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滾動軸承、潤滑脂補給裝置、主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序的製作方法

2023-09-19 05:27:20 2

專利名稱:滾動軸承、潤滑脂補給裝置、主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序的製作方法
技術領域:
本發明涉及支承工作設備或高速電機的主軸等的滾動軸承、使用潤滑脂使滾動軸承潤滑的潤滑脂補給裝置及使用該潤滑脂補給裝置的主軸裝置。另外,本發明涉及補給潤滑脂的潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序。
背景技術:
在工作設備主軸用軸承上,為提高工作精度,而要求振動、聲響等特性良好。另外,對工作設備主軸用軸承,要求採用易於使用且環境方面或成本方面有利的潤滑脂,且實現高速旋轉性、高壽命。
用於工作設備主軸的潤滑脂潤滑的滾動軸承通常僅用在初期封入的潤滑脂進行潤滑,以不使其發熱。當在封入潤滑脂的初期階段不進行潤滑脂的跑合運轉而直接進行高速旋轉時,會由於潤滑脂的齧入或攪拌阻抗而引起異常發熱,故需要進行數小時跑合運轉,使潤滑脂達到最優狀態。
近年來,工作設備主軸的高速化日益前進,支承主軸的軸承在dmN(=(軸承內徑+軸承外徑)÷2×旋轉速度(rpm))100萬以上的環境下使用是常見的。與油氣或油霧等油潤滑相比,潤滑脂潤滑的滾動軸承具有高速旋轉下壽命縮短的傾向。在使用潤滑脂潤滑時,在達到軸承的滾動疲勞壽命前,就會因潤滑脂劣化而引起軸承燒結。在轉速顯著升高時,在短時間內就會因潤滑脂劣化或油膜形成不足而在早期產生燒結。
因此,為謀求軸承的長壽命化,而提案有如下方法,在軸承的內圈形成凹部,並在該凹部內予先貯存潤滑脂,將貯存的潤滑脂向軸承補給(例如參照特開平1-67331號公報、特開平4-132220號公報、特開平6-35659號公報)。
另外,為謀求軸承的長壽命化,還提案有如下方法,在嵌入軸承的主軸上形成凹部,並在該凹部內予先貯存潤滑脂,將該凹部內貯存的潤滑脂向軸承補給(例如參照特開平6-35653號公報)。
另外,申請人為解決該問題,在特開2003-113846中提出了如下滾動軸承,該滾動軸承是由潤滑脂潤滑的滾動軸承,在外圈上設置補給孔,介由該補給孔補給潤滑脂,一次的補給量為軸承空間容積的0.1~4%。根據該滾動軸承,可抑制旋轉的軸承的異常升溫,防止燒結的產生。因此,根據特開2003-113846中記載的滾動軸承,可以避免異常升溫,可不實施跑合運轉。
但是,在特開2003-113846中記載的滾動軸承中,雖然可以一次補給量為軸承空間容積的0.1~4%的方式補給潤滑脂,從而不產生異常升溫,但在潤滑脂的一次補給量多時,有可能產生溫度的波動。
為評價該溫度的波動,進行了評價試驗,結果表明在內徑65mm的角接觸球軸承中,當在一次補給時補給軸承空間容積的1%以上(軸承空間容積的1%相當於0.15cc)的潤滑脂時,在補給的瞬間產生1℃~2℃程度的溫度波動。
該溫度波動在不要求精度的通常使用時是沒有問題的,但在面向模具用途的工作設備等、嚴格要求精度的裝置主軸內使用的滾動軸承中,該溫度的波動有可能引起軸的長度變化,對加工精度產生影響。
另外,在潤滑脂的補給中,為防止潤滑脂的過剩補給,而提出了補脂裝置,其僅在檢測到軸承異常時補給追加潤滑脂(參照特開昭63-53397號公報及特許3167034號公報)。
但是,由於所述裝置在軸承產生異常後補給追加潤滑脂,故在補給追加潤滑脂的時刻軸承有可能已被損傷。軸承的損傷成為工作設備的軸振擺精度降低的原因,工作設備的加工精度降低。因此,一般的潤滑脂補給裝置是在軸承使用環境下以最惡劣的條件為基準,每隔一定的補給間隔補給潤滑脂,以不因潤滑不良而對軸承產生任何損傷。
但是,以軸承使用環境下最惡劣的條件為基準,設定補給裝置,以每隔規定的補給間隔補給潤滑脂時,補給裝置即使在軸承的使用條件不太惡劣時,也向軸承內部補給過剩的潤滑脂,具有產生潤滑脂過剩這樣的問題。
例如,根據申請人進行的試驗,當使軸承支承的軸徑65mm的軸以旋轉速度22000min-1在不給脂的狀態下旋轉時,在100小時引起潤滑脂劣化,軸承受到損傷,在以18000min-1進行不給脂旋轉時,在其10倍即1000小時軸承受到損傷。因此,每隔一定間隔的補給在使用條件不惡劣的情況是低效的,會導致補給次數的無效增加。另外,通過該補給次數的增加補給的過剩潤滑脂使軸承溫度不穩定。
另外,在所述設定中,不考慮軸承的運轉狀態而補給潤滑脂。因此,對在停止的軸承內也會不斷地補給潤滑脂。因此,在停止後的軸承再運轉時,追加的潤滑脂會增大潤滑脂的攪拌阻抗,從而引起急劇的溫度上升。
另外,監視潤滑裝置中潤滑油排出狀態的裝置可知有以下裝置。
1、在潤滑裝置中,在罐(泵)內貯存潤滑油,檢測從閥(定量型活塞泵)排出的潤滑油的壓力,監視其是否位於與閥連接的潤滑系使用壓力範圍內(參照特開2003-113846號公報)。
2、檢測機械式定量型活塞泵的活塞動作,監視是否排出潤滑油(參照特開平5-87293號公報)。
3、加熱從機械式定量型活塞泵向配管內排出的潤滑油的一部分,檢測加熱後的潤滑油的運動,監視潤滑油的排出狀況(參照實公平6-29742號公報)。
4、檢測潤滑脂被給脂到軸承裝置時發熱的溫度,監視潤滑脂的排出狀態(參照特開平11-270789號公報)。
如圖113所示的潤滑脂補給裝置1640通過將閥(電磁閥)1641打開,向機械式定量型活塞泵1642供給空氣,定量活塞1642a工作,向用於向軸承1643供給潤滑脂的配管1644內排出潤滑脂Gr。然後,向心軸內部的軸承裝置補給潤滑脂。另外,通過打開閥(電磁閥)1641,向潤滑脂罐1645內供給空氣,對罐內的活塞1646加壓。
通過關閉閥(電磁閥)1641,不將空氣供給到機械式定量型活塞泵1642,定量活塞1642a還原。此時,對潤滑脂罐內的活塞加壓的空氣因安裝在潤滑脂罐內的阻抗體1649而不會脫壓,潤滑脂罐1645內的潤滑脂Gr向機械式定量型活塞泵1642供給潤滑脂。
通過反覆進行以上的動作,間歇地向軸承裝置內部微量且定量補給潤滑脂。
但是,當貯存向機械式定量型活塞泵供給的潤滑脂的潤滑脂罐的潤滑脂用盡時,就不能從機械式定量型活塞泵供給潤滑脂,軸承就會產生潤滑不良,使軸承產生燒結。
另外,在向機械式定量型活塞泵輸送時,關閉電磁閥,機械式定量型活塞泵還原時,不向潤滑脂罐內的潤滑脂施加壓力,這種情況下,不從潤滑脂罐向機械式定量型活塞泵供給潤滑脂,不從機械式定量型活塞泵排出潤滑脂,因此,軸承產生潤滑不良,在軸承上產生燒結。
另外,作為一般產業用潤滑脂補給裝置,圖114所示的潤滑脂補給裝置1650是使用從外部的空氣供給源給予的外力能量進行潤滑脂補給的阻抗式空氣驅動泵式補給裝置。
潤滑脂補給裝置1650中,在潤滑脂罐1651的一端部連通連接空氣供給源,同時,在潤滑脂罐165的另一端部連通連接潤滑脂補給用配管1652。潤滑脂補給用配管1652中,基端部連通潤滑脂罐1651的排出口1653,並在前端部設置噴嘴1654。噴嘴1654被配置在具有球軸承或圓柱滾子軸承的軸承裝置1655的側部。
在這樣的潤滑脂補給裝置1650中,通過以一定的時間對潤滑脂罐1651內的活塞1656施加壓力,在潤滑脂罐1651內貯存的潤滑脂1657通過排出口1653、潤滑脂補給用配管1652被輸送到噴嘴1654,並從噴嘴1654排出到軸承裝置1655的軸承空間內(例如參照(株)サンエイテック「EFD液劑排出系統說明書」(第4頁~第17頁))。
作為所述的潤滑脂補給裝置的其它結構,圖115所示的潤滑脂補給裝置1660具有與圖114所示的潤滑脂補給裝置1650相同的結構,是使用從外部空氣供給源給予的外力能量進行潤滑脂補給的阻抗式空氣驅動泵式補給裝置。
潤滑脂補給裝置1660中,在潤滑脂罐1661的一端部連通連接有空氣供給源,同時,在潤滑脂罐1661的另一端連通連接有潤滑脂補給用配管1662。潤滑脂補給用配管1662中,基端部連通潤滑脂罐1661的排出口1663,前端部連通連接在具有球軸承或圓柱滾子軸承等的軸承裝置1665中在外圈1666的直徑方向形成的潤滑脂補給孔1667。
在這樣的潤滑脂補給裝置1660中,通過以一定時間給予潤滑脂罐1661內的活塞1668壓力,使在潤滑脂罐1661內貯存的潤滑脂1669通過排出口1663、潤滑脂補給用配管1662、潤滑脂補給孔1667被輸送,並通過潤滑脂補給孔1667從外圈外徑部排出到軸承裝置1665的軸承空間內(例如參照(株)サンエイテック「EFD液劑排出系統說明書」(第4頁~第17頁))。
作為所述的潤滑脂補給裝置的其它結構,圖116所示的潤滑脂補給裝置1670是使用通過電機等原動機產生的外力能量進行潤滑脂補給的機械驅動泵式補給裝置。
潤滑脂補給裝置1670中,在潤滑脂罐1671內內裝有電機1672,在電機1672的輸出軸上設有陽螺紋1673。而且,在輸出軸的陽螺紋1673上螺合有活塞1674的陽螺紋1675。
在潤滑脂罐1671的端部連通連接有潤滑脂補給用配管1676,潤滑脂補給用配管1676中,基端部連通潤滑脂罐1671的排出口1677,前端部設有噴嘴1678。噴嘴1678被配置在具有球軸承或圓柱滾子軸承等的軸承裝置1679的側部。
在這樣的潤滑脂補給裝置1670中,通過向電機1672供給電流使輸出軸旋轉,通過利用輸出軸的旋轉使活塞1674在潤滑脂罐1671內前進,將潤滑脂罐1671內的潤滑脂1680加壓,潤滑脂1680通過排出口1677、潤滑脂補給用配管1676被輸送到噴嘴1678,從噴嘴1678排出到軸承裝置1679的軸承空間內。潤滑脂補給用配管1676與圖115相同,也連通連接於軸承裝置1679中外圈直徑方向形成的潤滑脂補給孔,從而從外圈外徑部向軸承空間內排出潤滑脂1680(例如參照ING商事(株)「德國制自動連續給油器」perma(第2頁~第4頁))。
但是,在潤滑脂補給裝置1650、1660、1670中,根據從對潤滑脂加壓的部分到軸承的配管的內徑或長度、噴嘴形狀、及溫度等條件,潤滑脂的排出量產生大的變動,故每當這些條件變化時,必須控制調節對潤滑脂的加壓時間,難於進行穩定的潤滑脂的排出。
另外,在潤滑脂補給裝置1670中,位於從對潤滑脂加壓的部分到軸承的配管內的潤滑脂內長時間產生殘壓,雖然是微量但有流動的傾向。因此,在配管內,在配管內徑附近和配管中心附近,潤滑脂的流動產生變動。而且,當在該狀態下被長時間放置時,潤滑脂產生分油,配管內存在稠度不同的潤滑脂,不能進行定量的排出。
另外,在潤滑脂補給裝置1670中,根據排出口1677後段的潤滑脂補給用配管1676的形狀,有可能即使驅動活塞1674,也會因管內阻力而不能排出潤滑脂1680,其壓力有可能使潤滑脂罐1671膨脹。
另外,在特開2000-288870號公報中可知有管理汙染的技術,以不使塵埃、液體等異物侵入主軸裝置的軸承部。但是,即使進行這樣的管理,潤滑脂的壽命也有限,不能得到與油氣潤滑或油霧潤滑相同的長壽命。
另外,在申請人已提案的特開2003-113846的技術中,雖可將潤滑脂長壽命化,但在不進行冷卻時,在dmN180萬水平下外圈升溫達到70~80℃,有可能因潤滑脂的氧化劣化或油膜形成不足而引起燒結。
為抑制發熱,高速旋轉用潤滑脂多使用基油粘度相當於VG22的潤滑脂。作為工作設備主軸用高速旋轉時一般使用NOKクリユ一バ一社制的伊索弗列克斯NBU15。該潤滑脂基油粘度為20mm2/s(40℃)。在軸承溫度達到70~80℃時,基油的動粘度變為6~8mm2/s,難於確保油膜。
另外,在工作設備的主軸裝置中,當切削液從外部侵入主軸裝置內的軸承內部時,主軸軸承的潤滑性能劣化,會產生燒結,故在從主軸和套前端的間隙到軸承的切削液浸入區域配置作為切削液侵入防止裝置的圖117所示的迷宮式密封或氣體密封(例如參照實開平4-90770號公報、特開2002-239867號公報)。
但是,這些切削液侵入防止裝置不能完全防止切削液的侵入。
因此,如圖118所示,提供了在軸承上配置切削液檢測傳感器以檢測侵入軸承內的切削液的軸承(例如參照特開2002-206528號公報)。
但是,在實開平4-90770號公報中具有切削液向主軸裝置內部侵入的問題。另外,在特開2002-239867號公報的通過主軸旋轉從排液孔排出異物的方法中,當旋轉速度降低時,排出能力就會降低。另外,特開2002-206528號公報的利用設於軸承內部的傳感器檢測切削液侵入的方法是在切削液已經侵入軸承內部後進行的,故會產生軸承燒結或者必須進行軸承更換或拆解、清洗等維護。特別是在潤滑脂潤滑時,當一次封入的潤滑脂中侵入切削液時,潤滑脂就會被切削液洗掉,軸承就會被損傷,這是很多見的。
另外,如圖119所示,提出了在外圈隔圈1711上形成潤滑劑的貯存空間1712,將向軸承內部供給的潤滑劑向軸承外部排出的軸承裝置1701。
該軸承裝置1701中,可定期吸引貯存於排出空間1714、1712內的潤滑劑。
另外,圖119中符號1715是潤滑劑供給孔,1716是套,1717是內圈隔圈,1718是滾珠,1719是外圈,1720是內圈。
圖120所示的軸承裝置1702中,在軸承1713的單側安裝有板件1721,潤滑劑流向與板件1721相反側的較大的空間1722。另外,圖120中的符號1723是外圈隔圈。
但是,上述的軸承裝置1701、1702(參照圖119及圖120)中,通過向利用連續供給充滿潤滑劑的軸承空間內進一步供給潤滑劑,將潤滑劑擠壓向軸承裝置1701、1702的外部,故向軸承外部排出潤滑劑的力量小。
因此,不能由排出的潤滑劑充滿構成於外圈隔圈1711上的貯存空間1712,長時間持續補給潤滑劑是困難的。
另外,在利用來自軸承裝置外部的吸引向軸承裝置1701、1702的外部排出潤滑劑時,難於全部除去軸承裝置1701、1702內部的潤滑劑。
另外,如圖121所示,考慮了如下方法,即從外部向在套1751上嵌入外圈1753的軸承1752補給潤滑脂。
作為其一例可知有軸承潤滑脂補給裝置1750,在套1751上貫通設置潤滑脂補充孔1754,並與該潤滑脂補充孔1754對準,在外圈1753上貫通設置補給孔1755。
根據軸承的潤滑脂補給裝置1750,在潤滑脂補給孔1754上介由潤滑脂補給用配管具有潤滑脂補給裝置(未圖示),可利用潤滑脂補給裝置介由潤滑脂補給用配管、潤滑脂補充孔1754及補給孔1755向軸承1752補充潤滑脂。但是,在所述的結構中,在將軸承裝入套時,必須耗費進行補給孔1755和潤滑脂補給孔1754的對位的時間。
因此,雖也可在外圈上形成向軸承內部補給潤滑脂的補給孔,在外圈的外周形成包括補給孔的環狀槽,或在套內周形成面臨補給孔的環狀槽,形成在組裝時不必對準套和軸承的相位的結構,但在以上的結構中,為了從套的潤滑脂補充孔通過環狀槽從外圈補給孔向軸承內部供給潤滑脂,以下三點是重要的。
(i)環狀槽的斷面面積和環狀槽斷面周長的關係(ii)套和軸承外圈的間隙值(iii)軸承外圈的除環狀槽以外的外徑面和套沿軸向相接的長度當(i)的值小時,潤滑脂通過環狀槽時形成阻力,不能到達外圈補給孔,潤滑脂不能供給到軸承內部。
當(ii)的值大時,由於在環狀槽流動的潤滑脂從套和軸承外圈的間隙漏出,並被排出到軸承外部,故不能從外圈補給孔向軸承內部供給潤滑脂。
當(iii)的值小時,在環狀槽流動的潤滑脂從套和軸承外圈的間隙漏出,並被排出到軸承外部,故不能從外圈補給孔向軸承內部供給潤滑脂。

