1、采用油气润滑满足轴承的超高速运转要求
超高速运转条件下的电主轴轴承,轴承内部球滚动体、保持器等零部件的运行速度非常高,接触表面相对滚动、滑动(包括自旋滑动)的速度很大,导致润滑油膜的拖动加速度和拖动力增加,加之自旋滑动导致湍流润滑及油膜紊流的存在,润滑油膜易破裂,因此润滑油的粘度要适中,粘度大易导致发热严重,但粘度小不易形成弹流油膜,产生润滑不足的现象(图5)。理想的润滑油粘度应该选择图5中点b偏右附近的粘度,实际中需根据转速、冷却等具体工况进行反复试验确定,单纯认为“速度越高,润滑油的粘度应越小”的概念有些片面。
2、满足主轴对轴承承受较大载荷的要求
超高速电主轴的轴承不仅要承受必要的工作载荷,其内部球滚动体的高速离心力会在外圈滚道上产生很大的接触载荷,球滚动体与轴承内、外圈之间的接触为赫兹空间点接触,外圈滚道上的实际接触应力往往达到较大的值,因此,要求弹流润滑油膜能够承受足够的接触应力。
3、满足轴承较高温度的条件
由于超高速电主轴在工作过程中轴承的内部温度较高,润滑油的粘度受温升影响较大,因此在选择润滑时,还应充分考虑轴承的实际工作温度对润滑油粘度的影响。
4 、满足能耗小、低发热量的要求
如前所述,除了润滑油粘度对轴承的发热有影响外,油量是影响轴承内部发热量和温升的主要因素之一,因此,xx控制供油量是减少能耗、降低发热量和轴承温升、提高润滑效果和实现轴承高速稳定运行的条件之一,油气润滑是理想的润滑方式。
5、具有相应的冷却轴承的作用
超高速电主轴轴承运行时发热量大、散热条件差,润滑的选择一方面要能够降低发热量,另一方面需要增加冷却作用。油雾润滑、油气润滑的压缩空气都具有冷却作用,适当增加通过轴承的压缩空气流量,有利于降低轴承的工作温度和改善工作条件。
6、具有相应的热稳定性和电化学稳定性
润滑的热稳定性包括润滑油粘度对温度的敏感性要小和在高温下不易变质两个方面,此外,由于超高速电主轴轴承内部润滑油膜易发生电容放电击穿现象,因此所选润滑油还应具有相应的电稳定性,在这一方面还有待进一步研究。
7 、润滑油的输送应易进入轴承内部
如前所述,高速运转所形成的高压区和高压气幕以及润滑油的高速离心效应,使得外部润滑油难以进入轴承内部,内部润滑油易积聚于外圈滚道附近,因此要求外部供油时保持较高的压力,并喷至内圈滚道内较为理想,另外,采用(油气润滑)滚道喷油的轴承,也有利于保持超高速电主轴轴承的良好润滑状态。
超高速运转条件下的电主轴轴承,轴承内部球滚动体、保持器等零部件的运行速度非常高,接触表面相对滚动、滑动(包括自旋滑动)的速度很大,导致润滑油膜的拖动加速度和拖动力增加,加之自旋滑动导致湍流润滑及油膜紊流的存在,润滑油膜易破裂,因此润滑油的粘度要适中,粘度大易导致发热严重,但粘度小不易形成弹流油膜,产生润滑不足的现象(图5)。理想的润滑油粘度应该选择图5中点b偏右附近的粘度,实际中需根据转速、冷却等具体工况进行反复试验确定,单纯认为“速度越高,润滑油的粘度应越小”的概念有些片面。
2、满足主轴对轴承承受较大载荷的要求
超高速电主轴的轴承不仅要承受必要的工作载荷,其内部球滚动体的高速离心力会在外圈滚道上产生很大的接触载荷,球滚动体与轴承内、外圈之间的接触为赫兹空间点接触,外圈滚道上的实际接触应力往往达到较大的值,因此,要求弹流润滑油膜能够承受足够的接触应力。
3、满足轴承较高温度的条件
由于超高速电主轴在工作过程中轴承的内部温度较高,润滑油的粘度受温升影响较大,因此在选择润滑时,还应充分考虑轴承的实际工作温度对润滑油粘度的影响。
4 、满足能耗小、低发热量的要求
如前所述,除了润滑油粘度对轴承的发热有影响外,油量是影响轴承内部发热量和温升的主要因素之一,因此,xx控制供油量是减少能耗、降低发热量和轴承温升、提高润滑效果和实现轴承高速稳定运行的条件之一,油气润滑是理想的润滑方式。
5、具有相应的冷却轴承的作用
超高速电主轴轴承运行时发热量大、散热条件差,润滑的选择一方面要能够降低发热量,另一方面需要增加冷却作用。油雾润滑、油气润滑的压缩空气都具有冷却作用,适当增加通过轴承的压缩空气流量,有利于降低轴承的工作温度和改善工作条件。
6、具有相应的热稳定性和电化学稳定性
润滑的热稳定性包括润滑油粘度对温度的敏感性要小和在高温下不易变质两个方面,此外,由于超高速电主轴轴承内部润滑油膜易发生电容放电击穿现象,因此所选润滑油还应具有相应的电稳定性,在这一方面还有待进一步研究。
7 、润滑油的输送应易进入轴承内部
如前所述,高速运转所形成的高压区和高压气幕以及润滑油的高速离心效应,使得外部润滑油难以进入轴承内部,内部润滑油易积聚于外圈滚道附近,因此要求外部供油时保持较高的压力,并喷至内圈滚道内较为理想,另外,采用(油气润滑)滚道喷油的轴承,也有利于保持超高速电主轴轴承的良好润滑状态。
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