动轴承、流体静压轴承、磁悬浮轴承等、其中以滚动轴承使用较为普遍,其具有刚度高、高速性能好、结构紧凑、标准化程度高等优点。
   2、电主轴发热分析
电主轴主要采用内置式电机,结构紧凑,所以自然散热效果差,对多数电主轴来说都需要设计通道用于冷却,其发热量的来源主要是两个方面:内置式电机的发热和轴承高速旋转的摩擦发热。因此解决好这两部分的发热问题就能使电主轴的性能及寿命大幅提升及改变。
  3油气润滑系统参数对轴承温度的影响
3.1、润滑油黏度的对温度的影响为,当在相同转速下润滑油黏度的增大会使轴承的温度上升随之增大。但是不同黏度的润滑油对轴承温升表现出来的温度梯度的变化也不尽相同。低黏度段的温升梯度大于高黏度段,并随着主轴转速的提高,这样的趋势越来越明显,由此得出,随黏度的提高,轴承温度的变化率越来越小。
  3.2、润滑油量对温度的影响为,在全油润滑状态时,大量的润滑油由于油分子在主轴高速运转时内部产生激烈摩擦而发热,这样就会使油液本身的温度上升,其对轴承冷却的效果降低。但在使用油气润滑系统之后就将给油量大大的降低至0.03ml/5min,轴承在转动时所需要的油量其实很少,只需要在其轴承滚珠和内外圈之间形成薄薄的油膜就足够了。
3.3、压缩空气的压力对温度的影响为,当在运转速度内,随着气压的不断增大,温度上升的趋势会逐渐减小,只有随着转速的不断提高,压缩空气降温的效果会越来越明显,但是空气压力不会是不断上升的,所以在工业应用中的压缩空气在4-7bar内气压对轴承温度的影响较小。
3.4、压缩空气对轴承温度的影响为,空气流量是通过对流换热来改变轴承温度的,在某一运转速度时,轴承温度上升会随着空气流量的加大,温度上升逐渐降低,当轴承速度不断提高时,增加压缩空气流量降低轴承温度的效果会越来越明显。
4、结论
油气润滑系统中的个参数对轴承温度上升的影响总结如下:润滑油黏度是由轴承滚珠和滚道摩擦发热影响轴承温度上升的,会随黏度的增大温度逐渐上升,而会在高速阶段这样的上升趋势更显著,但当黏度继续增大时,温度上升梯度的却反而是逐渐减小的趋势。润滑油量过大会使轴承温度上升,而减小润滑油量至所需就能使轴承温度随之降低。压缩空气压力和流量是通过对流换热而影响轴承温度上升的,而气压对于轴承温度上升的影响较小,只有在增大流量的情况下才能使轴承温度上升降低,而轴承速度的不断提高会使其降温效果越来越显著。
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