發明內容
本發明是鑑於所述問題點而開發的,第一目的在於,提供一種滾動軸承、潤滑脂補給裝置、主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序,在潤滑脂供給時,可進行高速旋轉,同時,可使軸承長壽命化。
特別地,本發明提供一種滾動軸承、潤滑脂補給裝置、主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序,可抑制潤滑脂供給時溫度的波動、在短時間內進行軸承的組裝操作、減輕操作者的負擔、可不受配管影響地進行間歇地排出微量且定量的潤滑脂的定量補給。
另外,本發明的目的在於,提供一種主軸裝置,在切削液侵入軸承內部之前檢測切削液向主軸裝置內部的侵入,可不長時間停止設備運行而穩定且長時間維持主軸軸承的潤滑性能。
本發明的目的還在於,提供一種主軸裝置,可持續排出供給的潤滑劑,穩定進行長時間的連續運行,另外,可可靠地向主軸裝置外部排出潤滑劑,進行維修容易的穩定的潤滑劑補給,保持良好的潤滑狀態,且可實現軸承的長壽命化。
本發明的目的通過下述結構來實現。
(1)、提供一種主軸裝置,其包括可在套內旋轉支承主軸的滾動軸承和向所述滾動軸承的內部補給潤滑脂的潤滑脂補給裝置,其中,滾動軸承包括內周面具有外圈軌道面的外圈;外周面具有內圈軌道面的內圈;在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間滾動自如地設置的滾動體,所述主軸裝置的特徵在於,所述潤滑脂補給裝置補給所述潤滑脂,一次的補給量為0.004cc~0.1cc。
(2)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置包括設於所述外圈上的補給孔。
(3)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸裝置還具有外圈隔圈,所述潤滑脂補給裝置包括在所述外圈隔圈上設置的補給孔。
(4)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置包括在所述套上設置的補給孔。
(5)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸裝置還包括在所述內圈或所述外圈的側面附近配置的至少一個旋轉體,通過所述旋轉體的旋轉將潤滑脂向所述滾動軸承的外部排出。
(6)、如(5)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述套上設有貯存排出的潤滑脂的貯存空間。
(7)、如(6)所述的主軸裝置,其特徵在於,其具有從所述貯存空間向所述主軸裝置外部排出潤滑脂的至少一個排出孔,可在該排出孔內貯存潤滑脂。
(8)、如(5)~(7)的任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述旋轉體是在內圈隔圈、所述內圈、所述滾動軸承的護圈中至少一個上形成的凸緣。
(9)、如(7)或(8)所述的主軸裝置,其特徵在於,可通過從外部向所述排出孔流入潤滑脂之外的其它流體來排出潤滑脂。
(10)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸裝置具有檢測所述主軸旋轉速度的旋轉傳感器,所述潤滑脂補給裝置根據所述旋轉速度向所述滾動軸承的內部補給潤滑脂。
(11)、如(10)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置將旋轉速度分割為多個區域,在每個所述區域上設定加算值,並在每個單位時間累計對應測定的所述旋轉速度的所述加算值,求出累計值,在所述累計值達到規定值或所述規定值以上時,補給潤滑脂。
(12)、如(11)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
(13)、如(11)或(12)所述的主軸裝置,所述潤滑脂補給裝置在所述軸停止時將加算值設為0,不進行累計。
(14)、如(10)~(13)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置如下控制,在所述潤滑脂補給裝置內的潤滑脂殘留量達到規定值或其以下時,使所述主軸的旋轉速度等於或小於規定的旋轉速度。
(15)、如(11)~(13)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置如下控制,在所述潤滑脂補給裝置內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,使所述主軸的旋轉速度等於或小於規定的旋轉速度,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域的最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
(16)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置包括具有止回閥及定量排出活塞、用於排出所述潤滑脂的機械式定量型活塞泵;貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓的潤滑脂罐內活塞;被設於所述潤滑脂罐內並監視潤滑脂殘留量的傳感器。
(17)、如(16)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述傳感器具有被安裝在所述潤滑脂罐內活塞上的磁鐵。
(18)、如(16)或(17)所述的主軸裝置,其特徵在於,設有監視所述潤滑脂罐內的潤滑脂壓力、或連接所述機械式定量型活塞泵和所述潤滑脂罐的潤滑脂配管內的潤滑脂壓力的傳感器。
(19)、如(16)~(18)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,為在所述機械式定量型活塞泵進行衝程,排出潤滑脂後,在所述定量排出活塞還原的狀態下,對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓,設有在所述潤滑脂罐內活塞上一定時間內保持壓力的機構。
(20)、如(16)~(19)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述傳感器在檢測出異常時,控制所述主軸旋轉速度的上限。
(21)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置具有機械式定量型活塞泵,該活塞泵包括貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;收納予定量的從所述潤滑脂罐供給的潤滑脂的驅動缸;可在所述驅動缸內往復移動的定量排出活塞,其將收納在該驅動缸內的定量的潤滑脂排出到潤滑脂補給用配管內;配置在所述驅動缸端部的止回閥。
(22)、如(21)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述機械式定量型活塞泵具有向所述驅動缸內供給介質的閥,所述定量排出活塞被從所述閥供給的所述介質驅動。
(23)、如(21)或(22)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給用配管為聚四氟乙烯管。
(24)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,還包括向所述套內部供給冷卻液,冷卻規定位置的冷卻裝置;具有被設置在所述主軸上的轉子及與所述轉子相對設置在所述套內周面上的定子的電機,所述主軸由所述電機驅動,所述冷卻裝置可冷卻所述定子,同時,可冷卻所述滾動軸承的至少所述外圈。
(25)、如(24)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述冷卻裝置將所述冷卻液供給到所述主軸內部,且使所述冷卻液沿所述主軸的縱向流通,從而可冷卻所述主軸。
(26)、如(24)或(25)所述的主軸裝置,其特徵在於,具有回收從所述主軸及所述套排出的所述冷卻液的冷卻液回收裝置。
(27)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述滾動軸承具有在所述外圈形成並向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔和在所述外圈外周形成且包括所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)所得的值等於或大於0.25mm。
(28)、如(1)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述滾動軸承具有在所述外圈形成且向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔,所述套具有在其內周形成且面對所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)所得的值等於或大於0.25mm。
(29)、如(27)或(28)所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述外圈的外周或所述套的內周,在所述補給孔的軸向兩側形成有一對外側圓環槽,在所述一對圓環槽內嵌入有O型密封環。
(30)、如(27)或(28)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述套的內周和所述外圈的外周的間隙等於或小於30μm,所述外圈的外徑面和所述套沿軸向相接的部分的長度等於或小於1mm。
(31)、如(1)~(30)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸為工作設備用主軸。
(32)、如(1)~(30)任意一項述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是高速電機用主軸。
(33)、一種主軸裝置,其特徵在於,包括滾動軸承,其可旋轉地在套內支承主軸,包括在內周面具有外圈軌道面的外圈、在外周面具有內圈軌道面的內圈、滾動自如地設置在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間的滾動體;潤滑劑供給經路,其從外部向所述滾動軸承的內部供給潤滑劑;旋轉體,其被配置在所述內圈或所述外圈的側面附近,通過所述旋轉體的旋轉將所述潤滑劑排出到所述旋轉軸承的外部。
(34)、如(33)所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述套上設有貯存排出的潤滑劑的貯存空間。
(35)、如(34)所述的主軸裝置,其特徵在於,具有從所述貯存空間向所述主軸裝置外部排出所述潤滑劑的至少一個排出孔,在該排出孔內貯存所述潤滑劑。
(36)、如(34)或(35)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述旋轉體是在內圈隔圈、所述內圈、所述滾動軸承的護圈的至少一個上形成的凸緣。
(37)、如(34)~(36)任意一項所述的主軸裝置,可通過從外部將與所述潤滑劑不同的流體流入所述排出孔排出所述潤滑劑。
(38)、如(33)~(37)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是工作設備用主軸。
(39)、如(33)~(37)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是高速電機用主軸。
(40)、一種主軸裝置,其特徵在於,在從主軸和套前端的間隙至滾動軸承的切削液浸入區域配設有切削液檢測傳感器。
(41)、如(40)所述的主軸裝置,其特徵在於,將所述切削液檢測傳感器配設在從迷宮式密封到所述滾動軸承之間。
(42)、如(40)或(41)所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述切削液浸入區域開口排液通路,並在該排液通路上配設切削液檢測傳感器。
(43)、如(40)~(42)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述排液通路上配設有排出閥。
(44)、如(43)所述的主軸裝置,其特徵在於,基於所述切削液檢測傳感器的檢測信號使所述排出閥工作,從所述切削液浸入區域排出切削液。
(45)、如(40)~(44)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述滾動軸承上形成潤滑劑供給孔,同時,將該潤滑劑供給孔連接到潤滑劑供給裝置,並基於所述切削液檢測傳感器的檢測信號使所述潤滑劑供給裝置工作,向所述滾動軸承供給潤滑劑。
(46)、如(40)所述的主軸裝置,其特徵在於,其用於具有限於根據所述切削液檢測傳感器的信號不會使所述滾動軸承受到損傷的運行條件的功能的工作設備。
(47)、如(40)~(46)任一項所述的主軸裝置,其特徵在於,具有基於所述切削液檢測傳感器的檢測信號進行警告顯示的警告裝置。
(48)、一種主軸裝置,其包括外嵌滾動軸承的套;穿通所述滾動軸承的主軸;向所述滾動軸承的軸承空間供給潤滑脂,進行潤滑脂潤滑的潤滑脂補給裝置;向所述套的內部供給冷卻液,冷卻規定位置的冷卻裝置,其中,利用具有設置在所述主軸上的轉子及與所述轉子對向設置在所述套內周面的定子的電機驅動所述主軸,其特徵在於,所述冷卻裝置可冷卻所述定子,同時,可冷卻所述滾動軸承的至少固定側軸承。
(49)、如(48)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述冷卻裝置通過向所述主軸內部供給所述冷卻液,並沿所述主軸的縱向使所述冷卻液流通,可冷卻所述主軸。
(50)、如(48)或(49)所述的主軸裝置,其特徵在於,具有回收從所述主軸及所述套排出的所述冷卻液的冷卻液回收裝置。
(51)、如(48)~(50)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是工作設備用主軸。
(52)、如(48)~(50)任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是高速電機用主軸。
(53)、一種潤滑脂補給裝置,其是滾動軸承用潤滑脂補給裝置,其具有向滾動軸承內部補給潤滑脂的潤滑脂補給機構,該滾動軸承包括在內周面具有外圈軌道面的外圈;在外周面具有內圈軌道面的內圈;被滾動自如地設置在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間的滾動體,所述潤滑脂補給裝置的特徵在於,所述潤滑脂補給機構補給潤滑脂,使一次的補給量為0.004cc~0.1cc。
(54)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構含有在所述外圈設置的補給孔。
(55)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構含有在接近所述滾動軸承的外圈隔圈上設置的補給孔。
(56)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述滾動軸承是所述滾動體為滾柱的滾柱軸承。
(57)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述滾動軸承具有接觸角,是所述滾動體為滾珠的角接觸球軸承,所述潤滑脂補給機構含有開口於所述外圈軌道面的偏離與所述滾珠接觸的接觸部的位置的補給孔。
(58)、如(53)~(57)任一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述補給孔的直徑在0.1~5mm的範圍內。
(59)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述滾動軸承旋轉自如地支承主軸,其還具有根據所述主軸的旋轉速度控制補給所述潤滑脂的補給時間的控制裝置。
(60)、如(59)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置中,將旋轉速度分割為多個區域,在每個所述區域設定加算值,在每個單位時間累計對應測定的所述旋轉速度的所述加算值,求出累計值,在所述累計值等於或大於規定值時,指示所述潤滑脂補給機構補給潤滑脂。
(61)、如(60)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在補給潤滑時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
(62)、如(60)或(61)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述主軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
(63)、如(59)~(62)任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,控制所述軸的旋轉速度等於或小於規定的旋轉速度。
(64)、如(60)~(62)任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,控制所述軸的旋轉速度等於或小於規定的旋轉速度,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
(65)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構包括具有止回閥及定量排出活塞,且用於排出潤滑脂的機械式定量型活塞泵;貯存潤滑脂的潤滑脂罐;所述潤滑脂罐內的活塞,在所述潤滑脂罐設有監視潤滑脂殘留量的傳感器。
(66)、如(65)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述傳感器具有被安裝在所述潤滑脂罐內的活塞上的磁鐵。
(67)、如(65)或(66)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,設有監視所述潤滑脂罐內的潤滑脂的壓力、或連接所述機械式定量型活塞泵和所述潤滑脂罐的潤滑脂配管內的潤滑脂的壓力的傳感器。
(68)、如(65)~(67)任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,設有為在所述機械式定量型活塞泵進行衝程動作,排出潤滑脂後,在所述定量排出活塞還原的狀態下,對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓,在所述潤滑脂罐內的活塞上保持一定時間壓力的機構。
(69)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構具有機械式定量型活塞泵,該活塞泵包括貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;收納予定量的從所述潤滑脂罐送給的潤滑脂的驅動缸;在所述驅動缸內可反覆移動配置的定量排出活塞,以將貯存於該驅動缸內的定量的潤滑脂排出到潤滑脂補給用配管內;在所述驅動缸端部配置的止回閥。
(70)、如(69)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述機械式定量型活塞泵具有向所述驅動缸內供給介質的閥,所述定量排出活塞由從所述閥供給的所述介質驅動。
(71)、如(69)或(70)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給用配管為聚四氟乙烯管。
(72)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構具有在所述外圈形成,且向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔和在所述外圈的外周形成,且含有所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)所得的值等於或大於0.25mm。
(73)、如(53)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構具有在所述外圈形成,且向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔和在介由所述滾動軸承支承所述主軸的套的內周形成,且面臨所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)所得的值等於或大於0.25mm。
(74)、如(72)或(73)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,在所述外圈的外周或所述套的內周,在所述補給孔的軸向兩側形成一對外側圓環槽,並在所述一對外側圓環槽內嵌入O型密封環。
(75)、如(72)或(73)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述套的內周和所述外圈外周的間隙等於或小於30μm,所述外圈的外徑面和所述套軸向相接的部分的長度等於或大於1mm。
(76)、一種工作設備用主軸裝置,其使用(53)~(75)中任意一項所述的潤滑劑補給裝置。
(77)、一種高速電機用高速主軸裝置,其使用(53)~(75)中任意一項所述的潤滑劑補給裝置。
(78)、一種潤滑脂補給裝置,其特徵在於,具有向旋轉自如地支承主軸的滾動軸承內部補給追加潤滑脂的潤滑脂補給機構和根據所述主軸的旋轉速度控制所述潤滑脂補給機構補給所述追加潤滑脂的補給時間的控制裝置。
(79)、如(78)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置將旋轉速度分割為多個區域,在每個所述區域設定加算值,在每個單位時間累計對應測定的所述旋轉速度的所述加算值,求出累計值,在所述累計值等於或大於規定值時,指示所述潤滑脂補給機構補給所述追加潤滑脂。
(80)、如(79)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
(81)、如(79)或(80)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
(82)、如(78)~(81)任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,控制所述軸的旋轉速度等於或小於規定的旋轉速度。
(83)、如(79)~(81)任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,控制所述軸的旋轉速度等於或小於規定的旋轉速度,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
(84)、一種工作設備用主軸裝置,其使用(78)~(83)中任意一項所述的潤滑劑補給裝置。
(85)、一種高速電機用高速主軸裝置,其使用(78)~(83)中任意一項所述的潤滑劑補給裝置。
(86)、一種潤滑脂補給方法,向潤滑脂潤滑的旋轉體補給追加潤滑脂,其特徵在於,包括將旋轉速度分割為多個區域的步驟;對每個所述多個旋轉速度區域設定加算值的步驟;在每個單位時間測定所述旋轉體的實際旋轉速度的步驟;確定所述實際旋轉速度位於所述多個區域中的哪個區域的步驟;累計對應含有所述實際旋轉速度的區域的所述加算值,求出累計值的步驟;在所述累計值達到等於或大於規定值時,發出補給追加潤滑脂的指示的步驟。
(87)、如(86)所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,在補給潤滑脂時將所述累計值清除,累計所述累計值的清除次數。
(88)、如(86)或(87)所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,在所述軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
(89)、如(86)~(88)任意一項所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,具有在潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,將所述實際旋轉速度控制為等於或小於規定值的步驟。
(90)、如(89)所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,所述實際旋轉速度的規定值位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
(91)、一種工作設備用主軸裝置,其使用(86)~(90)中任意一項所述的潤滑脂補給方法。
(92)、一種高速電機用高速主軸裝置,其使用(86)~(90)中任意一項所述的潤滑脂補給方法。
(93)、一種潤滑脂補給程序,向被潤滑脂潤滑的旋轉體補給追加潤滑脂,其特徵在於,包括將旋轉速度分割為多個旋轉速度區域的步驟;對每個所述多個旋轉速度區域設定加算值的步驟;在每個單位時間測定所述旋轉體的實際旋轉速度的步驟;確定所述實際旋轉速度位於所述多個區域的哪個區域的步驟;累計對應含有所述實際旋轉速度的區域的所述加算值,求出累計值的步驟;在所述累計值等於或大於規定值時,發出補給追加潤滑脂的指示的步驟。
(94)、如(93)所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,在補給潤滑脂時將所述累計值清除,累計所述累計值的清除次數。
(95)、如(94)所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,在所述軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
(96)、如(93)~(95)任意一項所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,具有在潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,將所述實際旋轉速度控制為等於或小於規定值的步驟。
(97)、如(96)所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,所述實際旋轉速度的規定值位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
(98)、一種工作設備用主軸裝置,其使用(93)~(97)中任意一項所述的潤滑脂補給程序。
(99)、一種高速電機用高速主軸裝置,其使用(93)~(97)中任意一項所述的潤滑脂補給程序。
(100)、一種潤滑脂補給裝置,其特徵在於,包括具有止回閥及定量排出活塞,用於排出潤滑脂的機械式定量型活塞泵;貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;所述潤滑脂罐內的活塞,在所述潤滑脂罐內設有監視所述潤滑脂的殘留量的傳感器。
(101)、如(100)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述傳感器具有被安裝在所述潤滑脂罐內活塞上的磁鐵。
(102)、如(100)或(101)所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,設有監視所述潤滑脂罐內所述潤滑脂壓力、或連接所述機械式定量型活塞泵和所述潤滑脂罐的潤滑脂配管內的潤滑脂壓力的傳感器。
(103)、如(100)~(102)任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,設有為在所述機械式定量型活塞泵進行衝程動作,排出潤滑脂後,在所述定量排出活塞還原的狀態下,對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓,而在所述潤滑脂罐內活塞上保持一定時間壓力的機構。
(104)、一種工作設備用主軸裝置,其使用(100)~(103)中任意一項所述的潤滑劑補給裝置。
(105)、一種高速電機用高速主軸裝置,其使用(100)~(103)中任意一項所述的潤滑劑補給裝置。
(106)、如(104)或(105)所述的主軸裝置,其特徵在於,所述傳感器在檢測到異常時控制旋轉速度的上限。


圖1是本發明的第一實施方式的剖面圖;圖2是本發明的第二實施方式的剖面圖;圖3是本發明的第三實施方式的剖面圖;圖4是本發明的第四實施方式的剖面圖;圖5是本發明的第五實施方式的剖面圖;圖6是本發明的第六實施方式的剖面圖;圖7是本發明的第七實施方式的剖面圖;圖8是本發明的第八實施方式的剖面圖;圖9是本發明的第九實施方式的剖面圖;圖10是本發明的第十實施方式的剖面圖;圖11是本發明的第十一實施方式的剖面圖;圖12是本發明的第十二實施方式的剖面圖;圖13是本發明的第十三實施方式的剖面圖;圖14是本發明的第十四實施方式的剖面圖;圖15是本發明的第十五實施方式的剖面圖;圖16是使用本發明的第一~十五實施方式所述的滾動軸承構成的心軸裝置的剖面圖;
圖17是使用本發明的第十六~十七實施方式所述的滾動軸承構成的心軸裝置的剖面圖;圖18是圖17所示的心軸裝置的放大剖面圖,是本發明第十六實施方式的圖示;圖19是圖17所示的心軸裝置的放大剖面圖,是本發明第十七實施方式的圖示;圖20是本發明的第十六實施方式的第一變形例的剖面圖;圖21是本發明的第十六實施方式的第二變形例的剖面圖;圖22是本發明的第十六實施方式的第三變形例的剖面圖;圖23是本發明的第十六實施方式的第四變形例的剖面圖;圖24是本發明的第十六實施方式的第五變形例的剖面圖;圖25是實施例2的溫度脈動試驗中使用的試驗用主軸裝置的圖示;圖26是實施例2的脈動確認試驗結果的曲線圖,(a)是潤滑脂補給量為0.035cc時的圖示,(b)是潤滑脂補給量為0.10cc時的圖示,(c)是潤滑脂補給量為0.15cc時的圖示,(d)是潤滑脂補給量為0.30cc時的圖示,(e)是潤滑脂補給量為0.60cc時的圖示,圖27(a)是本發明的第十八實施方式的剖面圖;圖27(b)是圖27(a)的滾動軸承外周的平面圖;圖28(a)是本發明的第十九實施方式的剖面圖;圖28(b)是圖28(a)的套內周的平面圖;圖29(a)是本發明的第二十實施方式的剖面圖;圖29(b)是圖29(a)的滾動軸承外周的平面圖;圖30(a)是本發明的第二十一實施方式的剖面圖;圖30(b)是圖30(a)的套內周的平面圖;圖31是本發明的軸承的潤滑脂補給裝置的第二十二實施方式的剖面圖;圖32是本發明的軸承的潤滑脂補給裝置的第二十三實施方式的剖面圖;圖33是本發明的軸承的潤滑脂補給裝置的第二十四實施方式的剖面圖;圖34是本發明的第二十五實施方式的圖示;圖35(a)是本發明的第二十六實施方式的剖面圖;圖35(b)是圖35(a)的側面圖;圖36(a)是本發明的第二十七實施方式的剖面圖;
圖36(b)是圖36(a)的側面圖;圖37(a)是本發明的第二十八實施方式的剖面圖;圖37(b)是圖37(a)的側面圖;圖38(a)是本發明的第二十九實施方式的剖面圖;圖38(b)是圖38(a)的側面圖;圖39是本發明的評價試驗1中使用的軸承的圖示;圖40是本發明的評價試驗2中使用的軸承的圖示;圖41是本發明的第三十實施方式的軸承裝置的剖面圖;圖42是本發明的第三十實施方式的潤滑脂補給系統的方塊圖;圖43是詳細顯示本發明的第三十實施方式的控制裝置的方塊圖;圖44是本發明的第三十實施方式的用於計算潤滑脂補給時間的處理的流程圖;圖45是本發明的第三十實施方式的潤滑脂補給動作的時間圖;圖46是本發明的第三十一實施方式的用於計算潤滑脂補給時間的處理的流程圖;圖47是本發明的第三十一實施方式的潤滑脂補給動作的時間圖;圖48是本發明的第三十二實施方式的軸承裝置的剖面圖;圖49是本發明的第三十三實施方式的潤滑脂補給系統的方塊圖;圖50是適用本發明的第三十三實施方式的潤滑脂補給系統的心軸的圖示;圖51是本發明第三十三實施方式的控制流程的流程圖;圖52是本發明的第三十三實施方式的累計處理的流程圖;圖53是本發明的第三十三實施方式的空氣壓力檢查的流程圖;圖54是本發明的第三十三實施方式的潤滑脂壓力檢查的流程圖;圖55是本發明的第三十三實施方式的水平檢查的流程圖;圖56是本發明的第三十四實施方式的潤滑脂補給裝置的構成圖;圖57是第三十四實施方式的潤滑脂補給裝置的潤滑脂罐的剖面圖;圖58是第三十四實施方式的潤滑脂補給裝置的傳感器反應時的潤滑脂罐的剖面圖;圖59是圖56的第三十四實施方式的潤滑脂補給裝置的迴路圖;圖60是圖59的第三十四實施方式的潤滑脂補給裝置的控制方法的圖示;圖61是本發明第三十五實施方式的潤滑脂補給裝置的構成圖;圖62是圖61的本發明的潤滑脂補給裝置的電路圖;圖63是圖62的本發明的潤滑脂補給裝置控制方法的圖示;圖64是本發明第三十六實施方式的潤滑脂補給裝置的電路圖;圖65是圖64的本發明的潤滑脂補給裝置控制方法的圖示;圖66是表示罐內潤滑脂和時間關係的曲線圖;圖67是本發明潤滑脂補給裝置的第三十七實施方式的剖面圖;圖68是圖67的潤滑脂補給裝置主要部分的剖面圖;圖69是說明圖67的潤滑脂補給裝置的潤滑脂排出前的狀態的剖面圖;圖70是說明圖67的潤滑脂補給裝置的潤滑脂排出狀態的剖面圖;圖71是本發明潤滑脂補給裝置的第三十八實施方式的剖面圖;圖72(a)是本發明潤滑脂補給裝置的第三十九實施方式的主要部分的潤滑脂排出狀態的剖面圖;圖72(b)是說明圖72(a)的潤滑脂排出前狀態的剖面圖;圖73(a)是本發明潤滑脂補給裝置的第四十實施方式的主要部分的潤滑脂排出狀態的剖面圖;圖73(b)是說明圖73(a)的潤滑脂排出前狀態的剖面圖;圖74是本發明潤滑脂補給裝置的第四十一實施方式的剖面圖;圖75是本發明潤滑脂補給裝置的第四十二實施方式的剖面圖;圖76是本發明潤滑脂補給裝置的第四十三實施方式的剖面圖;圖77是本發明第四十四實施方式的主軸裝置的示意圖;圖78是本發明第四十四實施方式的心軸的剖面圖;圖79是本發明第四十五實施方式的主軸裝置的示意圖;圖80是本發明第四十六實施方式的主軸裝置的示意圖;圖81是本發明第四十七實施方式的主軸裝置的示意圖;圖82是本發明第四十八實施方式的主軸裝置的示意圖;圖83是本發明第四十九實施方式的心軸的剖面圖;圖84是進行本發明試驗的試驗機的剖面圖;圖85是本發明實施例試驗條件的圖示;圖86是本發明實施例試驗結果的圖示;
圖87是本發明實施例試驗條件的圖示;圖88是本發明實施例試驗結果的圖示;圖89是本發明實施例試驗條件的圖示;圖90是本發明實施例試驗結果的圖示;圖91是用於實驗的滾子軸承的剖面圖;圖92是說明驗證潤滑脂供給量時的潤滑脂供給狀態的示意圖;圖93是本發明的主軸裝置的第五十實施方式主要部分的剖面圖;圖94是第五十實施方式中採用的切削液檢測傳感器的概念圖;圖95是本發明的主軸裝置的第五十一實施方式主要部分的剖面圖;圖96是本發明的主軸裝置的第五十二實施方式主要部分的剖面圖;圖97是本發明的主軸裝置的第五十三實施方式主要部分的剖面圖;圖98是本發明的主軸裝置的第五十四實施方式主要部分的剖面圖;圖99是本發明的主軸裝置的第五十五實施方式主要部分的剖面圖;圖100是具有本發明主軸裝置的工作設備的控制系統的圖示;圖101是以時間系列測定切削液檢測傳感器輸出信號的曲線圖;圖102是本發明第五十六實施方式的剖面圖;圖103是本發明第五十六實施方式的外圈隔圈缺口的圖示;圖104是本發明第五十七實施方式的剖面圖;圖105是本發明第五十七實施方式的潤滑劑穿過的孔的圖示;圖106是本發明第五十八實施方式的剖面圖;圖107是本發明第五十九實施方式的剖面圖;圖108是本發明第六十實施方式的剖面圖;圖109是本發明第六十一實施方式的剖面圖;圖110是本發明第六十二實施方式的剖面圖;圖111是本發明第六十三實施方式的剖面圖;圖112是本發明和現有例的試驗結果的圖示;圖113是現有潤滑脂補給裝置的構成圖;圖114是現有的其它潤滑脂補給裝置的剖面圖;圖115是現有的其它潤滑脂補給裝置的剖面圖;圖116是現有的其它潤滑脂補給裝置的剖面圖;圖117是現有主軸裝置主要部分的剖面圖;
圖118是現有的其它主軸裝置主要部分的剖面圖;圖119是現有例的剖面圖;圖120是其它現有例的剖面圖;圖121是現有潤滑脂補給裝置的剖面圖。
具體實施例方式
以下,基於

