[发明专利]一种高速电主轴滚动轴承油气润滑设计方法

权利要求书

1.一种高速电主轴滚动轴承油气润滑设计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：高速电主轴滚动轴承油气润滑系统配置设计，完成高压气体生成系统、气体过滤系统、油气发生系统的设计工作，搭建供气压力可调、供油量可控、工作稳定可靠的油气润滑基础系统；

步骤2：高速电主轴滚动轴承油气喷嘴结构设计，测试喷嘴出口个数、喷嘴出口长径比、喷嘴出口到轴承球体的距离3个喷嘴关键几何参数对轴承工作温升的影响，确定几何参数的最佳取值，以降低轴承温升，提升油气润滑效果；

步骤3：高速电主轴滚动轴承油气参数设计，测试油气供给管道长度、润滑油供油量、油气供气压力、润滑油油品种类4个关键油气参数对轴承工作温升的影响，确定关键油气参数的最佳取值，以降低轴承温升，提升油气润滑效果，延长轴承使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种高速电主轴滚动轴承油气润滑设计方法，其特征在于，所述步骤1：高速电主轴滚动轴承油气润滑系统配置设计，该系统配置具体包括高速电主轴(4)及变频器(12)、循环水冷却设备(13)、油气发生器(9)、冷干机(8)、空气压缩机(5)及过滤器(6)、储气罐(7)、热电偶(14)；空气压缩机(5)产生高压气体，高压气体经过滤器(6)到达储气罐(7)，再经冷干机(8)，以恒定压力流经油气发生器(9)；油气发生器(9)将润滑油注高压气体管路，油气最终被输送到被润滑轴承；紧贴轴承外圈布置有热电偶(14)，用来测量轴承的温升。

3.根据权利要求1所述的一种高速电主轴滚动轴承油气润滑设计方法，其特征在于，所述步骤2：高速电主轴滚动轴承油气喷嘴结构设计，喷嘴结构由油气腔(1)、出口(2)以及外壁(3)结构组成，油气从入口进入油气腔(1)，经油气腔(1)输送至出口(2)处，经出口(2)加压喷射至高速滚动轴承的滚动体，油气喷嘴结构设计具体过程分以下三步：

步骤2a：确定喷嘴出口个数，测试不同工况下喷嘴出口数对滚动轴承温升的影响情况，寻找最低温升点对应的喷嘴出口个数，确定喷嘴出口数；

步骤2b：确定喷嘴出口长径比，测试不同工况下喷嘴出口长径比对滚动轴承温升的影响情况，寻找最低温升点对应的喷嘴出口长径比，确定喷嘴出口长径比L/d值；

步骤2c：确定喷嘴出口到轴承球体的距离，测试不同工况下喷嘴出口到轴承球体的距离对滚动轴承温升的影响，寻找最低温升点对应的喷嘴出口到轴承球体的距离，确定喷嘴出口到轴承球体的距离s值。

4.根据权利要求1所述的一种高速电主轴滚动轴承油气润滑设计方法，其特征在于，所述步骤3：高速电主轴滚动轴承油气参数设计具体过程分以下四步：

步骤3a：油气供给管道长度设计，测试管道长度对油气润滑效果的影响，根据测试结果，寻找最低温升点对应的油气供给管道长度，选择合适的油气供给管道长度；

步骤3b：润滑油供油量设计，测试供油油量对油气润滑效果的影响，根据测试结果，寻找最低温升点对应的润滑油供油量，确定合适的供油量。

步骤3c：油气供气压力设计，测试供气压力对油气润滑效果的影响，根据测试结果，寻找最低温升点对应的油气供气压力，确定合适的供气压力。

步骤3d：润滑油油品种类选择，测试油品种类对油气润滑效果的影响，根据测试结果，寻找最低温升点对应的润滑油油品种类，选择合适的润滑油油品种类。