CN107584326B - 一种微量润滑系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微量润滑系统装置，包括气路系统、气动马达、油气驱动部件和喷射系统；通过气动马达主轴的转动，主轴内的通气槽控制压缩空气的输入和输出，一方面，压缩空气通过气动马达间断且规律地输入到油气驱动部件当中，在气压和弹簧的作用下，位于油气驱动部件中的活塞做循环往复运动，从而使油箱内的润滑油间歇且规律地输入到油气混合腔体中；另一方面，气路系统将气动马达输出的剩余压缩空气持续不断地输入油气混合腔体，为喷射系统及形成油雾提供压缩空气。本发明结构紧凑，使用简单，不需要电源，使用工业常用压缩空气为动力源，不浪费压缩空气，并且油量和油滴大小可调，可以满足一般生产现场或者防爆特殊环境下微量润滑油的供给。
Description
技术领域
本发明属于切削加工技术领域，尤其是涉及一种微量润滑系统装置。
背景技术
在机械制造领域，加工中使用的切削液对加工效率及加工质量具有重要作用。而切削液不仅使用成本相当昂贵，而且会对环境造成严重的污染。面对降低生产成本，改善生产条件和可持续发展对环境保护的要求，及迫于相关法律的压力，合理利用制造资源、废弃物少、环境污染小、可进行良性循环的“绿色制造”技术必将会成为21世纪制造领域的主要发展趋势。
微量润滑Minimal Quantity Lubrication，MQL技术是在保证有效润滑的前提下，尽可能减少切削液的用量。它通过把微量的润滑油滴喷射到切削区，对切削点进行润滑。微量润滑可以显著减少传统切削液用量，同时还降低刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，防止粘结，延长刀具寿命，提高加工表面质量。
目前，微量润滑装置的主要有2种形式，一种是通过雾化系统形成油雾，然后由压缩空气带到切削区，这种形式结构复杂，体积较大，油雾用量和油滴大小很难控制。另外一种，是通过油泵和喷嘴，形成油雾，直接喷射或者压缩空气带入，这种形式价格较贵。
发明内容
针对现有技术中油雾装置价格较贵，油雾较难控制，润滑系统结构复杂、体积较大等不足，本发明提供了一种微量润滑系统装置，该装置结构紧凑，可使用工业常用0.8-1MPa压缩空气作为动力源，无需额外电源提供动力，可连续提供微量油雾，并且可以调节油量和油滴大小，节约生产成本，提高生产效率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的，一种微量润滑系统装置，包括气路系统、气动马达、油气驱动部件和喷射系统；所述气路系统包括若干气管，所述气动马达、油气驱动部件和喷射系统通过气路系统安装连接；
所述气动马达包括马达底座、马达端盖、主轴、叶片体、轴承A、轴承B和轴承压盖；所述马达端盖设有连通的进气孔A和出气孔D；进气孔A和出气孔D为通孔；所述马达底座设有进气孔C、出气孔B和出气孔E，进气孔C、出气孔B和出气孔E，为通孔；所述马达底座的三个通孔与主轴安装孔相通，装配后控制气流通路；所述轴承B安装在马达底座内部的台阶孔；所述主轴为阶梯轴，下部与轴承B配合安装在马达底座；所述主轴上部穿过叶片体并通过套筒与轴承A配合安装；所述主轴下部开有通气槽A和通气槽B；
通气槽A和通气槽B与进气孔C、出气孔B和出气孔E配合控制气流通路；
所述马达端盖与马达底座连接；所述轴承压盖安装在马达端盖上、并与轴承A配合；
所述油气驱动部件包括驱动部件主体、油箱、活塞A、活塞B、活塞密封腔体、油气混合腔体和活塞腔体端盖；所述活塞密封腔体安装在驱动部件主体上部；所述活塞A安装在活塞密封腔体内、且下部穿入驱动部件主体内部；所述活塞A下部与驱动部件主体上部通过硬弹簧连接；所述活塞A上部与密封腔端盖接触；所述密封腔端盖与活塞密封腔体的上部连接；所述密封腔端盖上部安装有进气管连接件A，进气管连接件A通过气管与出气孔B连通；为油气驱动部件提供动力；所述活塞B的一端安装在驱动部件主体下端内部，活塞B的另一端与软弹簧配合安装在活塞腔体内部；所述活塞腔体的末端与活塞腔体端盖螺纹连接；所述油箱通过油箱连接件与驱动部件主体连通；所述油箱顶部安装有配油端盖，以测量及控制油量；所述油气混合腔体通过主体连接件与驱动部件主体连通；所述油气混合腔体侧面安装有进气管连接件B；所述进气管连接件B通过气管与气动马达的出气孔D和出气孔E连接，为喷射系统提供持续不断的压缩空气；所述喷射系统通过气管与油气混合腔体连接，通过喷头将油雾喷出。
