高速電主軸少量脂潤滑技術研究.pdf

1、高速電主軸擺脫了傳統(tǒng)驅(qū)動結構的中間傳動環(huán)節(jié)，由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動，滿足了高速切削對機床的“高轉(zhuǎn)速、高精度、高可靠性和小振動”的要求，廣泛應用于高速加工技術中；脂潤滑軸承具有結構簡單、維護方便、成本低、密封等優(yōu)點，高速運轉(zhuǎn)的軸承滾動體和套圈只需極少量的潤滑脂就能形成足夠的油膜，流體動力摩擦損失小，保持很低的工作溫度，普遍應用于高速電主軸潤滑系統(tǒng)。少量脂潤滑的高速軸承填脂量過多，攪油發(fā)熱嚴重，造成軸承溫度過高；填脂量過少，在滾動體與套圈之

2、間不能形成足夠的油膜，摩擦磨損嚴重，振動加劇，降低主軸精度，縮短主軸壽命。因此研究高速電主軸少量潤滑技術對提高高速電主軸的使用性能具有重要的意義。
　　首先針對高速軸承少量脂潤滑因磨損或溫度過高發(fā)黑，潤滑脂泄漏等現(xiàn)象分析失效原因，認為高速潤滑脂的觸變性能和抗磨性能差，導致溫度升高，潤滑脂流失，摩擦磨損嚴重，因此開展高速潤滑脂性能研究。按照潤滑脂選用原則選擇軸承用高速潤滑脂（KLUBERISOFLEX NBU15、FAG SPEED

3、2,6（L75）、L252、LGLT2），對所選定的高速潤滑脂，參照國家標準使用標準儀器進行觸變性能、抗磨性能、減摩性能和極壓性能試驗。結果顯示L252在80℃以下觸變性能、抗磨性能和減摩性能最好，極壓性能中等，綜合性能高于同類產(chǎn)品；對含有2％～6%的抗磨極壓添加劑（T361A）的高速潤滑脂KLUBERISOFLEX NBU15進行抗磨試驗，結果表明添加劑含量在6%時抗磨性能和減摩性能提高最多。
　　其次針對少量脂潤滑的高速軸承套

4、圈發(fā)生嚴重塑性變形和套圈表面磨損嚴重的現(xiàn)象進行分析，認為一方面由于潤滑脂的成膜厚度不足以隔開兩接觸金屬表面，造成摩擦面直接接觸，摩擦磨損嚴重；另一方面由于流體動壓潤滑接觸區(qū)的接觸應力太大，超過了潤滑油膜的承載能力或者軸承材料的承載能力造成套圈嚴重塑性變形，因此開展高速潤滑脂在高速條件下潤滑狀態(tài)分析和接觸區(qū)域應力分析。利用等溫熱弾流潤滑理論對四種高速潤滑脂在DGZ-60E高速工況下的潤滑狀態(tài)進行預測，結果表明：四種高速潤滑脂的潤滑油膜具有

5、足夠的承載能力，而在高速（30000r/min以上）時潤滑油膜的最大應力接近甚至超過套圈材料的屈服應力，給套圈變形造成了極大的風險，L252在給定工況條件下均處于全膜潤滑狀態(tài)，潤滑狀態(tài)最好。
　　最后針對少量脂潤滑的高速軸承溫度升高，振動加大的問題，進行填脂量試驗，分析潤滑脂填脂量對軸承的溫度、力矩和振動造成的影響。利用自行研制的高速軸承試驗臺和BRG3000力矩試驗臺，對試驗軸承FAG HCS7003-C-T-P4S-UL進行振