[发明专利]滚动轴承的润滑方法和润滑装置

说明书

本件申请是2003年3月3日提交的中国发明专利申请第03805213.X号“滚动轴承的润滑方法和润滑装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及加工机械用主轴支承部，圆头螺栓支承部等所采用的滚动轴承的润滑方法，润滑装置和空气油润滑结构，以及采用该空气油润滑结构的主轴组件。

背景技术

滚动轴承的润滑的目的在于在滚动面和滑动面上形成较薄的油膜，防止金属制的内外圈与金属制的滚动体直接接触的情况，获得下述这样的效果。

①降低摩擦和磨耗；

②排出摩擦热量；

③延长轴承的寿命；

④防止生锈；

⑤防止异物的侵入。

为了通过润滑，发挥这些效果，必须采用适合轴承的使用条件的润滑方法，并且选定良好的润滑剂，并且，设计适合的密封结构。为了去除润滑剂中的灰尘、防止异物从外部侵入，并且防止润滑剂的泄漏，必须适当地设计密封结构。

一般，在加工机械用主轴的支承所采用的滚动轴承中，为了尽可能地减小润滑油的搅拌造成的发热，将所采用的润滑油量限制在非常小的程度。图7表示这样的滚动轴承的使用润滑油量，与摩擦损失和轴承温度之间的关系。在该图中，润滑油量的区域是按照划分为I～V的方式表示的。在该图中的温度上升最小的油量区域II，采用空气油润滑。

在该空气油润滑中，象图8的系统实例所示的那样，采用带有液位开关的箱134、泵135，以及通过计时器141控制的电磁阀140，针对每个轴承133，正确地对润滑油进行计量，按照适合间距将其送出。具有下述的结构，其中，在将其于供油管136的末端与空气供给通路138的空气混合后，通过朝向轴承133的喷嘴156，将其吹向润滑必需部。因此，广泛地用于适合加工机械主轴的高速化处理，低温度上升的润滑方法。

但是，在高速旋转时，由于轴承温度上升，故润滑油的油膜形成能力下降。另外，由于轴承133的旋转部周边的空气连续回转而形成的空气幕也增加，故高速旋转时等的润滑条件严格，从喷嘴156供给的润滑油也难于进入轴承内部。由此，空气油润滑的润滑油的供给量按照在最高旋转时可确保足够的可靠性的方式确定。

在空气油润滑中，象上述那样，假定润滑条件较严的最高旋转的场合，确定润滑油的供给量。

另一方面，在低速旋转时，轴承温度较低，妨碍润滑油供向轴承内部的空气幕的形成能力也降低。因此，不象高速旋转时那样润滑条件严格，润滑油量也不必较多。即，如果按照适合高速旋转时的方式，确定轴承133的润滑油量，则在低速旋转时，处于润滑油过多的状态。空气油润滑相当于图7的温度变化极小的油量区域II，如果象前述那样，润滑油过多，则伴随搅拌阻力，轴承温度上升。

另外，轴承的温度的上升还在于下述这样的其它的原因。

作为空气油供油的一个实例，本发明人尝试了下述的润滑结构，其中，在滚动轴承的内圈的外径面上，设置与该内圈的滚动面连续的斜面部，并且设置按照与该斜面部保持规定间距的方式延伸的喷嘴部件，从与喷嘴部件的上述斜面部面对的空气油喷射口，喷射空气油。滚动轴承采用向心推力球轴承等。

如果采用这样的空气油润滑结构，则作为与运送空气混合的润滑油的空气油从喷嘴部件的空气油喷射口喷射，将其送入内圈的斜面部与喷嘴部件之间的间隙。通过在轴承运转时，在间隙处产生的负压吸引作用，将送入到该间隙的空气油导向到轴承内部，另外，通过附着于内圈斜面部上的润滑油的表面张力，与离心力的斜面部较大直径侧的分力，将其送向轴承内部的滚动面，或保持器的内径面。

由于象这样，将空气油供到内圈的斜面部，不直接向滚动体的滚动通路喷射空气油，故不产生滚动体的公转造成的摩擦风声，噪音降低。另外，由于不是靠空气喷射的油供给，通过内圈的旋转，将供给到内圈的斜面部的空气油送向轴承的内部，故所采用的空气将油运送到内圈的斜面部的功能良好，使使用量减少。由此，还可通过空气量的削减，期待节能效果。