上述方案中，所述通气槽A和通气槽B位于主轴不同的两侧；所述主轴转动到一侧时，进气孔C与出气孔B通过通气槽A连通，进气孔C与出气孔E之间不连通；所述主轴转动到另一侧时进气孔C与出气孔B不连通，进气孔C与出气孔E通过通气槽B连通；
所述气路系统由动力源输入，通过进气孔A和进气孔C进入气动马达；所述进气孔A输入的压缩空气由出气孔D输出；所述进气孔C输入的压缩空气由出气孔B和出气孔E输出；所述出气孔B输出的压缩空气，由进气管连接件A进入油气驱动部件主体；所述出气孔D和出气孔E输出的空气汇合后，由进气管连接件B进入油气混合腔体；所述油气混合腔体内的压缩空气由气管持续输出到喷射系统中。
上述方案中，所述气动马达的叶片体通过键与主轴连接，通过控制压缩空气的输入，改变叶片体的转动速度，以控制气动马达内压缩空气的输出，从而控制油气驱动部件往复运动的速度及频率。
上述方案中，所述进气孔A和出气孔D之间夹角为180°，保证进气孔A和出气孔D之间的压差，使得马达端盖内的气流平稳流动，驱动叶片体持续稳定地转动。
上述方案中，所述油箱底部与油箱连接件内部通孔底部对齐，油箱内的油在重力作用下输入油气驱动部件。
上述方案中，所述气动马达出气孔D和出气孔E内部气体压力比进气孔A和进气孔C的内部气体压力小0.3～0.4MPa，所述喷射系统的喷油孔内部气体压力比出气孔D和出气孔E的内部气体压力小0.2～0.3MPa。保证两级压差，一方面可以平稳驱动主轴，实现压缩空气换向，并完成持续的喷油润滑动作，另一方面，可以节省能源，充分利用压缩空气。
上述方案中，所述活塞腔体端盖底端开有通孔，以供油液驱动部件的活塞及弹簧复位。
上述方案中，所述活塞腔体与活塞腔体端盖通过活塞腔连接件螺纹连接，并通过螺纹连接调节活塞B和软弹簧的初始位置，以控制喷出油量。
上述方案中，所述马达端盖与马达底座通过内六角螺钉B连接；所述轴承压盖通过内六角螺钉A安装在马达端盖上；所述密封腔端盖与活塞密封腔体的上部通过内六角螺钉C连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明所述的一种微量润滑系统装置，通过气动马达主轴的转动，使得主轴内的通气槽控制压缩空气的输入和输出，一方面，压缩空气通过气动马达间断且规律地输入到油气驱动部件当中，使得活塞在弹簧和气压的作用下在油气驱动部件中做循环往复运动，从而使油箱内的润滑油间歇且规律地输入到油气混合腔体中；另一方面，气路系统将气动马达输出的剩余压缩空气持续不断地输入油气混合腔体，为喷射系统及形成油雾提供压缩空气。其中，微小油量的调节，一方面通过调整入口压缩空气的流量，改变气动马达叶片体的转动速度，进而改变油气驱动部件的喷油频率；另一方面，调节活塞腔体连接件及活塞腔端盖，改变油腔的大小，从而调整单次油量。油滴的大小，可以通过改变压缩空气的压力，适当调整油滴的大小。本发明结构紧凑，使用简单，不需要电源，使用工业常用0.8～1MPa压缩空气为动力源，不浪费压缩空气，并且油量和油滴大小可调，可以满足一般生产现场或者防爆特殊环境下微量润滑油的供给。
附图说明
图1为本发明所述微量润滑系统装置的轴测图。
图2为气动马达爆炸图。
图3为气动马达示意图。
图4为图3中气动马达A-A剖视图。
图5为油气驱动部件爆炸图。
图6为油气驱动部件示意图。
图7为图6中油气驱动部件A-A剖视图、且油气驱动部件位于其初始位置。
图8为图6中油气驱动部件A-A剖视图、且油气驱动部件位于其终止位置。
附图标记说明如下：