本發明實施方式。
第一實施方式圖1所示的本發明的第一實施方式的角接觸球軸承10包括在外周面具有內圈軌道11a的內圈11;在內周面具有外圈軌道12a的外圈12;沿形成於外圈11、12間的內圈軌道11a及外圈軌道12a多個配置的球13及在圓周向等間隔保持球13的護圈14。本實施方式的角接觸球軸承10是用於工作設備的主軸支承用的外圈沉孔(カウンタボア)軸承。
在本實施方式中,在外圈12的沉孔側(圖1中右側)設有徑向貫通外圈12的作為本發明的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔15。補給孔15具有直徑0.1~5mm的圓形斷面。補給孔15在外圈12內徑面的鄰接外圈軌道12a的位置開口。
補給孔15也可以設置在在外圈12周向間隔開的多個位置,另外,補給孔15可以設置在具有接觸部12b的一側,也可以設置在接觸部12b以外的部分。
初期在角接觸球軸承20的軸承空間封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。在此,所謂軸承空間容積是從外圈內徑和內圈外徑之間形成的空間扣除滾動體體積及護圈體積後的容積。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔15進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,一次的潤滑脂補給量考慮到防止溫度脈動產生最好為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制補給潤滑脂時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承10的工作設備的軸精度劣化。
第二實施方式圖2所示的本發明的第二實施方式的角接觸球軸承20包括內圈21;外圈22;在內外圈21的內圈軌道21a和外圈22的外圈軌道22a之間多個配置的滾珠23及在圓周向等間隔保持滾珠23的護圈24。
在本實施方式中,在外圈22的沉孔側(圖2中右側)設置沿徑向貫通外圈22的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔25。在補給孔25的外圈內徑面側形成潤滑脂存留部25a,潤滑脂存留部25a的斷面面積比補給孔25其它部分的斷面面積大。由於補給孔25具有潤滑脂存留部25a,故形成具有臺階的圓柱狀空間。潤滑脂存留部25a是外圈22的內徑面的位於鄰接外圈軌道22a的位置。在以下說明的其它實施方式中,補給孔也可以具有潤滑脂存留部。
在角接觸球軸承20的軸承空間初期封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔15進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,一次的潤滑脂補給量考慮防止溫度脈動產生最好為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承10的工作設備的軸精度劣化。
第三實施方式圖3所示的本發明的第三實施方式的角接觸球軸承30包括內圈31;外圈32;在外圈31的內圈軌道31a和外圈32的外圈軌道32a之間多個配置的滾珠33及在圓周向等間隔保持滾珠33的護圈34。本實施方式的角接觸球軸承30是內圈沉孔軸承。
在本實施方式中,在外圈32的外圈軌道32a的具有接觸部32的一側(圖3中右側)的相反側開設徑向貫通外圈32的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔35。另外,補給孔35也可以設置在具有接觸部32b的一側,也可以設置在接觸部32b以外的部分。
在角接觸球軸承30的軸承空間初期封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔35進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,一次的潤滑脂補給量考慮到防止溫度脈動產生最好為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承30的工作設備的軸精度劣化。
第四實施方式圖4所示的本發明的第四實施方式的角接觸球軸承40包括內圈41;外圈42;在內圈41的內圈軌道41a和外圈42的外圈軌道42a之間多個配置的滾珠43及外圈導向的護圈44。本實施方式的角接觸球軸承40是外圈沉孔軸承。
在本實施方式中,在外圈42的沉孔側(圖4中右側)設置徑向貫通外圈42的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔45。補給孔45朝向護圈44的一側(圖4中右側)的導向面44a開口。
在角接觸球軸承40的軸承空間初期封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔45進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,一次的潤滑脂補給量考慮到防止溫度脈動產生最好為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承40的工作設備的軸精度劣化。
第五實施方式圖5所示的本發明的第五實施方式的角接觸球軸承50包括內圈51;外圈52;在內圈51的內圈軌道51a和外圈52的外圈軌道52a之間多個配置的滾珠53及外圈導向的護圈54。本實施方式的角接觸球軸承50是外圈沉孔軸承。
在本實施方式中,在外圈42的反沉孔側(圖中左側)設置徑向貫通外圈52的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔55。補給孔45朝向護圈54的一側(圖中左側)的導向面54a開口。
在角接觸球軸承50的軸承空間初期封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔55進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,一次的潤滑脂補給量考慮到防止溫度脈動產生最好為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承40的工作設備的軸精度劣化。
第六實施方式圖6所示的本發明的第六實施方式的多列圓柱滾子軸承60包括內圈61;外圈62;在內圈61的內圈軌道61a和外圈62的外圈軌道62a之間兩列配置的多個圓柱滾子63及在圓周向等間隔保持各列圓柱滾子63的護圈64。本實施方式的多列圓柱滾子軸承60是工作設備的主軸支承用滾動軸承。
在本實施方式中,在外圈62的軸向中央部設置徑向貫通外圈62的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔65。補給孔65具有直徑0.1~5mm的圓形斷面。補給孔65朝向各護圈64的位於兩列圓柱滾子63間的部分開口。
在本實施方式中,在外圈外徑面的軸向中央部設置連通補給孔65的槽65b,容易向補給孔65注入潤滑脂Gr,但也可以不設置槽65b。
在圓柱滾子軸承60的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔65注入潤滑脂Gr,一次補給量每列為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易產生溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一列一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。
朝護圈64注入的潤滑脂Gr伴隨軸承旋轉被均勻地塗敷在內外圈軌道面的圓周上。這樣,由注入的潤滑脂Gr形成新的油膜。除必要最低限的潤滑脂以外被刮出到旋轉面外側,形成堤壩形狀。從該狀態的潤滑脂洩漏微量的基油,潤滑滾動面及護圈導向面。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝多列圓柱滾子軸承60的工作設備的軸精度劣化。
第七實施方式圖7所示的本發明的第七實施方式的多列圓柱滾子軸承70包括內圈71;外圈72;在內圈71的內圈軌道71a和外圈72的外圈軌道72a之間兩列配置的多個圓柱滾子73及在圓周向等間隔保持各列圓柱滾子73的護圈74。
在本實施方式中,向軸向看,在外圈72上設置多個(在此為兩個)徑向貫通外圈72的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔75。補給孔75朝向各列圓柱滾子73的滾動面開口,在外圈外徑面設置兩列槽75b。
在圓柱滾子軸承70的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔75注入潤滑脂Gr,一次補給量每列為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易產生溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一列一次的潤滑脂補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝多列圓柱滾子軸承70的工作設備的軸精度劣化。
第八實施方式圖8所示的本發明的第八實施方式的單列圓柱滾子軸承80包括內圈81;外圈82;在內圈81的內圈軌道81a和外圈82的外圈軌道82a之間配置的多個圓柱滾子83及外圈導向的護圈84。
在本實施方式中,向軸向看,在外圈82上設置兩個徑向貫通外圈82的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔85。各補給孔85朝向位於圓柱滾子83的軸向兩側的護圈84的導向面開口,在外圈外徑面設置兩列槽85b。
圖中未顯示,但也可以形成朝一側的護圈導向面開口的,軸向看設置一個補給孔的結構。
在圓柱滾子軸承80的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔85注入潤滑脂Gr,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易引起溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承80的工作設備的軸精度劣化。
第九實施方式圖9所示的本發明的第九實施方式的單列圓柱滾子軸承90包括內圈91;外圈92;在內圈91的內圈軌道91a和外圈92的外圈軌道92a之間配置的多個圓柱滾子93及外圈導向的護圈94。
在本實施方式中,在外圈92的軸向中央部設置徑向貫通外圈92的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔95。補給孔95朝向圓柱滾子93的滾動面開口,在外圈外徑面的軸向中央部設置槽95b。
在圓柱滾子軸承90的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔85注入潤滑脂Gr,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。另外,由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易產生溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承80的工作設備的軸精度劣化。
第十實施方式圖10所示的本發明的第十實施方式的單列圓柱滾子軸承100包括內圈101;外圈102;在內圈101的內圈軌道101a和外圈102的外圈軌道102a之間配置的多個圓柱滾子103及外圈導向的護圈104。
在本實施方式中,沿軸向看,在外圈102上設置兩個徑向貫通外圈102的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔105。各補給孔105朝向圓柱滾子103的軸向兩端面和護圈104的導向面之間開口,在外圈外徑面上設置兩列槽105b。
圖中未顯示,但也可以形成沿徑向看設置一個補給孔的結構。
在圓柱滾子軸承100的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔105注入潤滑脂Gr,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易產生溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止單列圓柱滾子軸承100的軸精度劣化。
第十一實施方式圖11所示的本發明的第十一實施方式的單列圓柱滾子軸承110包括內圈111;外圈112;在內圈111的內圈軌道111a和外圈112的外圈軌道112a之間配置的多個圓柱滾子113及外圈導向的護圈114。
在本實施方式中,在外圈112的軸向中央部設置徑向貫通外圈112的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔115。補給孔115形成注入潤滑脂的噴嘴260的對應前端錐形的錐形,從外徑面側向內徑面側直徑逐漸減小。即,補給孔115形成圓錐臺狀空間,補給孔115朝向圓柱滾子113的滾動面開口。
在圓柱滾子軸承110的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔115注入潤滑脂Gr,一次補給量為0.004cc~0.1cc。考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易產生溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承100的工作設備的軸精度劣化。
第十二實施方式圖12所示的本發明的第十二實施方式的單列圓柱滾子軸承120包括內圈121;具有兩個凸緣122b的外圈122;在內圈121的內圈軌道121a和外圈122的外圈軌道122a之間配置的圓柱滾子123及外圈導向的護圈124。
圓柱滾子123配置為可沿在作為外圈122內周面的凸緣122間形成的外圈軌道122a及在內圈121外周面形成的內圈軌道121a滾動。在外圈軌道122a的兩端部與圓柱滾子123的邊緣部123a相對的位置設置凹部即避讓部122C,形成避免與邊緣部123a相干擾的結構。
在本實施方式中,形成徑向貫通外圈122且與外圈122的避讓部122C的一側連通的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的一個補給孔125。追加潤滑脂從外部介由補給孔125沿徑向向滾動軸承120內部的避讓部122C補給。
在圓柱滾子軸承120的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔125注入潤滑脂Gr,一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨圓柱滾子123的滾動浸潤軸承內部整體,補充不足的潤滑脂。
考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易產生溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承120的工作設備的軸精度劣化。
第十三實施方式圖13所示的本發明的第十三實施方式的單列圓柱滾子軸承130包括內圈131;具有兩個凸緣132b的外圈132;在內圈131的內圈軌道131a和外圈132的外圈軌道132a之間配置的兩個圓柱滾子133及外圈導向的護圈134。
圓柱滾子133配置為可沿在外圈132內周面的凸緣132間形成的外圈軌道132a及在內圈131外周面形成的內圈軌道131a滾動。在外圈軌道132a的兩端部與圓柱滾子133的邊緣部133a相對的位置設置凹部即避讓部132C,形成避免與邊緣部133a相互幹涉的結構。
在本實施方式中,形成徑向貫通外圈132且分別連通外圈132的避讓部132C的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的兩個補給孔135。追加潤滑脂從外部介由補給孔135沿徑向向滾動軸承130內部的避讓部132C補給。
在圓柱滾子軸承130的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔135注入潤滑脂Gr,一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨圓柱滾子133的滾動浸潤軸承內部整體,補充不足的潤滑脂。
考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易引起溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承130的工作設備的軸精度劣化。
第十四實施方式圖14所示的本發明的第十四實施方式的單列圓柱滾子軸承140包括內圈141;外圈142;在內圈141的內圈軌道141a和外圈142的外圈軌道142a之間配置的圓柱滾子143及外圈導向的護圈144。
外圈142具有在軸向兩端形成的兩個凸緣142b和在內徑面中央形成的凸緣142d。在凸緣142a和凸緣142d之間分別形成兩個外圈軌道142a。
兩個圓柱滾子143配置為可分別沿兩個外圈軌道142a及在內圈141外周面形成的內圈軌道141a滾動。在外圈軌道142a的兩端部分別與圓柱滾子143的邊緣部143a對向的位置設置凹部即避讓部142C,形成避免與邊緣部143a相互幹涉的結構。
在本實施方式中,形成徑向貫通外圈142且連通分別設置在外圈軌道142a兩端側的避讓部142C的一側的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的兩個補給孔145。追加潤滑脂從外部介由補給孔145沿徑向向滾動軸承140內部的避讓部142C補給。
在圓柱滾子軸承140的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔145注入潤滑脂Gr,一列一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨圓柱滾子143的滾動浸潤軸承內部整體,補充不足的潤滑脂。
考慮到潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易引起溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一列一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承140的工作設備的軸精度劣化。
第十五實施方式圖15所示的本發明的第十五實施方式的單列圓柱滾子軸承150包括內圈151;外圈152;在內圈151的內圈軌道151a和外圈152的外圈軌道152a之間配置的圓柱滾子153及外圈導向的護圈154。
外圈152具有在軸向兩端形成的兩個凸緣152b和在內徑面中央形成的凸緣152d。在凸緣152b和凸緣152d之間分別形成兩個外圈軌道152a。
兩個圓柱滾子153配置為可分別沿兩個外圈軌道152a及在內圈151外周面形成的內圈軌道151a滾動。在外圈軌道152a的兩端部分別與圓柱滾子153的邊緣部153a對向的位置設置凹部即避讓部152C,形成避免與邊緣部153a相互幹涉的結構。
在本實施方式中,形成徑向貫通外圈152且連通分別設置在各外圈軌道152a兩端的各避讓部152C的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的四個補給孔155。追加潤滑脂從外部介由補給孔155沿徑向向滾動軸承150內部的避讓部152C補給。
在圓柱滾子軸承150的軸承空間初期封入軸承空間容積8~15%量的潤滑脂。而且,在使用軸承時,適用如下的潤滑脂補給方法。即,以適當的定時(間歇地、定期地)介由補給孔155注入潤滑脂Gr,一列一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨圓柱滾子153的滾動浸潤軸承內部整體,補充不足的潤滑脂。
考慮潤滑脂注入的誤差,一次補給量的上限為0.12cc。由於圓柱滾子軸承比角接觸球軸承明顯更容易引起溫度的脈動,故一次補給量必須比向角接觸球軸承補給的補給量更少。因此,在使用圓柱滾子軸承時,一列一次的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝單列圓柱滾子軸承150的工作設備的軸精度劣化。
另外,在圖1~圖15所示的滾動軸承中具有在外圈外徑面設置槽的和未設置槽的,對所有滾動軸承,均可以設置槽或不設置槽。
另外,也可以在外圈外徑面或套內徑面設置O型密封環,防止潤滑脂的洩漏。
圖16是使用本發明的第一~十五實施方式所述的滾動軸承構成的作為工作設備用主軸裝置的心軸裝置160的圖示。該心軸裝置160中,在主軸套161內使用第一實施方式的外圈帶槽型的角接觸球軸承10及第十實施方式的單側一個補給孔圓柱滾子軸承100支承主軸171。另外,為進行例示,圖16的主軸裝置使用了不同種類的軸承,也可以僅由同種類的軸承構成。
主軸套161包括套主體162;內嵌固定在套主體162的前端(圖中左側)的前側軸承套163;內嵌固定在套主體162後側(圖中右側)的後側軸承套164。在所述前側軸承套163的端部設置外圈壓件165及內圈壓件166,並在外圈壓件165和內圈壓件166之間形成迷宮。主軸套161的後端面被罩170覆蓋。
主軸171內嵌於在所述前側軸承套163上外嵌的兩個滾動軸承10、10(與圖1所示的相同)和在後側軸承套164上外嵌的一個圓柱滾子軸承100(與圖10所示相同的同等的一個補給孔的類型)中,由主軸套161旋轉自如地支承。在兩個滾動軸承10、10的外圈12、12間配置外圈隔圈180,另外,在內圈11、11間配置內圈隔圈176。
在主軸171軸向的大致中央部外嵌固定轉子186,在轉子186的外周面側分開規定距離同軸配置定子187。定子187介由配置在定子187外周面側的定子固定部件188固定在套主體162上。在套主體162和定子固定部件188之間在沿主軸171的周向的方向形成多個槽178。在該多個槽178內流動定子187的冷卻用製冷劑。
同樣,在套主體162和前側軸承套163之間,在與角接觸球軸承10的外周側接觸的部位形成套及軸承冷卻用製冷劑流動的多個槽177。
在該主軸套161的後端面上沿周向開設用於分別向軸承10、10、100進行潤滑脂供給的供給潤滑脂的三個潤滑脂供給口192(圖16中僅圖示一個)。這三個潤滑脂供給口192分別連通形成在套主體162、前側軸承套163及後側軸承套164內的潤滑脂供給路193a、193b、193c(圖16中為了說明方便,各潤滑脂供給路193a、193b、193c圖示在同一剖面中)。由此,本實施方式的心軸裝置160可從設於外部的潤滑脂供給器190介由潤滑脂供給管191向主軸套161內供給潤滑脂。
潤滑脂供給路193a連通對應單列圓柱滾子軸承100外圈側形成的開口196,潤滑脂供給路193b連通對應配置於前側(圖左側)的角接觸球軸承10外圈側形成的開口194,另外,潤滑脂供給路193c連通對應配置於後側(圖中央)的角接觸球軸承10外圈側形成的開口195。由此,從潤滑脂供給器190供給的潤滑脂被獨立供給到各軸承10、10、100的外圈側。開口194、195、196連通圖1及圖9所示的補給孔15、15、105,潤滑脂介由補給孔15、15、105被獨立供給到軸承空間內部。
潤滑脂補給器190可對各軸承10、10、100獨立進行潤滑脂供給。即,潤滑脂補給器190以適當的定時(間歇地或定期地)向每個軸承10、10、100進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨軸承10內部的滾珠及軸承100內部的滾子103的滾動,潤入軸承10及100內部整體,補充不足的潤滑脂。在此,在角接觸球軸承的情況下,一次潤滑脂補給量最好為0.01cc~0.03cc,另外,在圓柱滾子軸承的情況下,一次潤滑脂的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝各軸承10、10、100的心軸裝置的軸精度劣化。
另外,在本實施方式中,在所述前側套163及後側軸承套164上形成連通各軸承10、10、100的軸承空間內部的潤滑脂排出路197。潤滑脂介由該潤滑脂排出路197從潤滑脂排出路197的外周側開口198排出到裝置外。
在本實施方式的心軸裝置中以第一實施方式的軸承10及第十實施方式的軸承100為例進行了說明,當然也可以使用其它實施方式2~9或11~15的軸承或將它們任意組合使用。
另外,即使在其它軸承的外圈上設置同樣的補給孔,也可以得到同樣的效果。
第十六實施方式圖17是使用以下說明的的第十六、十七實施方式的滾動軸承200及210構成的作為工作設備用主軸裝置的心軸裝置的圖示。另外,為了例示,圖17的心軸裝置使用了不同的軸承,但也可以僅由相同種類的軸承構成。
軸承200及210外嵌在主軸1上、內嵌在套7上。主軸1可介由軸承200及210相對於套7旋轉。在軸承200及210的各內圈及外圈間從圖示左側依次分別配置沿主軸1及套7配置的內圈隔圈5a、5b、5c、5d、5e及外圈隔圈6a、6b、6c、6d、6e。
在內圈隔圈5a及5e及外圈隔圈6a及6e的軸向兩端分別配置內圈壓件8a、8b及外圈壓件9a、9b,介由各隔圈給予各軸承預壓。在內圈壓件8a及外圈壓件9a及其內圈壓件8b及外圈壓件9b之間形成未圖示的間隙,在兩壓件間形成迷宮。
圖18是圖17所示的心軸裝置的放大剖面圖。在此說明本發明的第十六實施方式的角接觸球軸承200及其周邊結構。
圖18所示的各角接觸球軸承200具有內圈201、外圈202、在內圈201的內圈軌道201a和外圈202的外圈軌道202a之間配置了多個的滾珠203、及將滾珠203在圓周向等間隔保持的護圈204。外圈202在軸向單側具有用於以接觸角保持滾珠203的錐部202b。以下,將形成錐部的軸向一側稱為正面側,將另一側稱為背面側。
在本實施方式中,在各角接觸球軸承200間配置有潤滑脂補給用外圈隔圈6b。在潤滑脂補給用外圈隔圈6b上插入固定貫通套7的兩個潤滑脂補給用噴嘴4。介由補給管3從外部潤滑脂供給器2向潤滑脂補給用噴嘴4供給追加潤滑脂。
潤滑脂補給用外圈隔圈6b具有從噴嘴4的前端向角接觸球軸承200內部供給追加潤滑脂的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔205。補給孔205具有直徑0.1~5mm的圓形斷面,朝向軸承200內側(比護圈204更內徑側)在軸向開口。補給孔205在內圈201及外圈202間從背面側沿軸向供給追加潤滑脂。供給的潤滑脂主要被供給到比護圈204更靠內徑側。
另外,補給孔205也可以在徑向間隔地設置在潤滑脂補給用外圈隔圈6b的多個位置。另外,供給的潤滑脂最好主要供給到比護圈204更靠內徑側,也可以供給到外徑側。
在各角接觸球軸承200的軸承空間初期封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。而且,在軸承使用開始後,潤滑脂供給器2在適當的定時(間歇地或定期地)介由補給孔205進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨角接觸球軸承200內部的滾珠203的滾動,浸潤角接觸球軸承200內部整體,補充不足的潤滑脂。在此,一次潤滑脂補給量最好為0.01cc~0.03cc,通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承200的心軸裝置的軸精度劣化。
第十七實施方式圖19是圖17所示的心軸裝置的放大剖面圖。在此說明本發明的第十七實施方式的單列圓柱滾子軸承210。
單列圓柱滾子軸承210具有內圈211、外圈212、在內圈211的內圈軌道211a和外圈212的外圈軌道212a之間配置了圓柱滾子213、及將滾子213在圓周向等間隔保持的護圈214。
在本實施方式中,與圓柱滾子軸承210軸向相鄰配置有潤滑脂補給用外圈隔圈6d。在潤滑脂補給用外圈隔圈6d上,將貫通套7的潤滑脂補給用噴嘴4插入固定在潤滑脂補給用外圈隔圈6d上。介由補給管3從外部潤滑脂供給器2向潤滑脂補給用噴嘴4供給追加潤滑脂。
潤滑脂補給用外圈隔圈6d具有作為從噴嘴4的前端向軸承210內部供給追加潤滑脂的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔215。補給孔215具有直徑0.1~5mm的圓形斷面,朝向軸承210內側(比護圈214更靠內徑側)在軸向開口。補給孔215在內圈211及外圈212間從背面側沿軸向供給追加潤滑脂。供給的潤滑脂主要被供給到比護圈214更靠內徑側。
另外,補給孔215也可以在徑向間隔地設置在潤滑脂補給用外圈隔圈6d的多個位置。另外,供給的潤滑脂最好主要供給到比護圈214更靠內徑側,也可以供給到外徑側。
在各圓柱滾子軸承210的軸承空間初期封入軸承空間容積10~20%量的潤滑脂。而且,在軸承使用開始後,潤滑脂供給器2以適當的定時(間歇地或定期地)介由補給孔215進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨圓柱滾子軸承210內部的滾子213的滾動,浸潤圓柱滾子軸承210內部整體,補充不足的潤滑脂。在此,一次潤滑脂補給量最好為0.005cc~0.02cc,通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝圓柱滾子軸承210的心軸裝置的軸精度劣化。
圖20是第十六實施方式的第一變形例的心軸裝置的放大剖面圖。
用於本變形例的角接觸球軸承220由外嵌在軸上的內圈221、內嵌在套250上的外圈222、滾動自如地配置在內圈221的內圈軌道221a和外圈222的外圈軌道222a之間的滾珠223、及保持滾珠223的護圈224構成。
套250具有向徑向內側突出的凸部250a。軸承220的外圈222在軸向背面側與凸部250a相接。在內圈221的軸向背面側配置有與凸部250a在軸向相對的內圈隔圈5f。
另一方面,在外圈222的軸向正面側設有潤滑脂補給用外圈隔圈6g。潤滑脂補給用外圈隔圈6g與內圈隔圈5g在軸向相對。在套250的對應潤滑脂補給用外圈隔圈6g外徑面的位置形成用於將潤滑脂補給用噴嘴260插入潤滑脂補給用外圈隔圈6g內的開口250b。潤滑脂補給用噴嘴260的基部260a被螺絲等固定部件260b固定在套250的外徑面上,從基部260a延伸出的前端部260c被插入潤滑脂補給用外圈隔圈6g內部。
潤滑脂補給用外圈隔圈6g具有作為從潤滑脂補給用噴嘴260的前端部260a向軸承220內部補給追加潤滑脂的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔225。補給孔225具有直徑0.1~5mm的圓形斷面。補給孔225在內圈221及外圈222間從正面側沿軸向供給追加潤滑脂。追加潤滑脂的量中一次補給量是0.004cc~0.1cc,最好一次補給量為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承220的心軸裝置的軸精度劣化。
另外,補給孔225也可以沿徑向間隔地設置在潤滑脂補給用外圈隔圈6g的多個位置。
圖21是第十六實施方式的第二變形例的心軸裝置的放大剖面圖。
用於本變形例的角接觸球軸承230由外嵌在軸上的內圈231、內嵌在套270上的外圈232、滾動自如地配置在內圈231的內圈軌道231a和外圈232的外圈軌道232a之間的滾珠233、及保持滾珠233的護圈234構成。
套270具有向徑向內側突出的凸部270a。軸承230的外圈232在軸向正面側與凸部270a相接。在內圈231的正面側配置有與凸部270a在軸向相對的內圈隔圈5i。另一方面,在外圈232的軸向背面側分別對向配置內圈隔圈5h及外圈隔圈6h。
在凸部270a相反側的套270的外徑面形成有用於將潤滑脂補給用噴嘴260插入凸部270a內的開口270b。潤滑脂補給用噴嘴260的基部260a被螺絲等固定部件260b固定在套270的外徑面上,從基部260a延伸出的前端部260c被插入凸部270a內部。
凸部270a具有作為從潤滑脂補給用噴嘴260的前端部260a向軸承230內部補給追加潤滑脂的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔235。補給孔235具有直徑0.1~5mm的圓形斷面。補給孔235在內圈231及外圈232間從正面側沿軸向供給追加潤滑脂。追加潤滑脂的量中,一次補給量為0.004cc~0.1cc,最好一次補給量為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承230的心軸裝置的軸精度劣化。另外,補給孔235也可以在徑向間隔地設置在凸部270a的多個位置。
另外,圖22表示本實施方式的第三變形例的心軸裝置的放大剖面圖。
本變形例是將第二變形例的角接觸球軸承230正面側和背面側變換後的例子,套270的凸部270a被設置在角接觸球軸承230的軸向背面側。其它結構和圖21所示的相同。
在本變形例中,追加潤滑脂從形成於凸部270a的補給孔235自背面側沿軸向被供給到內圈231及外圈232間。追加潤滑脂的量中,一次補給量為0.004cc~0.1cc,最好一次補給量為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承230的心軸裝置的軸精度劣化。
圖23是第十六實施方式的第四變形例的心軸裝置的放大剖面圖。
用於本變形例的角接觸球軸承240由外嵌在軸上的內圈241、內嵌在套280上的外圈242、滾動自如地配置在內圈241的內圈軌道241a和外圈242的外圈軌道242a之間的滾珠243、及保持滾珠243的護圈244構成。在外圈242的正面側端部形成有從錐部向徑向內側突出的凸部242b。
軸承240的外圈242在軸向正面側,即凸部242b與外圈隔圈6k相接,在軸向背面側與外圈隔圈6j相接。在內圈241的背面側及正面側分別配置有與外圈隔圈6j及6k在徑向對向的內圈隔圈5j及5k。
套280在外圈242的凸部242b的相反側的外徑面具有用於將潤滑脂補給用噴嘴260插入凸部242b內的開口280b。潤滑脂補給用噴嘴260的基部260a被螺絲等固定部件260b固定在套280的外徑面上,從基部260a延伸出的前端部260c介由開口280b被插入外圈242的凸部242a內部。
凸部242b具有作為從潤滑脂補給用噴嘴260的前端部260c向軸承240內部補給追加潤滑脂的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔245。補給孔245具有直徑0.1~5mm的圓形斷面。補給孔245在內圈241及外圈242間從正面側沿軸向供給追加潤滑脂。追加潤滑脂的量中,一次補給量為0.004cc~0.1cc,最好一次補給量為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承240的心軸裝置的軸精度劣化。
另外,補給孔245也可以在徑向間隔地設置在凸部242b的多個位置。
另外,圖24表示本實施方式的第五變形例的心軸裝置的放大剖面圖。
本變形例是第四變形例的角接觸球軸承240的外圈242的變形例,在角接觸球軸承240的軸向背面側形成有外圈242的凸部242b。其它構成和圖23所示的結構相同。
在本變形例中,追加潤滑脂從形成於凸部242b的補給孔245自背面側沿軸向被供給到內圈241及外圈242間。追加潤滑脂的量中,一次補給量為0.004cc~0.1cc,最好一次補給量為0.01cc~0.03cc。通過進行以上所示的範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝角接觸球軸承230的心軸裝置的軸精度劣化。
通過所述的第十六、十七實施方式及第十六實施方式的變形例1~5這樣的結構,可沿軸向將追加潤滑脂向軸承內部補給。
當然在其它的軸承中設置相同的補給孔,也可以得到相同的效果。
另外,進行潤滑脂注入的定時既可以是心軸停止時,也可以是旋轉時。
實施例1關於對滾動軸承補給的潤滑脂補給量,進行了以下的試驗。
使用內圈內徑70mm、外圈外徑110mm、寬度20mm的單列圓柱滾子軸承(NSK制、序號N1014)進行耐久試驗。在耐久試驗中使用的潤滑脂是伊索弗列克斯(イソフレツクス)NBU15(NOKクリュ-バ-(株)制),潤滑脂的初期封入量為軸承空間容積的10%。試驗條件為dmN=150萬。
在本耐久試驗中,準備三個所述軸承,在耐久試驗開始後,每隔6小時,向各軸承進行0.01cc、0.004cc、0.002cc的潤滑脂補給。其結果是,在0.002cc時,軸承早期就燒結了,而在0.004cc及0.01cc的潤滑脂供給時即使耐久時間開始後經過1000小時,也沒有產生異常、故障等。通過以上結果可知,通過將一次潤滑脂補給量設為0.004cc以上,在滾動軸承的耐久性上是沒有問題的。
實施例2使用內圈內徑65mm、外圈外徑100mm、寬度18mm、滾珠直徑7.144mm、接觸角18°的角接觸球軸承340、350進行確認潤滑脂補給量和溫度脈動關係的溫度脈動確認試驗。用於溫度脈動確認試驗的潤滑脂是伊索弗列克斯NBU15(NOKクリュ-バ-(株)制),潤滑脂的初期封入量為軸承空間容積的15%。試驗條件為dmN=180萬。
本脈動確認試驗是使用圖25所示的試驗用主軸裝置300進行的。試驗用主軸裝置300具有利用配置在支承臺301上的套部件302支承套主體303的結構。在套主體303上相互背面配置內嵌角接觸球軸承340、350。該角接觸球軸承340外嵌在主軸310上,並旋轉自如地支承主軸310。
在角接觸球軸承340、350間,在各角接觸球軸承340、350的內圈間設置內圈隔圈311,在各角接觸球軸承340、350的外圈間設置外圈隔圈312。另外,在角接觸球軸承350的軸向後端側(圖中右側)設置後端外圈壓件313。
另外,在角接觸球軸承340的軸向前端側(圖中左側)設置外圈壓件314和內圈壓件315。各角接觸球軸承340、350被外圈壓件314及內圈壓件315沿軸向按壓在後端外圈壓件313側。
在套303上對應各角接觸球軸承340、350安裝有噴嘴部件330、330。噴嘴部件330、330從被設置在角接觸球軸承340、350的外圈的孔側向軸承空間內供給潤滑脂。在本溫度脈動確認試驗中,潤滑脂在試驗開始後隔一小時進行供給。以一次潤滑脂補給時向各軸承供給的潤滑脂量為0.035cc、0.10cc、0.15cc、0.30cc、0.60cc共計進行5次試驗。圖26是顯示該溫度脈動確認試驗結果的曲線圖,(a)表示潤滑脂補給量為0.035cc的情況,(b)表示潤滑脂補給量為0.10cc的情況,(c)表示潤滑脂補給量為0.15cc的情況,(d)表示潤滑脂補給量為0.30cc的情況,(e)表示潤滑脂補給量為0.60cc的情況。
如圖26(a)、(b)所示,在潤滑脂補給量為0.035cc及0.10cc時,即使進行潤滑脂補給,角接觸球軸承340、350的軸承溫度也完全沒有變化。但是,如圖26(c)所示,在潤滑脂補給量為0.15cc時,每進行一次潤滑脂補給,角接觸球軸承340、350的溫度升高1℃左右。同樣,如圖26(d)、(e)所示,在潤滑脂補給量為0.30cc及0.60cc時,每進行一次潤滑脂補給,角接觸球軸承340、350的溫度也升高1~2℃左右。
在此,角接觸球軸承340和軸承350在潤滑脂補給前的穩定狀態下的溫度不同。該穩定狀態下的溫度的差異被認為是,由於角接觸球軸承340和角接觸球軸承350的周邊結構的差異、例如距套部件302的距離的差異或與未圖示的冷卻裝置的位置關係等產生的熱的抑制率不同,因而穩定狀態下的溫度不同。
無論如何,無論在角接觸球軸承340中還是在角接觸球軸承350中,如圖26(c)~圖26(e)所示,都可考慮是在潤滑脂補給量等於或大於0.15cc時,因補給潤滑脂的攪拌阻力等引起軸承發熱,產生軸承的升溫、即溫度脈動。因此可知,通過將一次潤滑脂補給量設定為等於或小於0.1cc,可進行不產生溫度脈動的穩定的潤滑脂供給。
如上所述,根據第一~第十七實施方式,通過在潤滑脂早期劣化而使軸承破損前補給新的潤滑脂,可提供一種潤滑脂潤滑且高速旋轉性能好、壽命長的滾動軸承。通過以一次補給量為0.004cc~0.1cc的方式向滾動軸承補給潤滑脂,可提供一種在供給潤滑脂時不會產生溫度脈動的滾動軸承以及使用該滾動軸承的工作設備用主軸裝置及高速電機用主軸裝置。這樣,通過進行如上所示範圍內的潤滑脂補給,可防止潤滑脂的劣化或油膜不足引起的異常溫度的發生及軸承的破損,同時可抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝軸承的工作設備的軸精度的劣化。
根據上述實施例,可在潤滑脂早期劣化或油膜形成不足引起軸承破損前,通過從外圈側(徑向)或外圈隔圈側(軸向)補給新的潤滑脂延長軸承壽命。在從外圈側供給時,潤滑脂通過補給孔從外圈內徑面向支承空間供給。另一方面,在從外圈隔圈側供給時,潤滑脂通過補給孔沿軸向直接向支承空間內供給。從外圈隔圈側供給時,最好向更靠內徑側供給潤滑脂。補給的潤滑脂附著在滾動體或護圈上,並伴隨滾動體或護圈的旋轉潤附在軸承內部整體上。
通常,在使用組裝在工作設備的主軸上的角接觸球軸承時,潤滑脂的初期封入量以支承空間容積的10~20%為標準。另一方面,在組裝在工作設備的主軸上的圓柱滾子軸承的情況下,潤滑脂的初期封入量以軸承空間容積的8~15%為標準。這是根據潤滑脂初期跑合運轉的時間縮短和溫度上升的抑制這樣的要求而定的。特別是在圓柱滾子軸承的情況下,在潤滑脂初期跑合運轉時,旋轉的滾子常常擠合潤滑脂而異常升溫。在最惡劣時,還會引起燒結。
但是,如所述結構,通過將一次的潤滑脂補給量定為0.004cc~0.1cc避免異常升溫,而不需要跑合運轉。另外,在上述結構的滾動軸承中,也可以通過將一次的潤滑脂補給量設為0.004cc~0.1cc來抑制溫度的波動,可高水平地確保應用滾動軸承的工作設備主軸裝置的加工精度。
例如,在如角接觸球軸承那樣,具有接觸角,且滾動體為滾珠時,在外圈內徑面偏離軌道槽的有接觸部的一側的位置開設補給孔,並介由補給孔將一側潤滑脂補給量設為0.004cc~0.1cc,可防止運行中的損傷、溫度的波動。
只要補給孔的直徑在0.1~5mm的範圍內,則可更順暢地進行定量的潤滑脂補給。即,潤滑脂不會堵塞補給孔,也不會過度補給潤滑脂。另外,補給孔不限於圓形斷面的補給孔。例如,也可以是具有與直徑0.1~5mm的圓形斷面面積同等斷面面積的矩形斷面或多邊形斷面的補給孔。
在所述實施例中,即使在dmN等於或大於100萬的環境下也可以實現長壽命。
第十八實施方式其次,參照附圖詳細說明本發明的第十八~第二十九實施方式。另外,在以下說明的各實施方式中,與圖27中說明的部件等相同或相當的部分在圖28以後的附圖中使用相同符號或相當符號,簡化或省略說明。
如圖27(a)、(b)所示,第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410中,軸承(滾動軸承)411的內圈412被嵌合在軸413上,同時,軸承411的外圈414被嵌合在套415上,潤滑脂補充孔416貫通套415,與該潤滑脂補充孔416配合,在軸承411的外圈414上貫通作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的補給孔417,在外圈414的外周414A上形成含補給孔417的環狀槽418,並將套415和外圈414之間的間隙L設為30μm以下。
根據第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410,通過在外圈414的外周414A上形成含補給孔417的環狀槽418,使供給到套415的潤滑脂補充孔416內的潤滑脂流入環狀槽418,流入環狀槽418內的潤滑脂流入外圈414的補給孔417內。
然後,流入補給孔417的潤滑脂流入軸承411的內部。這樣,可將供給到套415的潤滑脂補充孔416的潤滑脂介由環狀槽418補給到軸承411的內部。
另外,通過在外圈414的外周414A上形成含補給孔417的環狀槽418,在套415上組裝軸承411時,即使不將外圈414的補給孔417對準套415的潤滑脂補充孔416,也可以介由環狀槽418連通潤滑脂補充孔416和補給孔417。
由此,可不花費時間而簡單地將軸承411組裝在套415上,可進一步使組裝操作簡單,減輕操作者的負擔。
另外,通過將套415和外圈414之間的間隙L設為30μm以下,可將套415和外圈414之間的間隙減小。
因此,流入環狀槽418內的潤滑脂不會從套415和外圈414之間的間隙L流出,可防止補給用潤滑脂流出到軸承411之外。
第十九實施方式如圖28(a)、(b)所示,第十九實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置420中,軸承411的內圈412被嵌合在軸413上,同時,軸承411的外圈414被嵌合在套415上,在套415上貫通有潤滑脂補充孔416,對準該潤滑脂補充孔416,在軸承411的外圈414上貫通有補給孔417,並在套415的內周415A上形成面對補給孔417的環狀槽421。
根據第十九實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置420,通過在套415的內周415A上形成面對補給孔417的環狀槽421,使供給到套415的潤滑脂補充孔416內的潤滑脂流入環狀槽418內,流入環狀槽421內的潤滑脂流入外圈414的補給孔417內。
然後,流入補給孔417內的潤滑脂流入軸承411的內部。這樣,可將供給到套415的潤滑脂補充孔416內的潤滑脂介由環狀槽421補給到軸承411的內部。
另外,通過在外圈415的外周415A上形成面對補給孔417的環狀槽421,在套415上組裝軸承411時,即使不使外圈414的補給孔417對準套415的潤滑脂補充孔416,也可以介由環狀槽421連通潤滑脂補充孔416和補給孔417。
由此,可不花費時間而簡單地將軸承411組裝在套415上,可進一步使組裝操作簡單,減輕操作者的負擔。
第二十實施方式如圖29(a)、(b)所示,第二十實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置430中,軸承411的內圈412被嵌合在軸413上,同時,軸承411的外圈414被嵌合在套415上,在套415上貫通潤滑脂補充孔416,配合該潤滑脂補充孔416,在軸承411的外圈414上貫通補給孔417,並在外圈414的外周414A上形成含補給孔417的環狀槽418,在外圈414的外周414A,且在補給孔417的兩側形成一對外側環狀槽431,並在一對外側環狀槽431上嵌入O型密封環432。
根據第二十實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置430,可得到與第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410相同的效果。
另外,根據第二十實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置430,即使流入環狀槽18內的潤滑脂萬一從套415和外圈414之間的間隙L流出,也可以利用一對O型密封環432密封流出的潤滑脂,防止潤滑脂流出到軸承411之外。
如圖30(a)、(b)所示,第二十一實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置440中,軸承411的內圈412被嵌合在軸413上,同時,軸承411的外圈414被嵌合在套415上,在套415上貫通潤滑脂補充孔416,配合該潤滑脂補充孔416,在軸承411的外圈414上貫通補給孔417,在套415的內周415A上形成面對補給孔417的環狀槽421,在套415的內周415A,且在潤滑脂補充孔416的兩側形成一對外側環狀槽441,並在一對外側環狀槽441上嵌入O型密封環442。
根據第二十一實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置440,可得到與第十九實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置420相同的效果。
第二十二實施方式如圖31所示,第二十二實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置450中,僅在外圈414的外周414A上含補給孔417形成的環狀槽451為斷面圓弧狀或彎曲狀這一點上與第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410不同,其它的結構和第十八實施方式相同。
第二十三實施方式如圖32所示,第二十三實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置460中,僅在使用了圓柱滾子等的滾動軸承461這一點上與第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410不同,其它結構與第十八實施方式相同。
根據第二十三實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置460,可得到與第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410相同的效果。
第二十四實施方式如圖33所示,第二十四實施方式的軸承470是用於具有軸承411及軸承461的心軸471整體的軸承,可得到與第十八實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置410相同的效果。
第二十五實施方式如圖34所示,第二十五實施方式的軸承475具有兩個或多於兩個作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的外圈補給孔476。另外,圖34中的符號477是潤滑脂補充孔,標號478是軸承外圈,標號479是軸承外圈外周面環狀槽。
與外圈補給孔476為一個的情況比較,為兩個以上時,潤滑脂補充孔477和外圈補給孔476的距離短的概率高。
這可得到如下效果,從潤滑脂補充孔477補給的潤滑脂在外圈補給孔476內流動,從外圈補給孔476向軸承內部補給潤滑脂的距離短,可防止槽產生的阻力等使潤滑脂向軸承外部流出。
第二十六實施方式如圖35(a)、(b)所示,第二十六實施方式的軸承480中,潤滑脂補給用環狀槽481未在外圈圓周上360°內全部設置,而且在局部設置環狀槽481。這種情況下也可以得到與第十八實施方式的軸承補給裝置410相同的效果。
第二十七實施方式如圖36(a)、(b)所示,第二十七實施方式的軸承490中,在外周上設置切口491代替所述外圈潤滑脂補給用環狀槽。這種情況下也可得到與第十八實施方式的軸承補給裝置410相同的效果。
第二十八實施方式如圖37(a)、(b)所示,第二十八實施方式的軸承495中,軸承外圈485被套415及隔圈等夾著。而且,在外圈485的外徑部設有切口496。這種情況下,潤滑脂補給槽不是環狀形狀而是切口形狀,即使是這種情況也可以得到與第十八實施方式的軸承補給裝置410相同的效果。
第二十九實施方式如圖38(a)、(b)所示,第二十九實施方式的軸承500中,軸承外徑被套415及隔圈等夾著。而且,在外圈485的設有補給潤滑脂的外圈補給孔484的部分設有潤滑脂補給用切口501。
該潤滑脂補給用切口501設定得比其它直徑小。此時也可得到與第十八實施方式的軸承補給裝置410相同的效果。
另外,在所述的第二十六實施方式~第二十九實施方式中,在外圈外徑部設置了槽及切口,但也可以在套415上設置切口,這種情況下也可得到同樣的效果。
實施例3其次,參照表1說明第十八~第二十九實施方式的軸承的潤滑脂補給裝置的潤滑脂補給狀態、組裝時間、潤滑脂的洩漏。
表1所示的比較例是在潤滑脂補充孔1754和補給孔1755之間未設置環狀槽的圖121所示的潤滑脂補給裝置1750,裝置A是圖27所示的軸承的潤滑脂補給裝置410,裝置B是將圖27所示的軸承的潤滑脂補給裝置410的間隙L變更為50μm的裝置,裝置C是圖29所示的軸承的潤滑脂補給裝置430。
表1

