数控机床的稀油润滑系统

张来民

摘 要：数控机床是机械加工所必需的自动化设备，被称为工业母机，而其正常的运行离不开稀油润滑系统的呵护，良好的润滑能够减少运动部件的磨损，保证机床的精度并延长机床的使用寿命。一般来说数控机床的润滑分为稀油润滑、油脂润滑和油气润滑，该文以数控机床的稀油润滑系统为对象，分析了稀油润滑系统的形式和应用，说明润滑油的选择原则，希望能为相关设计人员选择机床稀油润滑系统提供帮助。

关键词：数控机床；稀油润滑系统；润滑油选择

中图分类号： TG659 文献标志码：A

所谓的润滑是指在机械设备摩擦副的相对运动表面加入润滑剂，以形成并保持一层油膜的方式。良好的润滑能够起到降低摩擦阻力、减少表面磨损、降温冷却、防止腐蚀、减震及密封等作用。数控机床作为一种自动化设备，不论是传递动力的齿轮箱，还是传递运动的各伺服轴都需要润滑系统的支持，为了适应现代自动化的生产要求，其润滑系统也必定是一种集中的自动化系统，除了定时添加润滑油外，能够尽量减少人工的维护、保养，提高生产效率。下面我们就来分析以下2种数控机床常用的润滑形式。

1 数控机床齿轮箱的润滑

齿轮箱作为数控机床重要的传动机构，能够将主电机的动力通过多级齿轮传递给主轴，以实现对工件的切削加工，机床带变挡机构的齿轮箱能兼具高转速和大扭矩，其运行的可靠性和稳定性直接影响着机床的品质。齿轮箱内的各级齿轮及轴承都是需要稀油润滑的，不仅要在齿轮接触面形成油膜保护，还要通过稀油的循环流动带走轴承及齿轮高速旋转产生的热量。齿轮箱润滑是一个循环系统，根据使用情况也分为自循环系统和外循环系统2种。作为齿轮箱的润滑系统，需要在机床开机时给齿轮箱内的传动机构提供持续的润滑及冷却。

一种是自循环系统，齿轮箱的底部为一定容积的密封油箱，安装在齿轮箱外部的油泵抽取底部油箱的润滑油，再从齿轮箱顶部的分油器喷出，通过各支路喷淋在齿轮接触点或轴承滚动体上，再由重力流回底部油箱，形成循环。注意在泵的进口需加滤油器，而出口需加流量检测开关，在循环中断时能及时报警。此种循环系统润滑油靠自然冷却，优点是结构简单、可靠；缺点是无主动冷却装置，适用于环境温度不高、主轴转速不高的使用环境。其原理图如图1所示。

另一种是外循环系统，即机床单独配置带油箱的油冷却机，并且要求是双泵型号的。油冷机的出油泵把油箱里的润滑油打入齿轮箱顶部的分油器，通过各支路喷淋在齿轮接触点或轴承滚动体上，滴落在变速箱底的润滑油则被油冷机回油泵通过连接变速箱底的胶管吸回油箱，形成循环。一般油冷机带有过滤装置，可额外在润滑终端附近管路增加流量检测装置，检测润滑是否充分。此种润滑形式的优点是有主动冷却装置，能够保证润滑油带走更多热量，适合环境温度较高或主轴转速较高的环境；缺点是结构较复杂，变速箱与油冷却机距离较远、管线较长；而且出油泵和回油泵流量要调整匹配，如果回抽不及时，会使变速箱内液面升高淹没主轴，冲掉主轴轴承润滑脂，造成主轴的损伤；如果回抽过快造成空吸，影响泵的寿命。所以此种润滑形式在使用的时候，要注意油冷机双泵的匹配，并且在变速箱上设置泄油口，保证箱内液面在接近主轴处即泄漏掉。

2 数控机床丝杠、导轨的润滑

丝杠、导轨是数控机床最常用的运动部件，现在一般都是使用集中润滑系统对其进行润滑。其润滑系统一般由以下部分组成：1）润滑泵-提供循环所需动力；2）分配元件-按需要定量分配润滑油；3）控制系统-由电子程控器和压力开关、液位开关等控制元件组成。

控制润滑泵按设定的周期工作，对润滑泵的开、关机进行控制，对系统压力、液位进行监控和反馈。

按照润滑系统分配元件不同可分为单线阻尼系统、容积式润滑系统和递进式润滑系统。

（1）单线阻尼润滑系统是一种低压润滑系统，工作压力为0.17 MPa～2.5 MPa，可通过计量件按比例分配油量，一般采取周期性润滑。其结构简单、操作维护方便。一般用于结构简单、功能较少、要求不高的专用机床。

（2）容积式润滑系统是一种周期自动集中润滑系统，工作压力为1.75 MPa～3.5 MPa，可按需对各润滑点精确的定量供油。其供油量精确，可对系统压力进行检测、供油可靠。适用性较广，可广泛使用在数控机床上。

（3）递进式润滑系统是一种按设定顺序对润滑点进行润滑的自动系统，工作压力为1 MPa～40 MPa，通过递进式油量分配器中一系列活塞按顺序做差动往复运动，使各润滑点按设定顺序依次出油，出油量取决于分配器中的活塞行程和截面积，系统配备堵塞报警器，实现对润滑点供油情况的监控。其注油量精确，易于测定故障点，易于维修替换油量分配器。适用于自动化要求高，控制精确的机床设备。

此类集中润滑系统能实现对导轨、丝杠自动周期性的定量润滑，从而保证运动精度，延长运动部件的使用寿命。一般设计时按照润滑量进行计算润滑泵运行的间隔时间，以及润滑泵在每个间隔需要持续工作的时间，并根据实际情况进行适当调整。由于是开放式的润滑系统，在润滑过程中注入导轨、丝杠等执行元件的润滑油，最终都会排入机床内部，随排屑系统进入排屑器或者水箱，需要注意对润滑油废液的收集和分离，避免产生环境污染。

另外对润滑油的选择，也要遵循下列原则：

1）对于负荷大的情况，需要选择黏度大、极压性良好的润滑油；负荷小时，则选黏度低的润滑油；冲击较大的场合，也应选择黏度大、极压性好的润滑油。

2）对于运动速度高的情况，选择低黏度润滑油，运动速度低可选黏度大一些的润滑油。

3）环境温度低，选黏度和凝点较低的润滑油，反之可以选择高一些的；工作温度高，则选黏度较大、闪点较高、氧化安定性好的润滑油；温度变化范围大的，要选用粘温特性好的润滑油。

4）环境湿度大及与水接触的工况条件，常常由于混入冷却液而使油品乳化及变质、机件生锈等，使橡胶密封件膨胀变形，使零件表面油漆涂层气泡、剥落，此种情况应选择抗乳化性较强、油性和防锈性能较好的润滑油。所以按照实际使用工况选择润滑油，也能起到事半功倍的效果。

3 结论

可见，稀油润滑系统在数控机床整机中占有十分重要的位置，对于提高机床加工精度、延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用。所以在设计时需要根据实际使用条件、使用环境等综合考虑，选择合理的润滑形式以及相适应的润滑油，实现对运动部件提供稳定、可靠、持续的润滑。

參考文献

[1]陆仲逊.集中稀油润滑装置简介[J].装备机械，2000（1）：43-48.

[2]陈恩云，叶明森.数控机床油脂润滑的应用[J].制造技术与机床，2008（5）：34-35.