1-气路系统，2-气动马达，3-油气驱动部件，4-喷射系统，201-内六角螺钉A，202-轴承压盖，203-内六角螺钉B，204-马达端盖，205-滚动轴承A，206-套筒，207-叶片体，208-主轴，209-键，210-通气槽A，211-通气槽B，212-滚动轴承B，213-马达底座，301-活塞腔体端盖，302-活塞腔连接件，303-活塞腔体，304-软弹簧，305-活塞B，306-驱动部件主体，307-进气管连接件B，308-油气混合腔体，309-主体连接件，310-油箱连接件，311-油箱，312-配油端盖，313-活塞密封腔体，314-硬弹簧，315-活塞A，316-密封腔端盖，317-内六角螺钉C，318-进气管连接件A。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，一种微量润滑系统装置，包括气路系统1、气动马达2、油气驱动部件3和喷射系统4；所述气路系统1包括若干气管，所述气动马达2、油气驱动部件3和喷射系统4通过气路系统1安装连接。
如图2所示，所述气动马达2的叶片体207通过键209与主轴208连接；所述主轴208上开有通气槽A210和通气槽B211；所述主轴208的一端通过滚动轴承B212装配在马达底座213上；所述滚动轴承A205与套筒206配合，安装在主轴208的另一端；所述马达端盖204通过内六角螺钉B203装配在马达底座213上；所述轴承压盖202通过内六角螺钉A201装配在马达端盖204上。
如图3和4所示，所述马达端盖204有两个通孔分别为进气孔A和出气孔D；所述马达底座213开有三个通孔，分别为进气孔C、出气孔B和出气孔E。
如图5所示，所述油气驱动部件3的驱动部件主体306的上端与活塞密封腔体313的下端螺纹连接，所述活塞A315与硬弹簧314配合装配在活塞密封腔体313和驱动部件主体306内部；所述密封腔端盖316通过内六角螺钉C317安装在活塞密封腔体313上端；进气管连接件A318安装在密封腔端盖316上，为驱动装置提供动力源；所述活塞B305的一端安装在驱动部件主体306下端内部，活塞B305的另一端与软弹簧304配合安装在活塞腔体303内部；所述活塞腔体303的末端与活塞腔体端盖301通过活塞腔连接件302螺纹连接；所述油气混合腔体308通过主体连接件309与驱动部件主体306的一侧连通，为喷射系统提供油气混合体；所述进气管连接件B307安装在油气混合腔体308上，与气路系统1连接，为油气混合腔体308供气；所述油箱311通过油箱连接件310与驱动部件主体306另一侧连通，为油气驱动部件3供油；所述配油端盖312安装在油箱311上端，控制油箱内油量。
如图6、7和8所示，所述油气驱动部件主体306开有螺纹孔F和螺纹孔H，分别连接油箱连接件310和主体连接件309；所述油箱连接件310内部为通孔，连通油箱311和驱动部件主体306内部；所述油箱311底部与油箱连接件310内部通孔底部对齐，通过重力为油气驱动部件3供油；所述主体连接件309内部为通孔，连接油气混合腔体308和驱动部件主体306，为油气混合腔体308供油。所述喷射系统4通过气管与油气混合腔体308连接，通过喷头将油雾喷出。
所述气动马达2出气孔D和出气孔E内部气体压力比进气孔A和进气孔C的内部气体压力小0.3～0.4MPa，所述喷射系统4的喷油孔内部气体压力比出气孔D和出气孔E的内部气体压力小0.2～0.3MPa。
本发明工作过程：
该微量润滑系统的动力源由车间工位气源的压缩空气提供，气体压力0.8-1MPa，压缩空气经由接头、气管分别进入气动马达进气孔A和进气孔C，压缩空气经由进气孔A进入到气腔中，并由出气孔D输出，出气孔D通过气管与油气驱动部件3的进气管连接件B307连接，为油气混合腔体308及喷射系统4持续不断地提供压缩空气。同时，叶片体207呈逆时针转动，叶片体207与主轴208通过键209连接，在叶片体207转动过程中，带动主轴208转动，为气动马达2提供持续不断的动力。