潤滑脂補給量0.05cc測定中使用的軸承411的內徑×外徑×寬度=65mm×100mm×18mm,在外圈414的環狀槽418內在將軸承411插入套之前預先封入潤滑脂。
對這樣準備的比較例、裝置A~C,以表1所示的測定條件向軸承內部供給0.05cc的潤滑脂,並測定潤滑脂補給狀態。
其結果是,通過在軸承411的外圈外周414A上形成環狀槽418,可確認套415的潤滑脂補充孔416和外圈414的補給孔417的對位操作與比較例的20分鐘相比,裝置A~C提高到只需1分鐘。
另外,可確認只要套415和外圈414之間的間隙L為等於或小於50μm,則即使不如圖29所示的第二十實施方式那樣,形成一對外側環狀槽431,並將O型密封環嵌入各外側環狀槽431內,也不會從套415和外圈414之間的間隙漏出潤滑脂,潤滑脂被補給到軸承411內部。
另外,本發明不限於所述的實施例,可進行適當的變形、改良等,在所述的實施例中例示的軸承411、461、外圈414、套415、潤滑脂補充孔416、補給孔417、環狀槽418、421、外側環狀槽431、441、O型密封環432、442等的材質、形狀、尺寸、形態、數量、配置位置、厚度尺寸等只要可實現本發明的效果,則可任意設定,而沒有限制。
實施例4
評價了在下述的條件下,當軸承外圈外周面環狀槽斷面面積A1(mm2)和環狀槽斷面周長(mm)為怎樣的關係時潤滑脂被補給到軸承內部,進行了評價試驗1。
其結果示於表2。
表2

評價試驗1的條件如下使用軸承內徑×外徑×寬度=70mm×110mm×20mm外圈外徑面環狀斷面形狀圖39(a)~(f)的6個形狀套潤滑脂補充孔和外圈補給孔的相位關係180度由該表2可確認,在環狀槽斷面面積A1(mm2)比環狀槽斷面周長(mm)的值為0.25(mm)以上時,向軸承內部排出潤滑脂。
另外,在此在軸承外圈的外周面上設置了環狀的槽,但在套內周面上設置槽也可以得到同樣的效果。
實施例5如圖34所示,在外圈上設置兩個補給孔,使套的潤滑脂補充孔和外圈補給孔的各相位為90度。此時,以下述試驗條件進行評價試驗2,評價是否從套補充孔通過外圈環狀槽和外圈補給孔向軸承內部補給潤滑脂。
其結果示於表3。
表3

