数控机床润滑系统的设计设计

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　　/***********毕业论文（设计）题目：数控机床润滑系统的设计姓名******系别机电工程系专业机电一体化班级************指导老师2013年5月15日毕业论文（设计）成果评定表学生姓名*****学号********班级名称机电技术10-4毕业论文（设计）课题名称数控机床润滑系统的设计成绩：指导老师签名：年月日系主任签名：年月日书目摘要 3前言 4第一章数控机床的系统构成 5其次章数控机床概述 6第一节数控机床的特点 6第三章润滑的分类 8第一节单线第三节容积式润滑系统 9第四章润滑系统的限制原理 10第一节电气限制原理 10其次节自动限制原理 10第五章数控机床润滑系统限制的改进 12第一节润滑系统工作状态的监控 12其次节润滑时间及润滑次数的限制 12第三节润滑报警信号的处理 13第六章：汽油发动机润滑系统故障处理 14第一节机油报警灯亮,机油压力过低 14其次节车辆机油消耗过大 14参考文献 15致谢 16摘要润滑系统是一种被广泛应用于各种自动化机械、仪器和操纵限制装置中的爱护系统。润滑系统之所以得到如此广泛的应用，主要是由于机械仪器之间的摩擦过于损坏机械本身，润滑系统能帮助爱护以至于不造成太大的损坏。机床润滑系统的设计、调试和修理保养，对于提高机床加工精度、延长机床运用寿命等都有着特别重要的作用。但是在润滑系统的电气限制方面，仍存在以下问题:一是润滑系统工作状态的监控。数控机床限制系统中一般仅设油箱油面监控，以防供油不足，而对润滑系统易出现的漏油、油路堵塞等现象，不能刚好做出反应。二是设置的润滑循环和给油时间单一，简洁造成奢侈。数控机床在不同的工作状态下，须要的润滑剂量是不一样的，如在机床暂停阶段就比加工阶段所须要的润滑油量要少。针对上述状况，在数控机床电气限制系统中，对润滑限制部分进行了改进设计，时刻监控润滑系统的工作状况，以保证机床机械部件得到良好润滑，并且还可以依据机床的工作状态，自动调整供油、循环时间，以节约润滑油。润滑系统工作状态的监控。关键词：仪器、操纵限制装置、润滑系前言众所周知，要使运动副的磨损削减，必需在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，即维持摩擦副表面之间恒量油以形成油膜。这通常是连续供油的最佳特性（恒流量），然而，有些小型轴承需油量仅为每小时1-2滴，一般润滑设备按此要求连续供油是特别困难的。此外，很多事实表明，过量供油和供油不足是同样有害的。例如：对一些轴承在过量供油时会产生附加热量、污染和奢侈、大大量试验证明，周期定量供油，既可以使油膜不被损坏又不会产生污染和奢侈，是一种特别好的润滑方式。本文主要通过探讨数控机床的特点，及分类，还有其发展方向，对其润滑系统进行肯定的了解，然后对其润滑系统改进，当连续供油成为不合适时实行经济的周期供油系统来实现。使定量的润滑油按预定的周期时间对各个润滑点供油，从而使运动副均适合实行周期润滑系统来润滑。第一章数控机床的系统构成数控机床一般是由数控装置（CNC）、数控协助部件、输入输出设备、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程限制器（PLC）及电气限制装置、机床本体及测量装置组成的，如图1-1所示网络接口网络接口串口通信CRT机床面板键盘PLC数控系统伺服单元电气限制柜主轴电机进给电机测量装置机床本体刀库液压装置气压装置排屑装置润滑装置图1-1数控机床的硬件构成其次章数控机床概述第一节数控机床的特点一、数控机床的加工特点数控机床的加工有以下几方面的优点。（1）适应性强。适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象改变而改变的适应实力。（2）精度高，质量稳定。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，一般状况下工作过程不须要人工干预，这就消退了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，实行了很多措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。（3）生产效率高。零件加工所需的时间主要包括机动时间和协助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的改变范围比一般机床大，因此数控机床每一道工序都可选用最有利的切削用量。（4）能实现困难的运动。（5）良好的经济效益。（6）有利于生产管理的现代化。二、数控机床的运用特点(一)数控机床对操作修理人员的要求数控机床采纳计算机限制，驱动系统具有较高的技术困难性，机械部分的精度要求也比较高。因此，要求数控机床的操作、修理及管理人员具有较高的文化水平和综合技术素养。数控机床的加工是依据程序进行的，零件形态简洁时可采纳手工编制程序。当零件形态比较困难时，编程工作量大，手工编程较困难且往往易出错，因此必需采纳计算机自动编程。(二)数控机床对夹具和刀具的要求数控机床的刀具应当具有以下特点：（1）具有较高的精度、耐用度，几何尺寸稳定、改变小。（2）刀具能实现机外预调和快速换刀，加工高精度孔时要经试切削确定其尺寸。（3）刀具的柄部应满意柄部标准的规定。（4）很好地限制切屑的折断和排出。（5）具有良好的可冷却性能。(6)具有较高的集成度，运用快捷。（7）运用精度高，误差小。（8）能够提高生产加工时间，削减停机换刀时间。（9）加快换刀及安装时间。（10）提高道具的管理及柔性加工水平，扩大道具的利用水平。（11）有效消退道具测量工作的中断现象。第三章润滑的分类