主轴208上开有通气槽A210和通气槽B211，主轴208转动到一定位置时，进气孔C与出气孔B通过通气槽A210连通，出气孔B通过气管与油气驱动部件3的进气管连接件A318连通，此时，压缩空气由进气孔C进入，由出气孔B输出，并通过气管输出给油气驱动部件3。
随着主轴208的转动，进气孔C与出气孔B未连通时，主轴208上的通气槽B211使得进气孔C与出气孔E连通，此时动力源提供的压缩空气由进气孔C进入，由出气孔E输出，并与出气孔D输出的压缩空气汇合后，通过气管输送到油气驱动部件3的进气管连接件B307进入油气混合腔体308内，为油气混合腔体308和喷射系统4提供压缩空气，此时，出气孔B未有压缩空气输出。另外，通过节流阀可以调整如空压缩空气的流量，进而控制气动马达2的叶片体207的转动速度，控制油气驱动部件3的喷油频率。
如图7所示，为油气驱动部件3的初始位置，此时进气管连接件A318无压缩空气输入，活塞A315与活塞B305在驱动部件主体306内部存在空间以存储油液。油箱311内的油在重力的作用下，通过油箱连接件310内的通孔进入驱动部件主体306内部，处于活塞A315与活塞B305之间，为系统供油，油箱311上部有配油端盖312，可测量及增加润滑油的油量。
气动马达2的出气孔B有压缩空气输出时，压缩空气通过进气管连接件A318进入油气驱动部件3，活塞A315在压缩空气的推动下克服硬弹簧314和软弹簧304的弹力沿竖直方向运动，此时，活塞A315推动驱动部件主体306腔体内部的油液以及活塞B305沿竖直方向运动。
如图8所示，活塞A315和活塞B305运动到油气驱动部件3的终止位置时，活塞B305在通孔G的下部，活塞A315在通孔G的上方，此时，腔体内油液在压缩空气的压力以及重力下，通过主体连接件309进入油气混合腔体308内。另外，活塞腔体303与活塞腔体端盖301通过活塞腔连接件302连接，并通过螺纹连接调节活塞B305和软弹簧304的初始位置，可以改变油腔的体积，进而调整单次喷出油量。
气动马达2的出气孔B停止供气时，活塞A315在硬弹簧314的弹力作用下恢复到初始位置，活塞B305在软弹簧304的作用下恢复到初始位置，此时油气驱动部件3恢复到图7所述的初始位置，油箱311开始继续为系统供油。
随着气动马达2的主轴208的转动，进气孔C与出气孔B通过通气槽A210周期规律地连接与封闭，同时，压缩空气间歇规律地输送给油气驱动部件3，使得油气驱动部件3做循环往复运动，油液也间歇规律地输送到油气混合腔体308内。
气动马达2的出气孔D和出气孔E的压缩空气汇合后，由气管及进气管连接件B307进入油气混合腔体308，为喷射系统4提供持续不断的压缩空气。活塞A315与活塞B305循环往复运动提供的微量润滑油，在油气混合腔体308内由压缩空气撕裂，形成油雾，由喷射系统4喷出。通过调整压缩空气的压力，可以调整油滴直径的大小。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种微量润滑系统装置，其特征在于，包括气路系统(1)、气动马达(2)、油气驱动部件(3)和喷射系统(4)；所述气路系统(1)包括若干气管，所述气动马达(2)、油气驱动部件(3)和喷射系统(4)通过气路系统(1)安装连接；
所述气动马达(2)包括马达底座(213)、马达端盖(204)、主轴(208)、叶片体(207)、轴承A(205)、轴承B(212)和轴承压盖(202)；所述马达端盖(204)设有连通的进气孔A和出气孔D；所述马达底座(213)设有进气孔C、出气孔B和出气孔E，所述轴承B(212)安装在马达底座(213)内部；所述主轴(208)为阶梯轴，下部与轴承B(212)配合安装在马达底座(213)；所述主轴(208)上部穿过叶片体(207)并通过套筒(206)与轴承A(205)配合安装；所述主轴(208)下部开有通气槽A(210)和通气槽B(211)；通气槽A(210)和通气槽B(211)与进气孔C、出气孔B和出气孔E配合控制气流通路；所述马达端盖(204)与马达底座(213)连接；所述轴承压盖(202)安装在马达端盖(204)上、并与轴承A(205)配合；