○排出×未排出評價試驗2的條件如下使用軸承內徑×外徑×寬度=70mm×110mm×20mm外圈外徑面環狀槽斷面形狀圖39(e)的形狀外圈外徑面和套的間隙20、30、40μm軸承外圈外徑面和套沿軸向相接的部分的長度S(參照圖40)0.5、1.0(mm)由該表3可確認,若外圈外徑面和套的間隙等於或小於30μm,軸承外圈外周面和套沿軸向相接的部分的長度S等於或大於1mm,則潤滑脂向軸承內部排出。
這次設置了兩個外圈補給孔,使套的潤滑脂補充孔和外圈補給孔的相位為90度,但90度以外的角度也可以得到相同的效果。
另外,設置了兩個軸承外圈補給孔,但設置一個時只要套的潤滑脂補給孔和外圈補給孔的各相位為90度以內時也可以得到相同的效果。
另外,圖40中圖示了角接觸球軸承,但深槽滾動軸承或滾子軸承也可以得到相同的效果。
另外,在此在軸承外圈的外周面設置了環狀的槽,但在套內周面上設置環狀槽也可以得到相同的效果。
以上,根據第十八~第二十九實施方式,在套的內周形成面對補給孔的環狀槽,或在外圈的外周形成含補給孔的環狀槽。因此,向套的潤滑脂補充孔補給的潤滑脂流入環狀槽,經由環狀槽流入外圈的補給孔。然後,流入補給孔的潤滑脂流入軸承的內部。這樣,可使供給到套的潤滑脂補充孔的潤滑脂經由環狀槽補給到軸承的內部。
另外,在所述實施例中,通過在套的內周形成面臨補給孔的環狀槽,或在外圈的外周形成含補給孔的環狀槽,在套上組裝軸承時,即使外圈的補給孔不與套的潤滑脂補充孔對準,也可以經由環狀槽使潤滑脂補充孔和補給孔連通。由此,可不浪費時間而簡單地將軸承組裝在套上,故可謀求生產性的提高。
另外,在所述實施例中,在套上組裝軸承時,由於不必使潤滑脂補充孔和補給孔對準,故可使組裝的作業簡單,減輕操作者的負擔。
在所述實施例中,在外圈的外周,且在補給孔的兩側形成外側環狀槽,同時,在套的內周,且在補給孔的兩側形成外側環狀槽,並在一對外側環狀槽內嵌入O型密封環,從而可防止潤滑脂流出。
在所述實施例中,通過將套和外圈之間的間隙設等於或小於30μm,來減小套和外圈之間的間隙。由此,流入環狀槽內的潤滑脂不從套和外圈之間的間隙流出,可防止補給用潤滑脂流出軸承外部。
第三十實施方式以下說明本發明的第三十實施方式的作為潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的潤滑脂補給系統。
圖41是構成本發明的第三十實施方式的主軸裝置的軸承裝置700的剖面圖。軸承裝置700具有主軸701、套702、外嵌在主軸701上且內嵌在套702上的角接觸球軸承710、710。主軸701可介由角接觸球軸承710、710相對於套702旋轉。
主軸701被連接在未圖示的電機等旋轉驅動機構上,利用旋轉驅動機構的驅動而旋轉。在本實施方式中,主軸701的最高旋轉速度被設定為2000min-1。
各角接觸球軸承710具有內圈713、外圈714、作為滾動體的滾珠715及護圈716。內圈713外嵌在主軸701上,具有將滾珠715導向外周側的內圈軌道713a。外圈714內嵌在套702上,具有將滾珠715導向內周側的外圈軌道714a。
滾珠715被滾動自如地配置在內圈713的內圈軌道713a和外圈714的內圈軌道714a之間。護圈716在圓周向等間隔滾動自如地保持滾珠715。外圈714在軸向單側具有錐部714c。以下,將形成有錐部的軸向一側稱為正面側,將另一側稱為背面側。在本實施方式中,一對角接觸球軸承710的各背面側被對向配置,即以背面組合形(DB)配置。
在角接觸球軸承710、710的各內圈713間及各外圈714間分別配置有沿主軸701及套702配置的內圈隔圈705及外圈隔圈706。各內圈713及內圈隔圈705、以及各外圈714及外圈隔圈706被內圈壓件703、707及外圈壓件704靠壓,給予各軸承預壓。在內圈壓件703及外圈壓件704之間形成未圖示的間隙,在兩壓件間形成迷宮。
在套702上設有儲存向角接觸球軸承710、710內部補給的追加潤滑脂的潤滑脂罐720、720。在潤滑脂罐720上連通給脂噴嘴722。給脂噴嘴722介由貫通套702的貫通孔702a插入在角接觸球軸承710、710的各外圈714、714上形成的補給孔714b內。在貯藏於各潤滑脂罐720內部的追加潤滑脂上面配置活塞721。追加潤滑脂伴隨活塞721的動作介由給脂噴嘴722及補給孔714b沿徑向向角接觸球軸承710內補給。
在軸承裝置700上組裝有檢測主軸701旋轉速度的旋轉傳感器640。旋轉傳感器640與主軸701對向,通過檢測形成在主軸701的縫隙、磁鐵、突起等檢測標誌生成對應主軸701旋轉速度的脈衝信號。
圖42是作為本實施方式的潤滑脂補給裝置的潤滑脂補給系統的方框圖。本潤滑脂補給系統具有阻抗型給脂裝置610、作為本發明的控制裝置的控制裝置620、旋轉傳感器640、潤滑脂罐720、給脂噴嘴722、電磁閥730及壓縮機740。
阻抗型給脂裝置610根據來自控制裝置620的指示進行電磁閥730、730的開閉控制。阻抗型給脂裝置610在從控制裝置620收到潤滑脂補給指示時,以規定時間打開電磁閥730、730。
壓縮機740在電磁閥730打開的狀態下,介由電磁閥730、730向潤滑脂罐720、720內補給空氣,向各潤滑脂罐720內的活塞721施加壓力。施加了壓力的活塞721將潤滑脂罐720內的潤滑脂壓入下流,介由給脂噴嘴722向軸承裝置700的內部補給追加潤滑脂。另一方面,在電磁閥730關閉的狀態下,來自壓縮機740的空氣被電磁閥730遮斷。此時,不向潤滑脂罐720上傳遞壓力,追加潤滑脂不向軸承裝置700內補給。
圖43是詳細表示本實施方式控制裝置620的方框圖。控制裝置620具有CPU621、脈衝檢測器622及RAM623。
脈衝檢測器622基於來自旋轉傳感器640的脈衝信號在每個單位時間(本實施方式中為1秒),即實時算出軸承裝置700的主軸701的旋轉速度。脈衝檢測器622將算出的主軸701的旋轉速度數據按每個單位時間送到CPU621。
RAM623是用於存儲規定的程序或數據的固定存儲部,即使控制裝置620的電源切斷,也可以利用電池等輔助電源保持存儲內容。在本實施方式中,潤滑脂補給間隔的可變控制程序被保存在RAM623內。RAM623可從連接在控制裝置620上的計算機等外部設備630存取數據,且可介由外部設備630重寫程序等。外部設備630也可以介由LAN、網際網路等網絡連接。
CPU621統括地控制控制裝置620的各部分。CPU621啟動保存於RAM623內的可變控制程序,每次從脈衝檢測器622讀取旋轉速度數據,都根據可變控制程序進行用於潤滑脂補給定時算出的處理。
本實施方式的可變控制程序將旋轉速度區域分為停止區域、低速區域、及高速區域三個區域,在每個旋轉速度區域上各自具有規定的加算值。具體地說,停止區域是主軸701的旋轉速度為0min-1的區域,低速區域是主軸701的旋轉速度為大於0min-1等於或小於18000min-1的區域,高速區域是主軸701的旋轉速度大於18000min-1的的區域。在此,在停止位置以0為加算值,低速區域以1為加算值,在高速區域以10為加算值。
CPU621根據可變控制程序在每次給予主軸701的旋轉速度時,判斷此時的旋轉速度屬於哪個旋轉速度區域。然後,在保存於RAM623內的累計值上增加與對應旋轉速度區域對應的加算值。然後,CPU621在累計值達到等於或大於規定的上限時,向阻抗型給脂裝置610輸送潤滑脂補給指示。
在此,累計值的上限被設定為900000。該值當在高速區域連續運轉時是按25小時進行補給的值。這決定累計值的上限及高速區域的加算值(10),主軸701在最高旋轉速度22000min-1下的軸承破壞時間為100小時,為安全起見,將潤滑脂補給時間控制為破壞時間的20~40%的值內。另外,低速區域的加算值(1)考慮在低速區域和高速區域的分界值18000min-1下的破壞時間為1000小時,當軸承裝置100在低速區域內連續運轉時,決定累計值的上限及低速區域的加算值,以在相當於破壞時間25%的250小時補給潤滑脂。
圖44是用於算出本實施方式的潤滑脂補給定時的處理的流程圖。以下說明本實施方式的潤滑脂補給定時計算算法(程序)。
控制裝置620的脈衝檢測器622基於旋轉傳感器640的脈衝信號每隔1秒算出主軸701的旋轉速度,將旋轉速度數據送到CPU621。CPU621接收、寫入旋轉速度數據(步驟S1)。
寫入旋轉速度數據的CPU621首先判斷主軸701是否停止(步驟S2)。在此,在判斷為停止時,在保存於RAM623內的累計值上加0(步驟S3),移至步驟S4。而在判斷為未停止時,繞過步驟S3,移至步驟S4。
其次,CPU621判斷主軸701的旋轉速度是否為低速區域(步驟S4)。在此,在位於低速區域時,在保存於RAM623內的累計值上加1(步驟S5),移至步驟S6。而在不位於低速區域時,繞過步驟S5,移至步驟S6。
其次,CPU621判斷主軸旋轉速度是否處於高速區域(步驟S6)。在此,在位於高速區域時,在保存於RAM623內的累計值上加10(步驟S7),移至步驟S8。而在不位於高速區域時,繞過步驟S7,移至步驟S8。
然後,CPU621確認保存於RAM623內的累計值,判斷累計值是否等於或大於900000(步驟S8)。在累計值等於或大於900000時,向阻抗型給脂裝置610輸送潤滑脂補給指示(給脂指示)(步驟S9),將累計值清除為0(步驟S10)。然後,等待下次的旋轉速度數據的到達,為接收旋轉速度數據,返回步驟S1。而在累計值小於900000時,等待旋轉速度數據的到達,為接收旋轉速度數據,返回步驟S1。通過以上操作,控制裝置620算出潤滑脂補給定時,將潤滑脂補給指示送到阻抗型給脂裝置610內。
然後,阻抗型給脂裝置610向電磁閥730、730送出開閥信號,在規定的時間內將電磁閥730、730從關閉狀態變更為打開狀態。當電磁閥730、730變為打開狀態時,從壓縮機740送出的空氣介由電磁閥730、730供給到潤滑脂罐720、720,向潤滑脂罐720、720內的活塞721、721施加壓力。施加了壓力的活塞721將潤滑脂罐720內的潤滑脂向下流壓入,介由給脂噴嘴722向軸承裝置700的內部補給追加潤滑脂。經過規定的時間後,阻抗型給脂裝置610使電磁閥730、730置於關閉狀態,結束追加潤滑脂的補給。
圖45是本實施方式的潤滑脂補給動作的時間圖。圖45(a)是旋轉速度的時間變化的圖示,圖45(b)是累計值的時間變化的圖示,圖45(c)是基於所述本實施方式的潤滑脂補給時間計算算法決定的補給定時的圖示,圖45(d)是每隔一定間隔(25小時)進行補給時的補給定時的圖示。
由圖45(a)及圖45(b)可知,在主軸701的旋轉速度位於高速區域時,累計值增加的傾向大,在主軸701的旋轉速度位於低速區域時,累計值增加的傾向小。另外,在主軸701停止時,累計值不增加。即,在旋轉速度快時,累計值的增加快,故潤滑脂補給間隔縮短,在旋轉速度慢時,累計值的增加慢,故潤滑脂補給間隔增長。另外,在主軸701不旋轉時,不補給潤滑脂。
另外,在比較圖45(c)及圖45(d)時,在根據本實施方式的情況下,對應主軸701的旋轉速度,進行潤滑脂補給,但在每隔規定的時間進行補給時,與旋轉速度的大小或有無旋轉無關,定期地補給潤滑脂。在本實施方式中,對應軸承裝置的旋轉頻率,即潤滑脂的劣化狀態適當地補給潤滑脂,但在現有方法中,是與潤滑脂的劣化狀態無關地補給潤滑脂。這樣,根據本實施方式,補給次數比現有的補給次數減少,且可在適當的定時補給潤滑脂。
以上,根據本實施方式,每隔1秒讀取主軸701的旋轉速度。旋轉速度區域對應旋轉速度分為停止區域、低速區域、高速區域三個區域,並將對應各區域的加算值與累計值相加。而且,僅在累計值達到規定值或大於規定值時,控制裝置620向阻抗型給脂裝置610指示追加潤滑脂補給。因此,可對應軸承裝置的旋轉頻度,即潤滑脂的劣化狀態適當地補給潤滑脂。另外,控制裝置620在主軸裝置701未旋轉時,累計值加0,不增加累計值。由此,在主軸701為非旋轉狀態時,不產生補給潤滑脂的浪費。因此,可抑制過剩潤滑脂的攪拌阻力引起的無效發熱。因此,可將異常升溫引起的軸承燒結等故障防患於未然,可將主軸701的安裝精度維持在高的狀態,可實現軸承的長壽命化。
另外,雖然在本實施方式中,潤滑脂補給裝置使用了阻抗型給脂裝置,但不限於此,只要可在累計值達到或超過規定值時,向軸承710、710補給潤滑脂的裝置則任何裝置都可以。例如可使用定量排出型給脂裝置。
在本實施方式中使用了背面組合型角接觸球軸承710、710,但不限於此,也可以使用正面組合型角接觸球軸承。另外,也可以使用其它種類的滾動軸承或滾子軸承等其它滾動軸承。
在本實施方式中,加算值在高速區域為10,在低速區域為1,在停止時為0,但不限於此,可對應主軸701及軸承710的使用狀態設定適當的所希望的值。另外,累計值的最大值也可考慮使用狀態或耐久性等設定為所希望的值。
在本實施方式中,是每隔1秒算出旋轉速度,但也可適當設定為所希望的值。
第三十一實施方式以下說明本發明的第三十一實施方式的作為潤滑脂補給裝置的潤滑脂補給系統。另外,在本實施方式中,關於與第三十實施方式列舉的要素和相同的結構,為避免重複,適當省略記載的說明。
在本實施方式中,潤滑脂補給系統的結構與第三十實施方式的結構相同。在本實施方式中,在控制裝置620內啟動、執行的潤滑脂補給定時的可變控制程序一部分不同。
本實施方式的可變控制程序將旋轉速度區域分為停止區域、低速區域、中速區域及高速區域四個區域,在每個旋轉速度區域上具有規定的加算值。具體地說,停止區域是主軸701的旋轉速度為0min-1的區域,低速區域是主軸701的旋轉速度大於0min-1且等於或小於14000min-1的區域,中速區域是主軸701的旋轉速度大於14000min-1且等於或小於18000min-1的區域,高速區域是主軸701的旋轉速度大於18000min-1的區域。在此,在停止位置以0為加算值,低速區域以0.1為加算值,在中速區域以1為加算值,在高速區域以10為加算值。
CPU621根據可變控制程序在每次給予主軸701的旋轉速度時,判斷此時的旋轉速度屬於哪個旋轉速度區域。而且,在保存於RAM623內的累計值上增加與對應旋轉速度區域對應的加算值。而且,CPU621在達到等於或大於累計值時,向阻抗型給脂裝置610輸送潤滑脂補給指示。在此也與第三十實施方式相同,累計值的上限被設為900000。
圖46是用於算出本實施方式的潤滑脂補給定時的處理的流程圖。以下說明本實施方式的潤滑脂補給定時算出算法。
控制裝置620的脈衝檢測器622基於旋轉傳感器640的脈衝信號每隔1秒算出主軸701的旋轉速度,向CPU621輸送旋轉速度數據。CPU621接收並讀入旋轉速度數據(步驟S11)。
讀入旋轉速度數據的CPU621首先判斷主軸701是否停止(步驟S12)。在此,在停止時,在保存於RAM623內的累計值上加0(步驟S13),移至步驟S14。而未停止時,繞過步驟S13,移至步驟S14。
其次,CPU621判斷主軸701的旋轉速度是否為低速區域(步驟S14)。在此,在位於低速區域時,在保存於RAM623內的累計值上加0.1(步驟S15),移至步驟S16。而不位於低速區域時,繞過步驟S15,移至步驟S16。
其次,CPU621判斷主軸701的旋轉速度是否為中速區域(步驟S16)。在此,在位於中速區域時,在保存於RAM623內的累計值上加1(步驟S17),移至步驟S18。而不位於中速區域時,繞過步驟S17,移至步驟S18。
其次,CPU621判斷主軸701的旋轉速度是否為高速區域(步驟S18)。在此,在位於高速區域時,在保存於RAM623內的累計值加上10(步驟S19),移至步驟S20。而不位於高速區域時,繞過步驟S19,移至步驟S20。
然後,CPU621確認保存於RAM623內的累計值,判斷累計值是否等於或大於900000(步驟S20)。在累計值等於或大於900000時,向阻抗型給脂裝置610輸送潤滑脂補給指示(給脂指示)(步驟S21),將累計值置0(步驟S22)。然後,等待下次的旋轉速度數據的到達,為接收旋轉速度數據,返回步驟S11。而在累計值小於900000時,等待旋轉速度數據的到達,為接收旋轉速度數據,返回步驟S11。
根據以上情況,控制裝置620算出潤滑脂補給定時,將潤滑脂補給指示送到阻抗型給脂裝置610內。
然後,阻抗型給脂裝置610向電磁閥730、730送出開閥信號,在規定的時間內將電磁閥730、730從關閉狀態變更為打開狀態。當電磁閥730、730變為打開狀態後,從壓縮機740送出的空氣介由電磁閥730、730向潤滑脂罐720、720補給,向潤滑脂罐720、720內的活塞721、721施加壓力。施加了壓力的活塞721將潤滑脂罐720內的潤滑脂向下流壓入,介由給脂噴嘴722向軸承裝置700的內部補給追加潤滑脂。經過規定的時間後,阻抗型給脂裝置610使電磁閥730、730形成關閉狀態,結束追加潤滑脂的補給。
圖47是本實施方式的潤滑脂補給動作的時間圖。圖47(a)是旋轉速度的時間變化的圖示,圖47(b)是累計值的時間變化的圖示,圖47(c)是基於本實施方式的潤滑脂補給定時算出算法決定的補給定時的圖示,圖47(d)是每隔一定間隔(25小時)進行補給時的補給定時的圖示。
由圖47(a)及圖47(b)可知,在主軸701的旋轉速度位於高速區域時,累計值增加的傾向大,在主軸701的旋轉速度位於中速區域時,累計值增加的傾向小,在主軸701的旋轉速度位於低速區域時,累計值增加的傾向微小。另外,在主軸701停止時,累計值不增加。即,在旋轉速度快時,累計值的增加快,故潤滑脂補給間隔縮短,在旋轉速度慢時,由於累計值的增加慢,故潤滑脂補給間隔增長。另外,在主軸701不旋轉時,不補給潤滑脂。
另外,比較圖47(c)及圖47(d)可知,根據本實施方式,對應主軸701的旋轉速度,進行潤滑脂補給,而在每隔規定的時間進行補給時,與旋轉速度的大小或有無旋轉無關,定期地補給潤滑脂。在本實施方式中,對應軸承裝置的旋轉頻度,即潤滑脂的劣化狀態適當地補給潤滑脂,但在現有方法中,與潤滑脂的劣化狀態無關地補給潤滑脂。這樣,根據本實施方式,補給次數比現有的補給次數減少,且可在適當的定時補給潤滑脂。
以上,根據本實施方式,每隔1秒讀取主軸701的旋轉速度。旋轉速度區域對應旋轉速度分為停止區域、低速區域、中速區域、高速區域四個區域,將對應各區域的加算值與累計值相加。而且,僅在累計值達到等於或大於規定值時,控制裝置620向阻抗型給脂裝置610指示追加潤滑脂補給。因此,可對應軸承裝置的旋轉頻度,即潤滑脂的劣化狀態適當地補給潤滑脂。另外,控制裝置620在主軸裝置701未旋轉時,累計值加0,不增加累計值。由此,在主軸701為非旋轉狀態時,不產生補給潤滑脂的浪費。因此,可抑制過剩潤滑脂的攪拌阻抗引起的無效發熱。因此,可將異常升溫引起的軸承燒結等故障防患於未然,可將主軸701的安裝精度維持在高的狀態,可實現軸承的長壽命化。
另外,在本實施方式中,旋轉速度區域被分為四個階段,設定了加算值,與第三十實施方式相比,可對應實際的旋轉狀況進一步高精度地決定潤滑脂補給定時。
在本實施方式中,潤滑脂供給裝置使用了阻抗型給脂裝置,但不限於此,只要是在累計值等於或大於規定值時可向軸承710、710補給潤滑脂的裝置,則可是任何裝置。例如可使用定量排出型給脂裝置。
在本實施方式中使用背面組合型角接觸球軸承710、710,但不限於此,也可以使用正面組合型角接觸球軸承。另外,也可以使用其它種類的滾動軸承或滾子軸承等其它滾動軸承。
在本實施方式中,加算值在高速區域為10,在中速區域為1,在低速區域為0.1,在停止時為0,但不限於此,可對應主軸701及軸承710的使用狀態適當設定消耗的值。另外,累計值的最大值也可考慮使用狀態或耐久性等設定為所希望的值。
另外,在本實施方式中,將旋轉速度區域分為4個階段,設定了加算值,但不限於此,也可以根據狀況適宜設定旋轉速度區域的分割數。例如,對使用中旋轉速度變化大的情況,可考慮通過增加分割數而容易地進行適應實際潤滑脂的劣化狀況的潤滑脂補給。而在旋轉速度幾乎不變化的情況下,也可以僅使用例如停止區域和可動區域兩個區域。
在本實施方式中,每隔1秒算出旋轉速度,但也可以設定為適當的所希望的值。
第三十二實施方式以下說明本發明的第三十二實施方式的作為潤滑脂補給裝置的潤滑脂補給系統。
圖48是構成本發明的第三十二實施方式的主軸裝置的軸承裝置800的剖面圖。軸承裝置800具有主軸801、套802、外嵌在主軸801上且內嵌在套802上的角接觸球軸承810、810。主軸801可介由角接觸球軸承810、810相對於套802旋轉。
主軸801連接在未圖示的電機等旋轉驅動機構上,利用旋轉驅動機構的驅動而旋轉。在本實施方式中,主軸801的最高旋轉速度被設定為22000min-1。
各角接觸球軸承810具有內圈813、外圈814、作為滾動體的滾珠815及護圈816。內圈813外嵌在主軸801上,具有將滾珠815導向外周側的內圈軌道813a。外圈814內嵌在套802上,具有將滾珠815導向內周側的外圈軌道814a。
滾珠815被滾動自如地配置在內圈813的內圈軌道813a和外圈814的內圈軌道814a之間。護圈816在圓周向等間隔滾動自如地保持滾珠815。外圈814在軸向單側具有錐部814c。在本實施方式中,一對角接觸球軸承810的各背面側被對向配置。即以背面組合形狀(DB)配置。
在角接觸球軸承810、810的各內圈813間及外圈814間分別配置有沿主軸801及套802配置的內圈隔圈805及外圈隔圈806。內圈813及內圈隔圈805、以及外圈814及外圈隔圈806由內圈壓件803、807及外圈壓件804施力,給予各軸承預壓。在內圈壓件803及外圈壓件804之間形成未圖示的間隙,在兩壓件間形成迷宮。
在本實施方式的外圈隔圈806上形成與自套802沿徑向形成的補給孔802a、802a及補給孔806a、806a連通,且在角接觸球軸承810、810的側面開口的補給孔806b、806b。
在套802上設有儲存分別向角接觸球軸承810、810內部補給的追加潤滑脂的潤滑脂罐720、720。在潤滑脂罐720、720上分別連通給脂噴嘴722、722。給脂噴嘴722的前端介由貫通套802的貫通孔802a插入在外圈隔圈806上形成的補給孔806a內。追加潤滑脂伴隨活塞721的動作介由給脂噴嘴722及補給孔806a及806b大致沿軸向向角接觸球軸承810內補給。
在軸承裝置800上安裝有檢測主軸801旋轉速度的旋轉傳感器640。旋轉傳感器640與主軸801對向,通過檢測形成在主軸801上的縫隙、磁鐵、突起等檢測標誌生成對應主軸801旋轉速度的脈衝信號。
軸承裝置800以外的結構與記載於第三十實施方式或第三十一實施方式的結構相同。在本實施方式中,如第三十實施方式,也可以將旋轉速度區域分為三個,來決定潤滑脂補給定時,也可以如第三十一實施方式那樣將旋轉速度區域分為四個,來決定潤滑脂補給定時。
在所述的軸承裝置800中也與第三十實施方式或第三十一實施方式相同,通過決定潤滑脂補給定時,可省去過剩的追加潤滑脂補給,通過由適當的定時補給潤滑脂,可減少潤滑脂補給次數。
第三十三實施方式以下,參照圖49~圖55說明本發明的第三十三實施方式的作為潤滑脂補給裝置的潤滑脂補給系統。
圖49是含有本實施方式的潤滑脂補給系統900的主軸裝置的圖示,圖50是安裝本實施方式的潤滑脂補給系統900後的心軸750的圖示。潤滑脂補給系統900具有在可介由多個滾動軸承旋轉支承主軸771的心軸750上並設潤滑脂補給單元910的結構。
該心軸750在主軸套761內使用帶外圈槽型的角接觸球軸承751及在一側設置一個補給孔的圓柱滾子軸承752支承主軸771。另外,圖50的心軸750為便於例示,而使用不同種類的軸承,但也可以僅由相同種類的軸承構成。
主軸套761具有套主體762、內嵌固定在套主體762前端(圖中左側)上的前側軸承套763和內嵌固定在套主體762後側(圖中右側)的後側軸承套746。在前側軸承套763的端部設有外圈壓件765及內嵌壓件766,在外圈壓件765和內圈壓件766之間形成有迷宮式密封。主軸套761的後端面被罩770覆蓋。
主軸771內嵌在在所述軸承套763上外嵌的兩個角接觸球軸承751、751和在後側軸承套764上外嵌的一個圓柱滾子軸承752上,由主軸套761旋轉自如地支承。在兩個角接觸球軸承751、751的外圈間配置外圈隔圈780,在內圈間配置內圈隔圈776。
在主軸771軸向的大致中央部外嵌固定轉子786,在轉子786的外周面側分開規定距離同軸配置定子787。定子787介由配置在定子787外周面側的定子固定部件788固定在套主體762上。在套主體762和定子固定部件788之間沿主軸771的周向的方向形成有多個槽778。在該多個槽778內流動定子787的冷卻用製冷劑。