　　集中润滑系统按运用的润滑元件可分为阻尼式润滑系统、递进式润滑系统和容积式润滑系统。第一节单线阻尼式润滑系统

　　此系统适合于机床润滑点需油量相对较少，并需周期供油的场合。它是利用阻尼式安排器，把泵打出的油按肯定的比例安排到润滑点。一般用于循环系统，也可以用于开放系统，可通过时间的限制，以限制润滑点的油量。该润滑系统特别敏捷，多一个润滑点或少一个都可以，并可由用户安装，且当某一点发生堵塞时，不影响其他点的运用，故应用特别广泛。图3-1所示为单线阻尼式润滑系统。其次节递进式润滑系递进式润滑系统主要由泵站、递进片式分流器组成，并可附有限制装置加以监控。其特点是能对任一润滑点的堵塞进行报警并终止运行，以爱护设备；定量精确、压力高，不但可以运用稀油，而且还适用于运用油脂润滑的状况。润滑点可达100个，压力可达21MPa。

　　递进式分流器由一块底板、一块端板及最少三块中间板组成。一组阀最多可有8块中间板，可润滑18个点。其工作原理是由中间板中的柱塞从肯定位置起依次动作供油，若某一点产生堵塞，则下一个出油口就不会动作，因而整个分流器停止供油。堵塞指示器可以指示堵塞位置，便于修理。图3-2所示为递进式润滑系统。第三节容积式润滑系统