所述油气驱动部件(3)包括驱动部件主体(306)、油箱(311)、活塞A(315)、活塞B(305)、活塞密封腔体(313)、油气混合腔体(308)和活塞腔体端盖(301)；所述活塞密封腔体(313)安装在驱动部件主体(306)上部；所述活塞A(315)安装在活塞密封腔体(313)内、且下部穿入驱动部件主体(306)内部；所述活塞A(315)下部与驱动部件主体(306)上部通过硬弹簧(314)连接；所述活塞A(315)上部与密封腔端盖(316)接触；所述密封腔端盖(316)与活塞密封腔体(313)的上部连接；所述密封腔端盖(316)上部安装有进气管连接件A(318)，进气管连接件A(318)通过气管与出气孔B连通；所述活塞B(305)的一端安装在驱动部件主体(306)下端内部，活塞B(305)的另一端与软弹簧(304)配合安装在活塞腔体(303)内部；所述活塞腔体(303)的末端与活塞腔体端盖(301)螺纹连接；所述油箱(311)通过油箱连接件(310)与驱动部件主体(306)连通；所述油箱(311)顶部安装有配油端盖(312)；所述油气混合腔体(308)通过主体连接件(309)与驱动部件主体(306)连通；所述油气混合腔体(308)侧面安装有进气管连接件B(307)；所述进气管连接件B(307)通过气管与气动马达(2)的出气孔D和出气孔E连接；
所述喷射系统(4)通过气管与油气混合腔体(308)连接。
2.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述通气槽A(210)和通气槽B(211)位于主轴(208)不同的两侧；
所述主轴(208)转动到一侧时，进气孔C与出气孔B通过通气槽A(210)连通，进气孔C与出气孔E之间不连通；所述主轴(208)转动到另一侧时进气孔C与出气孔B不连通，进气孔C与出气孔E通过通气槽B(211)连通。
3.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述叶片体(207)通过键(209)与主轴(208)连接。
4.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述进气孔A和出气孔D之间夹角为180°。
5.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述油箱(311)底部与油箱连接件(310)内部通孔底部对齐，油箱(311)内的油在重力作用下输入油气驱动部件(3)。
6.根据权利要求1或4所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述气动马达(2)出气孔D和出气孔E内部气体压力比进气孔A和进气孔C的内部气体压力小0.3～0.4MPa，所述喷射系统(4)的喷油孔内部气体压力比出气孔D和出气孔E的内部气体压力小0.2～0.3MPa。
7.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述活塞腔体端盖(301)底端开有通孔。
8.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述活塞腔体(303)与活塞腔体端盖(301)通过活塞腔连接件(302)螺纹连接，并通过螺纹连接调节活塞B(305)和软弹簧(304)的初始位置，以控制喷出油量。
9.根据权利要求1所述的一种微量润滑系统装置，其特征在于，所述马达端盖(204)与马达底座(213)通过内六角螺钉B(203)连接；
所述轴承压盖(202)通过内六角螺钉A(201)安装在马达端盖(204)上；
所述密封腔端盖(316)与活塞密封腔体(313)的上部通过内六角螺钉C(317)连接。
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