同樣,在套主體762和前側軸承套763之間,在與角接觸球軸承751、751的外周側接觸的部位形成有套及軸承冷卻用製冷劑流動的多個槽777。
在該主軸套761的後端面上沿周向開設供給用於分別向軸承751、751、752進行潤滑脂補給的潤滑脂的三個潤滑脂補給口792(圖50中僅圖示一個)。這三個潤滑脂補給口792分別連通形成在套主體762、前側軸承套763及後側軸承套764內的潤滑脂供給路793a、793b、793c(圖50中為了說明方便,在同一剖面圖示各潤滑脂補給路793a、793b、793c)。由此,本實施方式的心軸裝置750可從設於外部的潤滑脂補給單元910介由潤滑脂補給管940向主軸套761內進行潤滑脂補給。
潤滑脂補給路793a連通對應單列圓柱滾子軸承752外圈側形成的開口796,潤滑脂補給路793b連通對應配置於前側(圖左側)的角接觸球軸承751外圈側形成的開口794,另外,潤滑脂補給路793c連通對應配置於後側(圖中央)的角接觸球軸承751外圈側形成的開口795。由此,從潤滑脂補給單元910補給的潤滑脂被獨立供給到各軸承751、751、752的外圈側。開口794、795、796連通在各軸承751、751、752上形成的補給孔,潤滑脂介由補給孔獨立向軸承空間內部補給。
其次說明潤滑脂補給系統900。潤滑脂補給系統900從空氣源901向潤滑脂補給單元910供給空氣,將潤滑脂補給單元910內的潤滑脂向心軸750補給。以下,詳細說明構成潤滑脂補給系統900的各部件。
在空氣源901和潤滑脂補給單元910之間設有空氣過濾器902、調節器903、電磁閥904及空氣用壓力傳感器905。首先,說明在空氣源901和潤滑脂補給單元910之間設置的各部件。
空氣過濾器902除去從空氣源901送出的空氣中的塵埃等。通過空氣過濾器902的空氣被送到調節器903內。
調節器903將從上流送來的空氣的壓力調節為規定的設定值。通過調節器903形成適當的壓力的空氣被送到電磁閥904內。
電磁閥904開閉將從空氣源901送來的空氣向被設置在下流的潤滑脂補給單元901側送出的空氣供給路930。該電磁閥904對應從設置在外部的控制器906送來的電流進行開關動作。電磁閥904的開關條件將後述。
空氣用壓力傳感器905設置在電磁閥904的下流側附近。該空氣用壓力傳感器905介由電磁閥904檢測流向潤滑脂補給單元910側的空氣壓力,作為用於監視的傳感器起作用。具體地說,空氣用壓力傳感器905在檢測出的壓力達到規定的壓力以上時向控制器906送出ON信號。由此,空氣用壓力傳感器905將從電磁閥904向潤滑脂補給單元910側流入規定壓力以上的空氣的情況通知控制器906。
潤滑脂補給單元910是向心軸750的各軸承751、751、752補給潤滑脂的單元。該潤滑脂補給單元910包括潤滑脂用壓力傳感器911;水平傳感器912;內部具有未圖示的活塞,且貯存潤滑脂的潤滑脂罐913;每次以一定量排出潤滑脂罐913內的潤滑脂的定量排出裝置914。
介由圖49中所示的空氣供給路930從空氣源901向潤滑脂補給單元910中供給空氣。該空氣向用於規定量貯存向心軸750補給的潤滑脂的容器即潤滑脂罐913及定量排出裝置914供給。潤滑脂罐913中,當空氣流入潤滑脂罐913內時,利用空氣按壓設於潤滑脂罐913內的活塞,對潤滑脂罐913內的潤滑脂加壓。加壓後的潤滑脂向定量排出裝置914送出,填充在定量排出裝置914內。
在定量排出裝置914,與潤滑脂罐913相同,當電磁閥904ON時,被供給空氣,供給的空氣按壓設於內部的未圖示的活塞,每次將一定量的填充在內部的潤滑脂向潤滑脂補給管940(圖49中圖示三根)內送出。這三根潤滑脂補給管940介由在心軸750上開口的潤滑脂補給孔792分別連通潤滑脂補給路793a、793b、793c。從定量排出裝置914排出的潤滑脂介由潤滑脂補給管940送到潤滑脂補給路793a、793b、793c,向心軸750內部的各軸承751、751、752內部補給潤滑脂。
在此,簡單說明打開電磁閥904後的動作。當電磁閥904打開時,來自空氣源901的空氣就向潤滑脂罐913及定量排出裝置914供給,按壓設於潤滑脂罐913及定量排出裝置914內的各活塞。在該狀態下,潤滑脂罐913內部的潤滑脂成為被加壓的狀態。而定量排出裝置914內的活塞對定量排出裝置914內的潤滑脂加壓,向心軸750進行潤滑脂補給。而且,當電磁閥904關閉時,定量排出裝置914內的活塞返回原來位置。此時,通過採用可一定時間保持潤滑脂罐913內氣壓的機構,形成潤滑脂罐913內的活塞上承受壓力的狀態,加壓後的潤滑脂填充到定量排出裝置914內。該填充的潤滑脂在下次潤滑脂補給時使用。以上是隨著電磁閥904的開關動作潤滑脂罐913及定量排出裝置914內的潤滑脂的移動的說明。
潤滑脂用壓力傳感器911是檢測從潤滑脂罐913內向定量排出裝置914送出的潤滑脂壓力的傳感器。該潤滑脂壓力傳感器911通過檢測該潤滑脂壓力,監視流入潤滑脂補給單元910的空氣是否使潤滑脂罐914內的活塞正常工作。具體地說,潤滑脂用壓力傳感器911在檢測出的壓力為規定壓力以上時,向控制器906送出ON信號。由此,潤滑脂用壓力傳感器913向控制器906通知規定壓力以上的空氣從電磁閥904流入潤滑脂補給單元910內且潤滑脂罐913內的活塞已正常工作的情況。
水平傳感器912是用於監視所述潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量的傳感器。具體地說,水平傳感器912在潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量低於例如潤滑脂罐容量的5%以下時,向控制器906送出OFF信號。由此,水平傳感器912通知控制器906潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量少,接近補給、維護等時期的情況。
在心軸750上裝有用於檢測主軸旋轉速度的旋轉傳感器921。旋轉傳感器921與主軸對向,通過檢測形成在主軸上的縫隙、磁鐵、突起等檢測標誌生成對應主軸旋轉速度的脈衝信號。檢測出的脈衝信號被送到控制器906內。
控制器906是用於總體控制本潤滑脂補給系統900的控制器。控制器906可從空氣用壓力傳感器905、潤滑脂用壓力傳感器911、水平傳感器912及旋轉傳感器921接收ON/OFF信息及旋轉速度信息,並對應自這些傳感器接收的信號控制電磁閥904的開關動作及心軸750的主軸旋轉速度等。
另外,在控制器906上連接有顯示裝置907、存儲器908及輸入裝置909。
該顯示裝置907顯示從控制器906送出的信號,通知用戶潤滑脂補給系統900的狀態。顯示裝置907顯示控制器906內部的判斷結果,向用戶通知本潤滑脂補給系統900的動作狀況,或發出警告,引起用戶注意。
在存儲器908內保存有用於向心軸750補給潤滑脂的程序。控制器906每接收到從旋轉傳感器921送出的旋轉速度信息(在本實施方式中每0.8秒接收旋轉速度信息),就按照程序進行用於算出潤滑脂補給定時的處理。
本實施方式的程序將旋轉速度區域分為低速區域、中速區域及高速區域三個區域,在每個旋轉速度區域上具有規定的加算值。具體地說,低速區域是心軸750的主軸771的旋轉速度為0min-1~12000min-1的區域(包括停止狀態),中速區域是心軸750的主軸771的旋轉速度大於12000min-1小於或等於18000min-1的區域,高速區域是主軸771的旋轉速度大於18000min-1的區域。在此,低速區域以1為加算值,在中速區域以2為加算值,在高速區域以10為加算值。
控制器906按照程序在每次給予主軸771的旋轉速度時判斷該時刻旋轉速度屬於哪一旋轉速度區域。而且,在存儲器908內保存的累計值上增加與對應的旋轉速度區域對應的加算值。控制器906在累計值達到規定的上限以上時,向電磁閥904流入規定的電流使電磁閥904構成打開狀態,從空氣源901向潤滑脂補給單元910進行空氣供給,將定量排出裝置914內的潤滑脂向心軸750內的各軸承補給。控制器906在規定的時間後使電磁閥904形成關閉狀態,從潤滑脂罐913向定量排出裝置914進行潤滑脂供給。
在此,累計值的上限被設定為例如900000。該值在高速區域的連續運轉時是25小時進行補給的值。這決定累計值的上限及高速區域的加算值(10),在主軸的最高旋轉速度22000min-1下的軸承破壞時間為100小時,為了安全,將潤滑脂補給時間控制在相對於破壞時間20~40%的值時。另外,低速區域的加算值(1)考慮在中速區域和高速區域的邊界值18000min-1下的破壞時間為1000小時,當心軸750在低速區域內連續運轉時,決定累計值的上限及低速區域的加算值,以在相當於破壞時間25%的250小時補給潤滑脂。即,在本實施方式中,只要使潤滑脂補給系統900的電源ON,則即使是主軸停止的狀態,也在最長250小時時自動補給潤滑脂。
輸入裝置909是用於介由控制器906操作潤滑脂補給系統900的輸入裝置,其由啟動按鈕、重起按鈕、清除按鈕等各種按鈕構成。用戶可介由這些按鈕操作潤滑脂補給系統900。
其次,參照圖51~圖55所示的流程圖說明本實施方式的潤滑脂補給系統900的控制動作。
首先參照圖51進行說明。首先,當開始潤滑脂補給系統900的動作時,控制器906接收從設於心軸750上的旋轉傳感器921定期送來的旋轉速度信息,並基於該旋轉速度信息讀取旋轉750的主軸771的旋轉速度(步驟S31)。
然後,以讀取的旋轉速度為基礎,決定累計值N上累計的加算值,進行累計處理(步驟32)。
圖52是顯示步驟S32的累計處理內容的流程圖。在此,根據檢測出的主軸旋轉速度對應被分為低速區域、中速區域及高速區域三個區域的旋轉速度區域的哪一區域來決定加算值。
首先,在步驟41中判斷檢測出的主軸旋轉速度是否為低速區域(在此為包括0的12000min-1以下的區域)。然後,如檢測出的主軸旋轉速度為低速區域,則累計值N加1,結束累計處理(步驟S42)。
而在檢測出的主軸旋轉速度不是低速區域時,移至步驟S43,判斷檢測出的主軸旋轉速度是否為中速區域(在此為大於12000min-1等於或小於18000min-1的區域)。然後,如檢測出的主軸旋轉速度為中速區域,則累計值N加2,結束累計處理(步驟S44)。
另外,如檢測出的主軸旋轉速度不是中速區域,則判斷主軸旋轉速度處於高速區域,累計值N加10,結束累計處理(步驟S45)。
再次返回圖51進行說明。當在步驟S32結束累計處理時,控制器906判斷累計值N是否小於規定值,例如是否小於9000000(步驟S33)。在此,在累計值小於規定值時,返回步驟S31,規定時間後再次讀入旋轉速度,由步驟S32進行累計處理。
而在累計值等於或大於規定值在此即900000時,判斷為潤滑脂補給定時,移至步驟S34。
首先,在步驟S34中,控制器906將累計值N清除,返回0。然後,在步驟S35中,控制器906將規定的電流流入電磁閥904,使電磁閥904進行打開動作(步驟S35)。由此,介由電磁閥904將空氣向潤滑脂補給單元910供給,壓下潤滑脂補給單元910內的定量排出裝置914內的活塞。由此,定量排出裝置914內的潤滑脂被補給到心軸750內部的各滾動軸承的軸承空間內。同時,控制器906在設於內部的計數潤滑脂注入次數的潤滑脂注入計數器的累計值上加1。然後,在電磁閥904在規定時間後形成關閉狀態時,定量排出裝置914內的活塞返回初期位置,同時,從潤滑脂罐913向定量排出裝置914內供給下次供給用潤滑脂。
在此,當電磁閥904打開時,控制器906在步驟S36、S37及S38中確認來自空氣用壓力傳感器905、潤滑脂用壓力傳感器911、及水平傳感器912的ON·OFF信號的有無,檢查潤滑脂補給是否正常進行。以下按每個檢查動作進行說明。
圖53是用於說明基於空氣用壓力傳感器905的空氣壓力檢查動作的流程圖。
首先,控制器906確認是否從空氣用壓力傳感器905接收了ON信號(步驟S51)。在此,當空氣用壓力傳感器905為ON,即空氣用壓力傳感器905的測定空氣壓力為規定值以上時,則判斷供給了正常的空氣壓力,移至步驟S52,將空氣用壓力傳感器905的OFF次數的計數置0,結束檢查。
而當空氣用壓力傳感器905為OFF,即空氣用壓力傳感器905的測定空氣壓力比規定值小時,控制器906判斷未供給正常的空氣壓力,將空氣用壓力傳感器905的OFF次數的計數加1(步驟S53)。
然後,由步驟S54判斷空氣用壓力傳感器905的OFF次數是否為三次。空氣用壓力傳感器905的OFF次數表示再三嘗試失敗的計數,如計數為兩次以下,則移至步驟S35,再次使電磁閥904打開動作。
另一方面,當空氣用壓力傳感器905的計數為三次時,表示嘗試三次電磁閥904的開動作,壓力也還不到規定值,判斷產生異常。在步驟S55中,在顯示裝置907上顯示「警報1」。在此,顯示的「警報1」例如顯示「確認!空氣壓力不足。請確認空氣壓力。」,催促用戶確認調節器903的設定空氣壓是否合適,或空氣供給路930上有無異常等。
然後,在步驟S56中,控制器906控制心軸750的主軸771的最高旋轉速度的設定,使旋轉速度降低,使其以中速區域(大於12000min-1小於或等於18000min-1的區域)的旋轉速度、例如15000min-1旋轉。即,即使在初期狀態將最高旋轉速度設為例如22000min-1的情況下,也要將最高旋轉速度控制在15000min-1,控制心軸750的主軸771使其不以該速度以上的旋轉速度旋轉。
由此進行控制,使得不易因未補給潤滑脂引起的潤滑脂不足而產生軸承燒結等。在此,也可以將旋轉速度的上限控制在中速區域的最大值18000min-1。
在該狀態後待機,直至用戶在步驟S57進行某種處理,按壓輸入裝置909中的重起按鈕。當按壓該重起按鈕時,控制器906將在顯示裝置907上顯示的警報1的顯示清除(步驟S58),再將空氣用壓力傳感器905的OFF次數設為0(步驟S59),解除步驟S56設定的旋轉速度限制(步驟S60),返回步驟S35,再次使電磁閥904進行開動作。
以上說明了空氣用壓力傳感器905的檢查動作。
其次,說明潤滑脂用壓力傳感器911的潤滑脂壓力檢查動作。圖54是說明潤滑脂用壓力傳感器911的檢查動作的流程圖。
首先,控制器906確認是否從潤滑脂用壓力傳感器911接收了ON信號(步驟S61)。在此,當潤滑脂用壓力傳感器911為ON,即潤滑脂用壓力傳感器911的壓力為規定值以上時,判斷潤滑脂罐913內的活塞正常工作,直接結束檢查。
另一方面,當潤滑脂用壓力傳感器911為OFF,即潤滑脂用壓力傳感器911的壓力比規定值小時,判斷潤滑脂罐913內的活塞未正常工作,未向定量排出裝置914供給潤滑脂,在步驟S62在顯示裝置907上顯示「警報2」。
在此,顯示的「警報2」例如顯示「異常!潤滑脂罐壓力不足,請緊急聯絡修理員。將旋轉速度的上限控制在15000min-1」,催促用戶進行緊急處理。
然後,在步驟S63中,控制器906控制心軸750的主軸771的最高旋轉速度的設定,使旋轉速度降低,使其以中速區域(大於12000min-1小於或等於18000min-1的區域)的旋轉速度、例如15000min-1旋轉。即,即使在初期狀態將最高旋轉速度設為例如22000min-1時,也要將最高旋轉速度控制在15000min-1,控制心軸750的主軸771不以該速度以上的旋轉速度旋轉。
由此進行控制,使得不易因未補給潤滑脂引起的潤滑脂不足而產生軸承燒結等。在此,也可以將旋轉速度的上限控制在中速區域的最大值18000min-1。
在該狀態後待機,直至用戶在步驟S64進行某種處理並按壓輸入裝置909中的警報解除按鈕。當按壓該警報解除按鈕時,控制器906在步驟S65將在顯示裝置907上顯示的警報2的顯示清除(在顯示有警報3、4時也同時清除),將潤滑脂注入次數計數置0(步驟S66),解除步驟S63設定的旋轉速度限制(步驟S67),結束潤滑脂用壓力傳感器911的檢查動作。
其次說明水平傳感器912的檢查動作。圖55是說明水平傳感器912的檢查動作的流程圖。
首先,控制器906確認是否從水平傳感器912接收了OFF信號(步驟S71)。在此,如水平傳感器912為ON狀態,則判斷潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量為充分的量(在此為潤滑脂罐容量的5%以上),直接結束水平檢查動作。
而當水平傳感器912為OFF時,判斷潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量不足潤滑脂罐容量的5%,接近潤滑脂補給單元及主軸心軸的維護定時,在步驟S72在顯示裝置907顯示「警報3」。
在此,顯示的「警報3」顯示例如「注意!接近補給單元、心軸的維護時期,請聯絡修理員」,催促用戶進行維修。
然後,對潤滑脂注入次數計數加1(步驟S73),確認計數,判斷之前的潤滑脂注入是否少於30次(步驟S74)。在此,如潤滑脂注入次數少於30次,則沒有問題,結束水平檢查。
另一方面,如潤滑脂注入次數為30次,則判斷必須馬上進行潤滑脂補給單元910及心軸750的維修,由步驟S75在顯示裝置907上顯示「警報4」。
在此,顯示的「警報4」例如顯示「警告!必須進行補給單元、心軸的維修。請迅速聯繫修理員。將旋轉速度的上限限制在15000min-1」,強烈催促用戶進行維修。
在步驟S76中,控制器906控制心軸750的主軸771的最高旋轉速度的設定,使旋轉速度降低,使其以中速區域(大於12000min-1且小於或等於18000min-1的區域)的旋轉速度、例如15000min-1旋轉。即,即使在初期狀態將最高旋轉速度設為例如22000min-1時,也要將最高旋轉速度控制在15000min-1,控制心軸750的主軸771使其不以該速度以上的旋轉速度旋轉。
由此,即使潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量變少時,也可以進行控制,通過降低旋轉速度來延長潤滑脂補給時間跨度,抑制潤滑脂的消耗量,使得不容易因潤滑脂不足產生軸承燒結等。在此,也可以將旋轉速度的上限控制在中速區域的最大值18000min-1。
在變更主軸771的旋轉速度後,移至圖54的步驟S64,之後在結束維修後,進行向步驟S64移行的動作,恢復正常狀態。
控制器906在步驟S36、S37及S38中確認來自空氣用壓力傳感器905、潤滑脂用壓力傳感器911及水平傳感器912的ON·OFF信號的有無,進行是否正常進行了潤滑脂補給的檢查,當確認向心軸750補給了潤滑脂時,從電磁閥打開動作起在規定的時間後關閉電磁閥,返回步驟S31,重啟累計值的累計動作。
本實施方式中,通過反覆進行以上的動作進行向心軸750的斷續的潤滑脂補給。
如上所述,根據本實施方式,每隔規定時間讀取主軸的旋轉速度,旋轉速度區域對應旋轉速度被分為低速區域、中速區域、高速區域三個區域,將對應這些區域的加算值加在累計值上。而且,僅在累計值達到規定值以上時,向心軸750進行追加潤滑脂補給。
因此,可對應心軸750的旋轉速度即潤滑脂的劣化狀態恰當地補給潤滑脂。另外,控制器906即使在主軸未旋轉時,也可以通過對累計值加1來增加累計值。由此,即使主軸771處於非旋轉狀態,也可以確定進行潤滑脂補給的最大時間長度。因此,即使旋轉停止時,只要電源ON(導通),也可以在最大時間長度時補給潤滑脂,故即使為停止→加速→恆速→減速→停止的循環,也可以總是補給穩定的潤滑脂。
另外,根據本實施方式,設置空氣用壓力傳感器905及潤滑脂用壓力傳感器911,並對應這些空氣用壓力傳感器905、潤滑脂用壓力傳感器911的檢測狀態在顯示裝置907上顯示適當的警報,故即使用戶未特別留意維修時期,也可以在適當定時對用戶進行適當的提醒,可將潤滑脂補給系統900總是保持在正常的狀態。由此,可將有可能因維修不足引起的追加潤滑脂欠缺等產生的軸承破損防患於未然。
通過將累計值的清除次數累計,可推定潤滑脂罐內潤滑脂的殘餘量,也可以在顯示裝置907上顯示潤滑脂殘餘量,可預測維修的時期。
另外,根據本實施方式,對應主軸的旋轉狀態及異常檢測的水平,將主軸的旋轉速度從回落到高速區域之下一旋轉速度區域中的旋轉速度。即,在高速區域旋轉時,回落到作為下一速度區域即中速區域的旋轉速度。由此,即使潤滑脂罐913內的潤滑脂殘餘量少時,也可以通過將旋轉速度降低來延長潤滑脂補給時間跨度,抑制潤滑脂消耗量,進行控制使得不容易因潤滑脂不足而產生軸承燒結等,可降低該燒結產生的可能性。
在本實施方式中,加算值在高速區域為10,在中速區域為2,在低速區域為1,但不限於此,可對應主軸及軸承的使用狀態設定適當消耗的值。另外,對累計值的最大值,也可以考慮使用狀態或耐久性等而設定為所希望的值。
在本實施方式中,將旋轉速度區域分為三個階段,設定加算值,但不限於此,也可以根據狀況適宜設定旋轉速度區域的分割數。例如,對使用中旋轉速度變化大的,可考慮通過增加分割數使進行適應實際的潤滑脂劣化狀況的潤滑脂補給變得容易。
在本實施方式中,使用了利用空氣壓力進行潤滑脂補給的潤滑脂供給單元910,但不限於此,也可以使用空氣驅動以外的潤滑脂補給單元在與本實施方式相同的潤滑脂補給定時進行潤滑脂補給。
在本實施方式中,例示了心軸750進行了關於潤滑脂補給的說明,但不限於此,也可以適用於其它工作設備主軸用心軸、電機用主軸心軸等。
另外,在本實施方式中,以每隔0.8秒算出旋轉速度進行了說明,但不限於此,也可以根據情況以任意時間間隔進行旋轉速度的運算。
如上所述,根據第三十~三十三實施方式的潤滑脂補給裝置、使用了潤滑脂補給裝置的主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序,可將潤滑脂攪拌阻抗產生的影響抑制到最小限度,同時謀求軸承的長壽命化。
根據所述實施方式,由於對應軸的旋轉速度控制補給追加潤滑脂的補給定時,故可以對應滾動軸承使用頻度的間隔適當地補給潤滑脂。另外,與以一定定時補給潤滑脂的情況相比,可避免無效潤滑脂補給,並減少潤滑脂補給次數。因此,可清除過剩的潤滑脂的補給,而以最優的間隔補給潤滑脂,可將軸承的燒結等防患於未然,且使軸承溫度保持穩定。
另外,根據所述實施方式,無論潤滑脂的補給方向為徑向,或為軸向均可以同樣適用。
根據所述實施方式,由於對應旋轉速度設定加算值,對應實測的旋轉速度累計加算值,在累計值達到規定值以上時,補給潤滑脂,故可以以對應滾動軸承的使用頻度的間隔適當地補給潤滑脂。另外,與以一定定時補給潤滑脂的情況相比,可避免無效的潤滑脂補給,減少潤滑脂補給次數。因此,可不補給過剩的潤滑脂,而以最優的間隔補給潤滑脂,可將軸承的燒結等防患於未然,且使軸承溫度保持穩定。
根據所述實施方式,所述累計值在潤滑脂補給時清除,並再次開始累計值的累計。因此,一旦開始工作,直至有意地停止,均根據所述算法進行潤滑脂補給,故用戶可不關注潤滑脂補給定時,可消減用戶的工作。
根據所述實施方式,通過累計所述累計值的清除次數,可知道進行了幾次潤滑脂補給。因此,可把握潤滑脂補給裝置內的潤滑脂殘餘量,可預測維修時間。
根據所述實施方式,所述軸停止時將加算值設為0,不進行累計。因此,可避免在長時間不使用軸承裝置時補給潤滑脂等情況的產生。
根據所述實施方式,在所述潤滑脂補給裝置內的潤滑脂殘餘量達到規定值以下時,將所述軸的旋轉速度控制為規定的旋轉速度以下。因此,在潤滑脂殘餘量減少,必須進行維修時,將所述軸的旋轉速度控制為規定旋轉速度以下。由此,在進行維修,且向潤滑脂補給裝置補充潤滑脂之前,通過降低旋轉速度來自然延長潤滑脂補給間隔。因此,可以較長時間補給少的潤滑脂,可將在必須進行維修等時,軸以高的旋轉速度旋轉而使軸承燒結等故障的產生防患於未然。
根據所述實施方式,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域的最高旋轉速度區域之下一旋轉速度區域中。這樣,在將所述軸的旋轉速度控制為規定旋轉速度以下的控制中,將在最高旋轉速度區域旋轉的主軸的旋轉速度降至下一旋轉速度區域的控制是最有效的。即,通過將在最高旋轉速度區域旋轉的軸的旋轉速度降低,可抑制潤滑脂的消耗量,將軸承燒結等故障的產生防患於未然。
另外,在第三十~三十三實施方式中,在心軸的主軸上設置旋轉傳感器,檢測主軸的旋轉速度,控制潤滑脂補給定時,但只要是具有向滾動軸承的內部補給潤滑脂的潤滑脂補給機構的潤滑脂補給裝置,則可以設置檢測滾動軸承的內圈或外圈中任一旋轉圈的旋轉速度的旋轉傳感器,通過控制裝置對應旋轉圈的旋轉速度控制潤滑脂補給定時。
第三十四實施方式以下,參照圖56~圖60詳細說明本發明第三十四實施方式的潤滑脂補給裝置及主軸裝置。