　　该系统以定量阀为安排器向润滑点供油，在系统中配有压力继电器，使得系统油压达到预定值后发讯，使电动机延时停止，润滑油从定量安排器供应，系统通过换向阀卸荷，并保持一个最低压力，使定量阀安排器补充润滑油，电动机再次起动，重复这一过程，直至达到规定润滑时间。该系统压力一般在50MPa以下，润滑点可达几百个，其应用范围广、性能牢靠，但不能作为连续润滑系统。图3-3容积式润滑系统第四章润滑系统的限制原理机床润滑系统的限制分为两部分：电器限制和PLC自动限制。第一节电气限制原理润滑系统电器限制图如图4-1，通过限制沟通接触器KM1来限制润滑电机主电源。经过PLC的自动限制来实现自动限制。QFQFFRKMM图4-1润滑系统电器限制原理图其次节自动限制原理如图4-2，为润滑系统自动限制流程图。当系统打算好之后，CNC发出信号，使得润滑系统起先工作，首次润滑15s后，电机停止工作图4-2，为润滑系统自动限制流程图 当压力开关SP2因压力降低而接通时，起先计时30min,计时完成后，当压力开关SP2断开，润滑电动机再次工作20S，并循环工作。QF4为电动机过载爱护开关，SL为润滑油检测开关，当电动机过载或润滑油不足时则使系统发出报警信号。第五章数控机床润滑系统限制的改进第一节润滑系统工作状态的监控图5-1润滑系统工作状态的监控如图5-1润滑系统中除了因油料消耗，油箱油过少而使润滑系统供油不足外，常见的故障还有油泵失效、供油管路堵塞、分流器工作不正常、漏油严峻等。因此，在润滑系统中设置了下述检测装置，用于对润滑泵的工作状态实施监控，避开机床在缺油状态下工作，影响机床性能和运用寿命。过载检测在润滑泵的供电回路中运用过载爱护元件，并将其热过载触点作为PMC系统的输入信号，一旦润滑泵出现过载，PMC系统即可检测到并加以处理，使机床马上停止运行。油面检测润滑油为消耗品，因此机床工作一段时间后，润滑泵油箱内润滑油会渐渐削减。压力检测机床采纳递进式集中润滑系统，只要系统工作正常，每个润滑点都能保证得到预定的润滑剂。一旦润滑泵本身工作不正常、失效，或者是供油回路中有一处出现供油管路堵塞、漏油等状况，系统中的压力就会显现异样。其次节润滑时间及润滑次数的限制为了要使机床运动副的磨损减小，必需在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，即维持摩擦表面之间恒量供油以形成油膜。但是数控机床运动副须要的润滑油量不是太多时，采纳连续供油方式既不经济也不合理。因为过量供油和供油不足同样是有害的、会产生附加热量、污染和奢侈。因此，润滑系统均采纳定期、定量的周期工作方式。但机床在不同的工作状态下，如刚刚通电初始工作阶段、加工运行和因调整检测工件而使机床暂停运行时，机床对润滑油的需求量各不相同。在配置FANUC数控系统的机床中，通常通过限制润滑泵工作的时间来调整供应的润滑油量，但是，习惯考虑的是润滑系统在机床加工运行状态下的供油方式，而没有顾及其它工作状态，这样，当机床处于其它工作状态时，润滑系统所供应的润滑油量要么不够，要么过多。机床导轨须要的润滑油量近似可用下面公式计算：(长度+移动行程)×宽度×K。从公式中可以看出，机床导轨须要的润滑油量和该导轨上的轴的移动距离有关。欧美生产的数控系统大多以行程量作为依据，来限制润滑泵工作，间隙供油，并在系统中供应了相应的参数，便于机床制造商通过PMC程序对润滑泵进行电气限制。而在FANUC0i系统中没有类似的限制方法，为了能在配置FANUC0i的数控机床上，采纳近似的供油方式限制润滑泵工作，我们改进了润滑限制部分的电气设计，让限制系统能依据机床的详细工作状况自动调整润滑泵工作频率和每次的工作时间，在机床暂停时适当削减供油量，而机床初始工作时适当增加。第三节润滑报警信号的处理压力异样数控机床中润滑系统为间歇供油工作方式。因此，润滑系统中的压力采纳定期检查方式，即在润滑泵每次工作以后检查。假如出现故障，如漏油、油泵失效、油路堵塞，润滑系统内的压力就会突然下降或上升，此时应马上强制机床停止运行，进行检查，以免事态扩大。油面过低以往习惯的处理方法是将“油面过低”信号和“压力异样”报警信号归为一类，作为紧急停止信号。一旦PMC系统接收到上述信号，机床马上进入紧急停止状态，同时让伺服系统断电。但是，和润滑系统因油路堵塞或漏油现象而造成“压力异样”的状况不同，假如润滑泵油箱内油不够，短时间不至于影响机床的性能，无需马上使机床停止工作。第六章：汽油发动机润滑系统故障处理第一节机油报警灯亮,机油压力过低1.机油油面过低。须要添加机油,并检查是否有密封不严造成机油泄漏;2.机油限压阀弹簧失效,必需清除阀门上的杂质,清洗机油泵,更换弹簧;3.机油泵转速过慢或间隙过大,不能供应足够的润滑油。4.机油过热,粘度过稀。须要检查是否运用了合适粘度的润滑油,同时水温过热对此影响也很大,尤其是夏季高温下长时间怠速或爬坡,此时因车速较慢,冷却效果差,发动机温度简洁过高。5.轴瓦磨损。轴瓦磨损造成了机油通过间隙被泄压,造成机油压力低。常见于刚大修完或较旧的车辆。其次节车辆机油消耗过大1.发动机各密封面和油封损坏,将造成润滑油的渗漏。一旦渗漏发生,在发动机外部就可以视察到。假如排气管冒蓝烟,则是润滑油进入燃烧室被烧掉。润滑油可以通过三个途径进入燃烧室:(1)导管和气门杆之间--二者之间发生磨损,间隙过大,在进气行程时,气门罩中的润滑油滴就会沿间隙进入燃烧室;如发生这一故障或扩大了气门导管孔径,应选配大一号气门的气门杆的进气门。(2)气门挡油圈失效,不能有效组织机油通过气门进入燃烧室。(3)活塞环和气缸壁磨损过大,油环刮油作用减弱,使机油进入燃烧室。参考文献1．方沂《数控机床编程和操作》北京.国防工业出版社，1999年版。2．王爱玲等《现代数控原理及限制系统》北京.国防工业出版社，2002年版。3.白恩远等《现代数控机床伺服及检测技术》北京.国防工业出版社，2005年版。4.任建同等《现代数控机床故障诊断及修理》北京.国防工业出版社，2005年版。5.谭维瑜《电机和电气限制》机械工业出版社，2010.6.文红民《液压和气动技术》哈尔滨工程高校出版社，2010.、致谢高校生活一晃而过，回顾走过的岁月，心中倍感充分，当我写完这篇结业论文的时候，有一种如释重担的感觉患上，感叹良多。起首真诚的感谢我的论文引导教员在劳碌的讲授工作中挤出时间来检查核对、修改我的论文还有教过我的全部教员们，你们严密谨慎过细、认仔细真的作风始终是我学习的模范；她们谆谆教育的辅导和不拘泥一格的思绪赐和我无尽的启示。感谢三年中陪伴在我身旁的同学，感谢他们为我提出的有好处的提议和看法，有了他们的支持、鼓动勉励和帮忙，我才能充分的渡过了三年的学习生活。

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