如圖56所示,構成本實施方式的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)的潤滑脂供給裝置1010中,在來自進氣口的空氣配管1011的中途設有電磁閥1012。另外,空氣配管1011a的一側端部介由阻抗機構1012a連接在貯存向軸承1013供給的潤滑脂Gr的潤滑脂罐1014上。另外,在潤滑脂罐1014內配置有向潤滑脂罐1014內的潤滑脂施加壓力的罐內活塞1015。
另一方面,在來自電磁閥1012的空氣配管1011b和從潤滑脂罐1014向軸承1013供給潤滑脂的潤滑脂配管1025之間配置有機械式定量型活塞泵1019。而且,利用潤滑脂配管1017a連接潤滑脂罐1014和機械式定量型活塞泵1019。
在潤滑脂罐1014的罐內活塞1015周邊的槽部分1016上與潤滑脂罐1014的內面對向裝有磁鐵1017及活塞環或O型密封環1016a。另外,在潤滑脂罐1014的外側裝有水平傳感器1018a。在連接潤滑脂罐1014和機械式定量型活塞泵1019的潤滑脂配管1017a上設有壓力傳感器1018b。
如圖57所示,所述結構的潤滑脂罐1014隨著潤滑脂供給裝置1010使用時間(工作次數)的推延,從機械式定量型活塞泵排出潤滑脂,消耗潤滑脂罐1014內的潤滑脂Gr。即,罐1014內的活塞向底面方向前進。
而且,在罐內活塞1015到達水平傳感器1018a設定值的高度後,由潤滑脂罐1014內的罐內活塞1015的磁鐵1017使水平傳感器1018a反應。電感知水平傳感器1018a的反應,並向心軸運轉裝置輸出,從而通知周圍潤滑脂Gr的殘餘量少的情況。
另一方面,為監視潤滑脂的加壓狀態而設置的壓力傳感器1018b如下起作用。
如圖58所示,向潤滑脂罐1014內供給空氣,向罐內活塞1015施加壓力,而向潤滑脂施加壓力。當向潤滑脂施加一定的壓力時,監視潤滑脂壓力的壓力傳感器1018b反應。電檢測壓力傳感器1018b的壓力,並向心軸運轉裝置輸出,向周圍通知從潤滑脂罐1014向機械式定量型活塞泵1019輸送了潤滑脂的情況(參照圖56)。
在從潤滑脂罐1014向機械式定量型活塞泵1019運送潤滑脂的途中存在異常時,由壓力傳感器1018b檢知,並向心軸運轉裝置輸出該信號,向周圍通知未從機械式定量型活塞泵1019向心軸內排出潤滑脂的情況。
另外,阻抗機構1012a是石墨或燒結材料等,其結構形成在電磁閥1012關閉後以一定時間對潤滑脂罐內活塞1015施加壓力。圖66是表示在阻抗機構1012a使用石墨時的罐內壓力的曲線圖。由於潤滑脂的殘餘量使潤滑脂罐內的空氣體積變化,故壓力上升的時間有變化。但是,在使電磁閥1013OFF後,潤滑脂罐1014內部保持壓力,在電磁閥1013OFF時將潤滑脂罐1014內的潤滑脂Gr一定量地向機械定量型活塞泵1019供給。另外,也可以使用單向閥或調速器等取代阻抗機構1012a。
圖59及圖60是本發明潤滑脂補給裝置的電路圖。如圖59所示,從空氣源1020通過空氣濾清器1021及調節器1022將空氣配管1011連接在電磁閥1012上。另外,空氣配管1011介由電磁閥1012延伸到空氣用壓力傳感器1023上。從空氣用壓力傳感器1023介由空氣配管1011a連接到潤滑脂供給裝置1010上。潤滑脂供給裝置1010具有潤滑脂用壓力傳感器1018b及水平傳感器1018a,其通過潤滑脂配管1025連接在具有旋轉傳感器1024a的心軸1024上。順控器1030監視電磁閥1012和各傳感器的動作。
圖60是表示相對於電磁閥1012動作的各傳感器的檢知動作的圖示。下面說明潤滑脂供給裝置1010的動作。
首先,將電磁閥1012打開(ON),向潤滑脂供給裝置1010供給空氣,機械式定量型活塞泵1019的活塞1019a工作,向連接在心軸1024上的配管1025內排出潤滑脂。
其次,將電磁閥1012關閉(OFF)。在關閉的同時,機械式定量型活塞泵內的活塞還原,此時,由於潤滑脂罐內的潤滑脂被加壓,故從潤滑脂罐向機械式定量型活塞泵填充潤滑脂。通過反覆進行所述動作,潤滑脂的殘餘量減少。在電磁閥1012變為關閉的前後一定時間之間監視潤滑脂壓力傳感器1018b的動作。這是為了確認潤滑脂罐1014內的潤滑脂是否被向機械式定量型活塞泵1019內運送。
在潤滑脂壓力傳感器1018不反應時,順控器1030檢知潤滑脂壓力傳感器1018b不反應的情況,控制心軸1024的最高旋轉速度。由於使用潤滑脂潤滑,故不必馬上停止,只要控制在即使不補給潤滑脂也具有壽命的旋轉速度以下即可使用。當潤滑脂殘餘量變為水平傳感器1018a和安裝在潤滑脂罐內活塞1015內的磁鐵1017相同水準的位置時,水平傳感器1018a反應。順控器1039檢知這一點,控制心軸1024的最高旋轉速度。
另外,關於使潤滑脂供給裝置1010工作的空氣,在未供給空氣的情況下,空氣用壓力傳感器1023反應,順控器檢知這一點,控制心軸1024的旋轉速度。空氣用壓力傳感器1023的監視時間(圖60的T2、T3)只要在電磁閥開(圖60的T1)的時間內則何時都可以。
在潤滑脂罐1014上未設置檢查潤滑脂殘餘狀態的水平傳感器1018時,既使潤滑脂的殘餘量為0cc,心軸1024仍高速旋轉,而使心軸內軸承1013上產生損傷。但是,通過在潤滑脂罐1014內設置水平傳感器1018a,在潤滑脂的殘餘量少時,通過檢查水平傳感器1018a,無論是否向潤滑脂罐1014內補充潤滑脂,均可以進行不損傷心軸內軸承1013的旋轉速度的旋轉,可防止軸承1013的損傷。
另外,在不向機械式定量型活塞泵1019補充潤滑脂時,不從機械式定量型活塞泵1019排出潤滑脂,高速旋轉的軸承1013會產生損傷。但是,通過利用潤滑脂壓力傳感器1018a監視潤滑脂的運送狀況,可在進行高速旋轉的軸承1013損傷產生前發現潤滑脂供給裝置1010的不良狀況,防止軸承1013的損傷。
第三十五實施方式其次,基於圖61說明第三十五實施方式。與第三十四實施方式相同的部件使用相同的符號,省略詳細的說明。與第三十四實施方式不同的點是,向潤滑脂罐1014和機械式定量型活塞泵1019供給的空氣利用了不同系統。
即,向潤滑脂罐1014供給空氣的閥是電磁閥1012,而在此之外還設置向機械式定量型活塞泵1019供給空氣的電磁閥1029,即設置兩個電磁閥。
此時的動作是在機械式定量型活塞泵的電磁閥1029OFF(關閉)後數秒~數分鐘後潤滑脂罐的電磁閥1012OFF(關閉)。即使是這樣構成的潤滑脂供給裝置,也可以得到相同的效果。此時,不需要圖56所示的阻抗機構1012a。
圖62是圖61所示的潤滑脂補給裝置的電路圖。如圖61~圖62所示,從空氣源通過空氣濾清器1021及調節器1022的空氣配管連接在電磁閥1012、1029上。來自第二電磁閥1029的空氣配管介由第二電磁閥1029延伸到壓力傳感器(監視空氣)1023上,並連接在潤滑脂供給裝置1010的機械式定量型活塞泵1019上。而來自第一電磁閥1012的空氣配管介由第一電磁閥1012連接在潤滑脂供給裝置1010的潤滑脂罐1014上。
圖63是圖62所示的潤滑脂補給裝置的控制方法的圖示。如圖61~圖63所示,將第二電磁閥1029打開,機械式定量型活塞泵1019的活塞1019a工作,排出潤滑脂。然後,第一電磁閥1012打開,對潤滑脂罐1014內的活塞1015加壓。
其次,將第二電磁閥1029關閉。在關閉的同時,機械式定量型活塞泵1019的活塞1019a還原,從潤滑脂罐1014向機械式定量型活塞泵1019填充潤滑脂。在機械式定量型活塞泵1019內填充潤滑脂後,將第一電磁閥1012關閉。
第三十六實施方式圖64、65表示本發明第三十六實施方式的潤滑脂補給裝置的電路圖和控制方法。在本實施方式中,將空氣的第二壓力傳感器(監視空氣用)1026連接在介由電磁閥1012的配管上。其它的結構與第三十五實施方式的潤滑脂補給裝置相同。這樣構成的潤滑脂補給裝置,也可以得到相同的效果。
另外,所述結構例僅僅是示例,可進行各種變形變更。例如,在第三十四、三十五實施方式中,潤滑脂罐1012內的活塞1015使用了磁鐵,但只要是傳感反應的,則也可以發送電信號等,使水平傳感器1019a反應。另外,水平傳感器1018a即可是相對於活塞1015的動作機械性反應的傳感器,也可以是電反應的傳感器。
另外,上述說明了檢知潤滑脂罐內的活塞1015動作的水平傳感器1018a被設置在罐外的例子,但也可以在罐內設置。在第三十四、三十五實施方式中說明了在潤滑脂罐內的活塞1015上安裝磁鐵1017,並在潤滑脂罐1014上安裝水平傳感器1018a的方式,但也可以在活塞1015上安裝水平傳感器,並在潤滑脂罐1014上安裝磁鐵1017或使水平傳感器1018a反應的物質。
另外,設置監視潤滑脂加壓狀態的潤滑脂壓力傳感器1018b的位置只要是潤滑脂罐1014內的貯存潤滑脂,且潤滑脂罐用活塞1015不滑動的位置,則無論什麼位置均可以得到相同的測定效果。另外,無論相對於潤滑脂壓力變化是機械反應還是電反應的傳感器,都可得到效果。另外,前述是使用空氣在潤滑脂罐1014內的活塞1015上施加壓力,但也可以使用電機或機械式裝置等對潤滑脂罐1014內的活塞1015加壓。
如上所述,根據第三十四~三十六實施方式的潤滑脂補給裝置及主軸裝置,通過在貯存潤滑脂供給裝置的潤滑脂的潤滑脂罐上安裝傳感器,不會在軸承上產生潤滑不良,軸承上不會產生燒結。因此,可實現軸承的長壽命化。
根據所述實施方式,在潤滑脂供給裝置的貯存潤滑脂的潤滑脂罐上安裝水平傳感器,並在對潤滑脂罐內的潤滑脂加壓的活塞上埋入磁鐵。通過在潤滑脂罐部安裝水平傳感器,監視活塞的位置,在潤滑脂的殘餘量減少後,則產生警報,將潤滑脂的殘餘量少的情況通知周圍。由此,在軸承上不產生潤滑不良,在軸承上不產生燒結。
另外,根據所述實施方式,在連接潤滑脂罐和機械式定量型活塞泵的潤滑脂配管上設置壓力傳感器,監視潤滑脂的加壓狀況。該監視監視是否向機械式定量型活塞泵運送潤滑脂。在潤滑脂配管內的潤滑脂未被加壓時,壓力傳感器檢知該狀態,產生警報。由此,將在配管內的潤滑脂上未產生壓力、未向機械式定量型活塞泵內補充潤滑脂的情況通知周圍。由此,在軸承上不會產生潤滑不良,在軸承上不引起燒結。
以下,參照圖67~圖76詳細說明本發明第三十七~第四十三實施方式的潤滑脂補給裝置(或潤滑脂補給機構)。另外,在第三十八~四十三的各實施方式中,對具有與第三十七實施方式說明的部件等相同的結構·作用的部件等在圖中使用同一符號或相當的符號,簡化或省略其說明。
第三十七實施方式如圖67所示,第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1110由潤滑脂罐1111、機械式定量型活塞泵即潤滑脂定量排出機構1112、潤滑脂補給用配管1113、噴嘴1114構成,其適用於軸承裝置或工作設備或高速電機用主軸裝置中。
潤滑脂罐1111中,在筒狀罐主體1115的內部收納有罐活塞1116,基端部連通連接壓力導入管1117,前端部配置有排出口1118。另外,潤滑脂罐1111中,在罐活塞1116和排出口1118之間的空間內封入潤滑脂Gr。在潤滑脂罐1111上,總是提供或在定量排出活塞1123返回時從壓力導入管1117提供數秒~數分鐘規定的壓力。
排出口1118通過送給管1119與潤滑脂定量排出機構1112上具有的驅動缸1120內的定量潤滑脂室1121連通連接。
潤滑脂定量排出機構1112具有驅動缸1120、定量排出活塞1123、復位彈簧1124、止回閥1125。
驅動缸1120是有底筒狀,在前端部形成有排出部1126。另外,驅動缸1120中,排出部126側形成定量潤滑脂室1121,反排出部1126側即底板1127側形成空氣室1128。從潤滑脂罐1111向定量潤滑脂室1121內輸送潤滑脂Gr。
氣閥1122是帶脫壓功能的氣閥,在內部具有空氣供給閥1122a和脫壓閥1122b。一端部通過空氣導入管1129連通連接未圖示的壓縮空氣發生源,另一端部通過空氣送給管1130連通連接驅動缸1120內的空氣室1128。
另外,氣閥1122中,通過從外部控制電路供給規定的電流,打開空氣供給閥1122a且關閉脫壓閥1122b,將加壓的壓縮空氣導入驅動缸1120內的空氣室1128內,當遮斷電流時,關閉空氣供給閥1122a且打開脫壓閥1122b,利用脫壓閥1122b進行脫壓,使空氣室1128及空氣送給管1130內變為非加壓狀態。
另外,脫壓閥1122b也可以不搭載在氣閥1122上,而配置在空氣室1128或空氣送給管1130上。
定量排出活塞1123在定量潤滑脂室1121和空氣室1128之間,可沿筒方向在驅動缸1120內反覆移動地配置。定量排出活塞1123介由端部卡合在驅動缸1120底板1127上的復位彈簧1124被裝入驅動缸1120內。定量排出活塞1123的排出量被設定為0.003~0.12cc。
復位彈簧1124以自然長度安裝在定量排出活塞1123上,定量排出活塞1123前進移動時伸長,定量排出活塞1123的前進移動結束後,返回自然長度,從而使定量排出活塞1123後退移動。
止回閥1125連通連接驅動缸1120的排出部1126。止回閥1125中,因定量排出活塞1123在驅動缸1120內前進移動,而壓送向定量潤滑脂室1121送給的潤滑脂Gr時,閥體1131打開排出部1126。止回閥1125連通連接潤滑脂補給用配管1113的一端部。
潤滑脂補給用配管1113的另一端部與噴嘴1114連通。噴嘴1114配置在構成具有滾動軸承或圓柱滾子軸承等的主軸裝置的軸承裝置1135的側部。
如圖68所示,在驅動缸1120的內壁間隔予定的距離形成兩個活塞制動器1132、1133。在兩個活塞制動器1132、1133中底板1127側配置的一活塞制動器1132具有如下功能,設定在空氣室1128內的壓縮空氣消失、使定量排出活塞1123利用復位彈簧1124向復動側後退移動時的後端位置a1。
在排出部1126側配置的另一活塞制動器1133具有如下功能,設定通過將壓縮空氣導入空氣室1128內、定量排出活塞1123嚮往動側前進移動時的前端位置a2。
其次,通過圖69及70說明第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1110的動作。如圖69所示,在潤滑脂排出前的狀態下,由於氣閥1122閉閥,故定量排出活塞1123位於後端位置a1,止回閥1125的閥體1131封閉排出部1126。
如圖70所示,通過通電使氣閥1122開閥。這樣,壓縮空氣導入空氣室1128內,故定量排出活塞1123從後端位置a1前進移動至前端位置a2,貯存於定量潤滑脂室1121內的規定量的潤滑脂Gr被送到止回閥1125。
因此,止回閥1125的閥體1131開放排出部1126,通過潤滑脂補給用配管1113從噴嘴1114排出潤滑脂Gr,向軸承裝置1135的軸承空間內供給規定量的潤滑脂Gr。當排出結束後,止回閥1125的閥體1131再次將排出部1126封閉。氣閥1122在開閥後通電被遮斷,再次閉閥。
而且,氣閥1122閉閥,經脫壓定量潤滑脂室1121內及空氣室1128內的壓力降低,定量排出活塞1123從前端位置a2後退移動至後端位置a1。此時,通過從壓力導入管1117導入規定的壓力,將潤滑脂罐1111內的潤滑脂Gr送給到驅動缸1120內的定量潤滑脂室1121內,恢復圖69所示的狀態,之後,反覆進行所述動作。
如上所述,在第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置1110中,與對氣閥1122的通電時間無關反覆進行下述動作,僅通過潤滑脂補給用配管1113向噴嘴1114送給臨時存貯於定量潤滑脂室1121的規定量的潤滑脂Gr,遮斷向氣閥1122的通電,利用脫壓閥1122b將空氣室1128及空氣送給管1130內脫壓,在定量潤滑脂室1121內的壓力降低後,將新的潤滑脂Gr向定量潤滑脂室1121送給的動作。
由此,由於潤滑脂補給用配管1113的潤滑脂Gr總是不承受到壓力,故可防止分油,同時,可總是向軸承空間供給微量的定量潤滑脂Gr。
根據第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置1110,以予定的量收納從潤滑脂罐1111向驅動缸1120的定量潤滑脂室1121內送給的潤滑脂Gr,且介由止回閥1125,通過定量排出活塞1123向潤滑脂補給用配管1113排出收納於定量潤滑脂室1121內的定量潤滑脂Gr。
因此,由於總是向潤滑脂補給用配管1113供給定量的潤滑脂Gr,故不會因配管的內徑或長度、噴嘴的形狀及溫度等條件而使潤滑脂的排出量變動,可進行穩定的潤滑脂Gr的排出。
另外,由於使位於從對潤滑脂Gr加壓的部分到軸承裝置1135的配管內的潤滑脂Gr上長時間產生殘壓的現象減少,故可使潤滑脂Gr引起分油的情況減少,配管內存在稠度不同的潤滑脂Gr的現象少,可進行潤滑脂Gr的定量排出。
由此,通過進行不受配管影響、間歇地排出微量且定量的潤滑脂的定量補給,向軸承內部定期補給微量且定量的潤滑脂,可提高潤滑脂潤滑的長壽命化及可靠性。
根據第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置1110,由於潤滑脂定量排出機構1112的定量排出活塞1123可在驅動缸1120內往復移動,故可利用定量排出活塞1123的往動,在定量排出活塞1123往動時,排出定量潤滑脂室1121內的潤滑脂Gr。當排出結束時,止回閥1125關閉。而且,在定量排出活塞1123回動時,從潤滑脂罐1111補給新的潤滑脂Gr,故可降低配管內殘壓的產生。
根據第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置1110,由於介由氣閥1122向驅動缸1120內供給的空氣驅動定量排出活塞1123,故可不使用複雜的結構而構成潤滑脂定量排出結構1112。另外,由於使用空氣,故加壓的機構簡單,對洩漏等的對策與採用油脂等時相比,可非常簡單地進行。
根據第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置1110,由於利用定量排出活塞1123向潤滑脂補給用配管1113內排出設定在0.004~0.1cc範圍內的潤滑脂Gr,故可進行排出量的微量控制。
根據第三十七實施方式的補給裝置,通過進行穩定的潤滑脂補給,在軸承裝置中使用時,可謀求該軸承裝置的長壽命化及可靠性的提高。
根據第三十七實施方式的潤滑脂補給裝置1110,通過進行穩定的潤滑脂補給,在用於工作設備或高速電機用主軸裝置中時,可謀求工作設備或高速電機用主軸裝置的長壽命化及可靠性的提高。
第三十八實施方式其次,使用圖71說明本發明的第三十八實施方式。
如圖71所示,第三十八實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1140具有與圖67所示的潤滑脂補給裝置1110相同的結構,但潤滑脂補給用配管1141的前端部在構成具有滾動軸承或圓柱滾子軸承等的主軸裝置的軸承裝置1142中與形成於外圈1143徑向的潤滑脂補給孔1144連通連接。潤滑脂Gr通過排出口1118、潤滑脂補給用配管1141、潤滑脂補給孔1144送給,通過潤滑脂補給孔1144從軸承外徑部排向軸承裝置1142的軸承空間內。
第三十九實施方式其次,使用圖72(a)、(b)說明本發明的第三十九實施方式。
如圖72(a)所示,第三十九實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1150中,定量排出活塞1151介由杆1152結合在閥部件1153上,在驅動缸1154內,在定量排出活塞1151和閥部件1153之間形成的活塞制動器1155和閥部件1153組裝了復位彈簧1156。
這樣的潤滑脂補給裝置1150為氣閥1122的空氣供給閥1122a打開,且脫壓閥1122b關閉,向空氣室1128內導入壓縮空氣時,抵抗復位彈簧1156使閥部件1153、杆1152、定量排出活塞1151前進移動至前端位置,定量潤滑脂室1121內貯存的規定量潤滑脂Gr被送到止回閥1125,止回閥1125的閥體1131將排出部1126開放,通過潤滑脂補給用配管1113排出潤滑脂Gr。當活塞1153的衝程結束時,止回閥1125的閥體1131再次關閉排出部1126,不再使潤滑脂排出。
而且,如圖72(b)所示,當氣閥1122的空氣供給閥1122a關閉時,脫壓閥1122b打開,空氣室1128及空氣送給管1130內的加壓部脫壓,利用復位彈簧1156將閥部件1153、杆1152、定量排出活塞1151後退移動至後端位置,定量潤滑脂室1121內及空氣室1128內的壓力降低。此時,由於潤滑脂罐內的潤滑脂Gr從壓力導入管給予規定的壓力,故向驅動缸1154內的定量潤滑脂室1121內送給,暫時貯存。
第四十實施方式其次,使用圖73(a)、(b)說明本發明的第四十實施方式。
如圖73(a)所示,第四十實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1160被用於用於具有容量小的定量潤滑脂室1161的情況下,在閥部件1162上結合具有定量排出活塞功能的杆1163,在形成於驅動缸1164內的隔板1165和閥部件1162上組裝復位彈簧1166。
這樣的潤滑脂補給裝置1160當氣閥1122的空氣供給閥1122a打開,且脫壓閥1122b,打開向空氣室1128內導入壓縮空氣時,抵抗復位彈簧1156使閥部件1162、杆1163前進移動至前端位置,定量潤滑脂室1161內貯存的規定量潤滑脂Gr被送到止回閥1125,止回閥1125的閥體1131將排出部1126開放,通過潤滑脂補給用配管1113排出潤滑脂Gr。此時,貯存於定量潤滑脂室1161內的潤滑脂Gr被增壓而排出,當不再排出時,止回閥1125的閥體1131再次關閉排出部1126。
而且,如圖73(b)所示,當氣閥1122的空氣供給閥1122a關閉時,脫壓閥1122b打開,使空氣室1128及空氣送給管1130內的加壓部脫壓,利用復位彈簧1166將閥部件1162、杆1163後退移動至後端位置,定量潤滑脂室1161內及空氣室1128內的壓力降低。
第四十一實施方式其次,使用圖74說明本發明的第四十一實施方式。
如圖74所示,第四十一實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1170中使用圖73(a)所示的潤滑脂定量排出機構1112,在連通潤滑脂罐1111和驅動缸1164內的潤滑脂室1161的送給管1119內配置逆流防止機構1171。逆流防止機構1171具有防止在具有定量排出活塞功能的杆1163動作時,潤滑脂不從排出部1126排出,而向潤滑脂罐111內逆流的功能。
第四十二實施方式下面,用圖75說明本發明的第四十二實施方式。
如圖75所示,第四十二實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1180中使用圖73(a)所示的潤滑脂定量排出機構1112,在與潤滑脂罐1111的壓力導入管1117連接的部分配置單向閥或調速器、節流閥或由燒結材料·石墨等阻抗體形成的閥機構1181,一併地將壓力導入管1117和空氣供給管1130連通連接在氣閥1122上。
在第四十二實施方式的潤滑脂補給裝置1180中,氣閥1122的空氣供給閥1122a關閉,且脫壓閥1122b打開,按壓潤滑脂罐1111內的活塞1116的力隨著時間減少,在數分鐘~數十分鐘後,形成不對潤滑脂Gr加壓的狀態,由此,可降低潤滑脂Gr的性質變化。
第四十三實施方式其次,使用圖76說明本發明的第四十三實施方式。
如圖76所示,第四十三實施方式的潤滑脂補給裝置(潤滑脂補給機構)1190中使用圖73(a)所示的潤滑脂定量排出機構1112,在連通連接驅動缸1164內空氣室1128的空氣送給管1130上設置帶脫壓功能的氣閥1191,在連通連接潤滑脂罐1111的壓力導入管1117上設置氣閥1192。
在第四十三實施方式的潤滑脂補給裝置1190中,通過打開氣閥1191的空氣供給閥1191a,向空氣室1128內導入空氣,介由閥部件1162排出潤滑脂Gr,然後,打開氣閥1192。氣閥1191的空氣供給閥1191a關閉,且脫壓閥1191b打開,使空氣送給管1130內脫壓,使閥部件1162和杆1163還原。此時,對潤滑脂罐111內的活塞1116加壓,向定量潤滑脂室1161內補充潤滑脂Gr。然後,關閉氣閥1191的空氣供給閥1191a,將空氣送給管1130內脫壓,然後,在經過數秒~數分鐘後,關閉氣閥1192,將壓力導入管1117內脫壓。
實施例6以下說明本發明的潤滑脂補給裝置的實施例。
為確認本發明的效果,使用將從潤滑脂排出部到軸承裝置的潤滑脂補給用配管的長度改變的三種潤滑脂補給裝置,觀察潤滑脂的排出量。所謂三種潤滑脂補給裝置是,排出裝置1是圖116所示的機械驅動泵式裝置,排出裝置2是圖114所示的空氣驅動泵式裝置,排出裝置3是本發明各實施例的定量排出型裝置。
潤滑脂補給用配管的規格如表4所示。
表4

三種潤滑脂補給裝置的規格如表5所示,在此,各潤滑脂補給裝置的可動時間一定。
表5

三種潤滑脂補給裝置的試驗結果如表6所示。在此,在各潤滑脂補給裝置中,在潤滑脂補給用配管及噴嘴內預先封入潤滑脂,測定從噴嘴排出的潤滑脂量。
表6

從表6可知,在排出裝置1及排出裝置2中,伴隨潤滑脂補給用配管的長度增長,第一次、第二次、第三次的潤滑脂排出量發生大的變動。特別是在排出裝置2中,與次數的增加成反比,潤滑脂的排出量減少,此時,將形成燒結等軸承壽命致命的損傷的原因。
對此,在相當於本發明各實施方式的排出裝置3中,與潤滑脂補給用配管的長度無關,第一次、第二次、第三次的潤滑脂排出量沒有顯著變動。
三種潤滑脂補給裝置的潤滑脂排出量的測定結果如圖7所示。
圖7

所述試驗的結果確認了在相當於本發明各實施方式的排出裝置3中,未受到潤滑脂補給用配管的長度影響,總是可排出一定量的潤滑脂。
實施例7其次,使用改變從潤滑脂排出部到軸承裝置的潤滑脂補給用配管的長度的三種潤滑脂補給裝置觀察潤滑脂的排出量。三種潤滑脂補給裝置是,排出裝置1是圖67所示的類型,排出裝置2是圖72(a)所示的類型,排出裝置3是圖73(a)所示的類型。
潤滑脂補給用配管的規格如表8所示。
表8

試驗條件如表9所示。
表9

三種潤滑脂補給裝置的試驗結果如表10所示。在此,在各潤滑脂補給裝置中,在潤滑脂補給用配管及噴嘴內預先封入潤滑脂,測定從噴嘴排出的潤滑脂量。
表10

由表10可知,在排出裝置1及排出裝置2中排出量無大的差異。另外,在排出裝置3中,由於是增壓排出機構,故即使配管長度長到4m,排出量的變動也很少,可穩定排出定量的潤滑脂。
實施例8
然後,使用改變從潤滑脂排出部到軸承裝置的潤滑脂補給用配管的長度的六種潤滑脂補給裝置觀察潤滑脂的排出量。
潤滑脂補給用配管的規格與表8相同。
試驗條件如表11所示。
表11

在六種排出裝置中,排出裝置4~9如表12~13所示。
表12

表13

即,排出裝置4是在圖75所示的類型中使用利用燒結材料的阻抗體形成的閥機構1181的裝置,排出裝置5是在圖75所示的類型中使用利用石墨的阻抗體形成的閥機構1181的裝置,排出裝置6是在圖75所示的類型中使用單向閥機構1181的裝置,排出裝置7是在圖75所示的類型中使用調速器的閥機構1181的裝置,排出裝置8是圖76所示的類型,排出裝置9是在圖75所示的類型中設置閥機構1181的裝置,排出裝置8中,氣閥1191稱為閥S,壓力閥1191稱為閥T。
六種潤滑脂補給裝置的試驗結果如表12、表13所示。在此,在各潤滑脂補給裝置中,在潤滑脂補給用配管及噴嘴內預先封入潤滑脂,測定從噴嘴排出的潤滑脂量。
由表12及表13可知,在排出裝置4~7中,在將閥閉合後,在潤滑脂罐內的潤滑脂也產生壓力,故從潤滑脂罐向潤滑脂定量排出機構補充新的潤滑脂。然後,從噴嘴排出定量的潤滑脂。但是,在排出裝置9中,在將閥閉合的同時,潤滑脂罐內的壓力釋放,故潤滑脂罐內的活塞不會對潤滑脂加壓,不會向潤滑脂定量排出機構補充潤滑脂。由此,不會隨著排出次數增加,排出潤滑脂。相反,在排出裝置8中,在潤滑脂定量排出機構的定量排出活塞返回後,潤滑脂罐內仍施加有壓力,故可排出定量的潤滑脂。
實施例9使用排出裝置4,使用聚四氟乙烯管和聚氨脂管作為潤滑脂補給用配管1113,進行比較試驗。試驗條件如表14所示。
表14

試驗結果如表15所示。另外,在潤滑脂補給用配管及噴嘴內預先封入潤滑脂,測定從噴嘴排出的潤滑脂量表15

由表15可知,相對於聚氨脂管的潤滑脂補給用配管,聚四氟乙烯管的潤滑脂補給用配管的管路膨脹少,即使配管增長,也可以穩定排出定量的潤滑脂。
另外,本發明不限於所述實施例,可以進行適當的變形、改良等。
例如,也可以不在軸承裝置的側部設置噴嘴,從軸承的外圈側或心軸的套側與軸承空間內連通配置。
另外,作為向氣閥1122、1191輸送的介質不限於空氣,也可以使用水或對環境無害的氣體等,氣閥1122、1191的驅動,可用電開關閥,也可以機械式開關閥。或,也可以不使用介質,通過在電機等原動機上結合連杆及曲軸等旋轉力變換機構使用外力往復驅動定量排出活塞。
如上所述,根據第三十七~四十三實施方式的潤滑脂補給裝置,在驅動缸內收納予定量的從潤滑脂罐送給的潤滑脂,並介由止回閥利用定量排出活塞將收納於驅動缸內的定量的潤滑脂排向潤滑脂補給用配管。
因此,由於總是向潤滑脂補給用配管供給定量的潤滑脂,故根據配管的內徑或長度、噴嘴的形狀及溫度等條件潤滑脂的排出量變動減少,可進行穩定的潤滑脂排出。
另外,由於在位於從對潤滑脂加壓的部分到軸承的配管內的潤滑脂上不會長時間產生殘壓,故潤滑脂引起分油的情況少,在配管內存在稠度不同的潤滑脂的情況減少,可進行潤滑脂的定量排出。因此,可減小配管的影響,通過進行間歇地排出微量且定量的潤滑脂的定量補給,可定期地向軸承內部補給微量且定量的潤滑脂,謀求潤滑脂潤滑的長壽命化及可靠性的提高。
根據所述實施方式的潤滑脂補給裝置,由於機械式定量型活塞泵的定量排出活塞在驅動缸內可往復移動,故可利用定量排出活塞的往復移動在定量排出活塞往動時排出驅動缸內的定量潤滑脂。當排出定量潤滑脂時,止回閥關閉。而且,在定量排出活塞復動時,從潤滑脂罐補給新的潤滑脂,故可降低配管內產生殘壓的現象。
根據所述實施方式的潤滑脂補給裝置,只要利用介由閥供給到驅動缸內的介質驅動定量排出活塞,則可不使用複雜的機構,構成機械式定量型活塞泵。如使用空氣作為介質,則加壓的機構被簡化,對洩漏等的對策與採用油脂等時相比,可非常簡單地進行。
根據所述實施方式的潤滑脂補給裝置,當在所述定量排出活塞復動時潤滑脂罐內的潤滑脂向驅動缸加壓時,可降低驅動缸內產生的負壓,防止潤滑脂內產生氣泡。
根據所述實施方式的潤滑脂補給裝置,由於通過定量排出活塞向潤滑脂補給用配管內排出設定在0.004~0.1cc範圍內的潤滑脂,故可進行排出量的微量控制。
根據所述實施方式的潤滑脂補給裝置,通過使用聚四氟乙烯管,可減少管路膨脹產生的損失,可良好地維持潤滑脂的排出量。
根據所述實施方式的潤滑脂補給裝置,通過進行穩定的潤滑脂補給,可謀求軸承裝置或工作設備或高速電機用主軸裝置的長壽命化及可靠性的提高。
第四十四實施方式圖77是本發明第四十四實施方式的主軸裝置1201的圖示。該主軸裝置1201具有心軸1210、潤滑脂供給裝置1217、冷卻液供給源1218、清潔空氣供給源1245。
如圖78所示,心軸1210具有外嵌多個滾動軸承1211~1214的套1215和軸通在所述滾動軸承1211~1214的主軸1216。
另外,心軸1210具有設於所述主軸1216上的轉子1220及與該轉子1220對向設置於套1215a內周面上的定子1221。
在所述套1215a上形成有與定子1221對向的定子冷卻用槽1222,在套1215c上形成有與軸承1211~1214對向的軸承冷卻用槽1223。
在套1215c上形成有軸心冷卻液回收孔1226、清潔空氣供給孔1227及潤滑脂排出用孔1228。在主軸1216上設有沿其中心軸線方向延伸的冷卻通路1229、1230。另外,圖78中的符號1231是外圈壓蓋。
從所述潤滑脂供給裝置1217送出的潤滑脂經由設於套1215a、1215c上的潤滑脂通路1241、1224向各滾動軸承1211~1214供給。
另外,從冷卻液供給源1218送出的冷卻液介由迴轉接頭1232向主軸1216的冷卻通路1230內供給。從該冷卻液供給源1218送出的冷卻液也供給到設於套1215上的定子冷卻用槽1222。
如圖77所示,從冷卻液供給源1218供給到套1215及主軸1216的冷卻液被回收到冷卻液供給源1218。
另外,從清潔空氣供給源1245送出的清潔空氣供給到心軸1210的套1215c(參照圖78)和軸承供給裝置1217。
該主軸裝置1201利用從冷卻液供給源1218送出的冷卻液冷卻心軸1210的定子1221。另外,利用該冷卻液冷卻滾動軸承1211~1214。
另外,該主軸裝置1201中,冷卻液向主軸1216內部的冷卻通路1230供給,且冷卻液沿主軸1216的縱向流通,也被供給到冷卻通路1229內,故主軸1216也被冷卻。
根據該主軸裝置1201,在超過dmn1200000這樣的區域,不僅定子1221的冷卻,滾動軸承1211~1214的冷卻也同時進行,故即使滾動軸承1211~1214的發熱大,滾動軸承1211~1214也被冷卻,可延長潤滑脂的壽命,還可以可靠地形成油膜。
另外,由於從外部供給潤滑脂,故可利用新的潤滑脂持續運行,故與油氣潤滑或油霧潤滑相同,可長壽命化。另外,由於使用潤滑脂潤滑,故即使在環境這一方面,也是有效果的,可抑制潤滑油的噴霧狀態化,改善操作環境。
由於油氣潤滑或油霧潤滑的摩擦風音被抑制,故也可以抑制噪聲水平。
另外,當不僅溫度且運行時的預壓負荷也過大時,有時因油膜形成不足,在達到潤滑脂壽命前就被燒結,但由於本發明的主軸裝置1201同時進行主軸1216的冷卻,故可抑制滾動軸承1211~1214的內、外圈的溫度差。因此,在使用角接觸球軸承作為滾動軸承1211~1214時(定位置預壓),由於可抑制預壓負荷增加,故效果進一步提高。
在使用圓柱滾子軸承作為滾動軸承1211~1214時,可抑制徑向預壓(負的間隙),可防止利用潤滑脂潤滑的早期燒結。進一步可在潤滑脂潤滑的長壽命化方面得到極大的效果。
第四十五實施方式圖79表示本發明的第四十五實施方式的主軸裝置1202。另外,在以下說明中,與所述主軸裝置1201(參照圖77、78)相同的部分使用同一符號,省略了詳細的說明。
該主軸裝置1202具有介由迴轉接頭1232向主軸1216的冷卻通路1230供給冷卻液的第一冷卻液供給源1218a和向套1215的定子冷卻用槽1222、軸承冷卻用槽1223供給冷卻液的第二冷卻液供給源1218b。
從冷卻通路1230排出的冷卻液被回收入第一冷卻液供給源1218a,從定子冷卻用槽1222、軸承冷卻用槽1223排出的冷卻液被回收入第二冷卻液供給源1218b。
該主軸裝置1202可分別進行主軸1216和定子1221的冷卻液溫度管理,可進一步抑制軸承的內軸和外軸的溫度差,即,通過將冷卻液供給源1218a的冷卻液溫度設定得比冷卻液源1218b的冷卻液溫度更低,可降低主軸1216的溫度,可抑制軸承的預壓負荷增加,故進一步提高效果。
第四十六實施方式圖80表示本發明的第四十六實施方式的主軸裝置1203。該主軸裝置1203將從冷卻液供給源1218供給的冷卻液介由迴轉接頭1232通過主軸1216的冷卻通路1230、1229後,供給到軸承冷卻用槽1223、定子冷卻用槽1222。
從定子冷卻用槽1222排出的冷卻液被回收入冷卻液供給源1218內。
另外,所述主軸裝置1201、1202、1203適合於工作設備主軸用心軸、高速電機用心軸。
第四十七實施方式圖81表示本發明的第四十七實施方式的主軸裝置1204。該主軸裝置1204將從冷卻液供給源1218供給的冷卻液向軸側及套側供給。
另外,供給到軸側的冷卻液從軸回收,供給到套側的冷卻液從套回收。另外,潤滑脂補給裝置也可以不是空氣驅動裝置,而是機械驅動裝置,也可以沒有清潔空氣供給源。
第四十八實施方式圖82表示本發明的第五實施方式的主軸裝置1205。該主軸裝置1205中,設有兩個冷卻液供給源1218a、1218b。而且,分別進行這些冷卻液供給源1218a、1218b的溫度管理。除此之外與圖81的主軸裝置1204相同。
第四十九實施方式圖83是作為本發明的工作設備用主軸裝置的主軸裝置1360的圖示。該主軸裝置1360中,在主軸套1361內使用帶外圈的角接觸球軸承1300及補給孔在單側設一個的圓柱滾子軸承1310支承主軸1371。另外,圖83的主軸裝置為便於例示,使用了不同種類的軸承,但也可以僅由相同種類的軸承構成。
主軸套1361具有套主體1362、內嵌固定在套主體1362前端(圖中左側)的前側軸承套1363、內嵌固定在套主體1362後側(圖中右側)的後側軸承套1364。在前側軸承套1363的端部設有外圈壓件1365和內圈壓件1366,在外圈壓件1365和內圈壓件1366之間形成有迷宮。主軸套1361的後端面被罩1370覆蓋。
主軸1371被內嵌在外嵌於前側軸承套1363上的兩個滾動軸承1300、1300和外嵌在後側軸承套1364上的一個圓柱滾子軸承1310上,從而由主軸套1361旋轉自如地支承。在兩個滾動軸承1300、1300的外圈間配置有外圈隔圈1380,在內圈間配置有內圈隔圈1376。
在主軸1371軸向的大致中央部外嵌固定有轉子1386。在轉子1386的外周面側距離規定的距離同軸配置有定子1387。定子1387介由配置於定子1387外周面側的定子固定部件1388被固定在套主體1362上。在套主體1362和定子固定部件1388之間在沿主軸1371的周向的方向形成有多個槽1378。在該多個槽1378內流動定子1387的冷卻用製冷劑。
同樣,在套主體1362和前側軸承套1363之間,在與角接觸球軸承1300外周側接觸的部位形成有流動套及軸承冷卻用製冷劑的多個槽1377。
在該主軸套1361的後端面,沿周向開設供給用於向各支承1300、1300、1310進行潤滑脂供給的潤滑脂的三個潤滑脂供給口1392(圖83中僅顯示一個)。這三個潤滑脂供給口1392分別連通形成於套主體1362、前側軸承套1363及後側軸承套1364內的潤滑脂供給路1393a、1393b、1393c(圖83中為了說明方便,在同一剖面圖示各潤滑脂供給路1393a、1393b、1393c)。由此,本實施方式的主軸裝置1360可從設於外部的潤滑脂供給裝置1390介由潤滑脂供給管1391向主軸套1361內供給潤滑脂。
潤滑脂供給路1393a連通對應單列圓柱滾子軸承1310外圈側形成的開口1396,潤滑脂供給路1393b連通對應配置於前側(圖中左側)的角接觸球軸承1300外圈側形成的開口1394,另外,潤滑脂供給路1393c連通對應配置於後側(圖中央)的角接觸球軸承1300外圈側形成的開口1395。由此,從潤滑脂供給裝置供給的潤滑脂獨立地供給到各軸承1300、1300、1310。開口1394、1395、1396連通補給孔,潤滑脂介由補給孔獨立向軸承空間內部供給。
潤滑脂補給裝置1390可對各軸承1300、1300、1310獨立供給潤滑脂。即,潤滑脂補給裝置1390以適當的定時(間歇地或定期地)向每個軸承1300、1300、1310進行潤滑脂注入,一次補給量為0.004cc~0.1cc。補給的潤滑脂伴隨軸承1300內部的滾珠及軸承1310內部的滾子的滾動,潤入軸承1300及1310內部整體,補給不足的潤滑脂。在此,在使用角接觸球軸承時,一次潤滑脂補給量最好為0.01cc~0.03cc,另外,在使用圓柱滾子軸承時,一次潤滑脂的補給量最好為0.005cc~0.02cc。通過進行以上所示範圍內的潤滑脂注入,可防止潤滑脂劣化或油膜形成不足引起的異常升溫的產生及軸承破損,同時,抑制潤滑脂補給時的溫度脈動,防止安裝各軸承1300、1300、1310的主軸裝置的軸精度劣化。
實施例10為確立潤滑脂供給心軸的最優規格,實施了用於進行以下驗證的要素試驗。
(1)驗證基於潤滑脂的量的耐久壽命(2)驗證基於運行時軸承溫度的耐久壽命
(3)驗證運行時預壓負荷和耐久壽命(4)驗證一次的補給量通過由所述要素試驗(1)、(2)、(3)測定直至燒結的經過時間驗證供給量、溫度、預壓負荷。
試驗條件如下所示。
試驗軸承NSK制軸承65BNR10HTDB相當於P4(相當於7013的高速軸承)旋轉速度22000min-2潤滑MTE潤滑脂(NSK制)預壓形式定壓預壓驅動方式帶驅動試驗構造使用圖84所示的試驗機1240。
(1)基於潤滑脂的量的耐久壽命圖85、圖86表示試驗條件及試驗結果。
試驗條件中定壓預壓負荷與相當於定位置預壓裝入時KA(軸向彈簧常數)=125Nμm的22000min-1下的運轉預壓負荷大致相等。
另外,冷卻條件大致與實機的設定溫度相等。
試驗結果中考慮透過其偏差看的安全性,如下定義從潤滑脂封入量推定的耐久時間。
初期潤滑脂封入量1%…20hr以下初期潤滑脂封入量5%…100hr以下初期潤滑脂封入量15%…250hr以下另外,在為5%以下的封入量時,封入量-耐久時間,假定控制在一次(線性)比例關係。
(2)驗證基於運行時軸承溫度的耐久壽命圖87、圖88表示試驗條件及試驗結果。
試驗條件中的定壓預壓荷重分別大致與相當於定位置預壓裝入時KA=125N/μm的22000min-1下的運行時預壓荷重相等。
作為潤滑脂封入量1%,縮短了試驗時間,試驗結果中,也考慮透過其偏差看的安全性,如下定義潤滑脂封入量1%、運行時預壓負荷1870N的冷卻條件和22000min-1下的耐久時間。
軸承溫度60℃以上…10hr以下軸承溫度40~60℃…20hr以下軸承溫度30~40℃…50hr以下(3)運行時預壓荷重和耐久壽命圖89、90表示試驗條件及試驗結果。轉速22000min-1、潤滑脂封入量5%、冷卻條件大致與實機的設定溫度相等。通過試驗結果,也考慮透過其偏差看的安全性,運行時預壓荷重 1870N…100hr以下2200N…50hr以下2600N…40hr以下3000N…20hr以下從要素試驗的結果知道潤滑脂的量、溫度、預壓荷重會大大影響耐久壽命。為在高速旋轉下保持穩定的性能,降低軸承溫度,抑制運行時的預壓荷重是重要的。可確認本發明是有效的。
(4)驗證一次補給量其次,為求潤滑脂每一次的最優供給量,使用圖91所示的圓柱滾子軸承1280進行了以下的試驗。該圓柱滾子軸承1280具有內圈1281、外圈1282、在內圈1281的內圈軌道1281a和外圈1282的外圈軌道1282a之間配置了多個的圓柱滾子1283及外圈導向的護圈1284。另外,護圈1284由外圈1282的外圈軌道1282a導向,形成外圈導向形式。
而且,該圓柱滾子軸承1280使用內徑95mm、外徑145mm、滾子直徑11mm、滾子長度11mm、滾子數27個、軸承空間容積31cm3、在外圈軌道上施行了滲碳氮化處理的圓柱滾子軸承,作為初期封入量,將潤滑脂(伊索弗列克斯NBU15NOKクリユ-バ-(株)制)填充軸承空間容積的1%,進行跑合運轉。跑合運轉後的9000min-1下的外圈溫度為35℃。然後,在變化供給量,供給伊索弗列克斯NBU15後,在兩秒鐘內從0上升到9000min-1,進行5次(n1~n5)測定外圈溫度的試驗。另外,如圖92(a)所示,供給孔設置在一個位置。表16表示試驗結果。
表16

表16中,◎表示外圈溫度為40℃以下,○表示外圈溫度超過40℃小於或等於50℃,△表示外圈溫度超過50℃而等於或小於60℃,×表示外圈溫度超過60℃。
如圖92(b)所示,從供給孔向對向的兩個位置(180°分開的位置)供給潤滑脂Gr,進行同樣的試驗。表17表示試驗結果。
表17

另外,如圖92(c)所示,從在滾子和滾子間全部設置的供給孔供給潤滑脂Gr,進行同樣的試驗。表18表示試驗結果。
表18

由表16~表18可知,在2%以下時,供給後的旋轉未見異常升溫。在4%時,通過增加供給位置可顯著抑制異常升溫。即,即使供給相同的量,從在外圈的周向間隔設置的多個位置設置的供給孔注入潤滑脂,也可抑制異常升溫。另一方面,當超過4%時,即使增加潤滑脂的供給位置,溫度也會產生偏差,形成不穩定的狀態。
根據所述的試驗,可以說每一次潤滑脂的供給量最好為軸承空間容積的4%以下。但是,與潤滑脂供給同步,軸承溫度具有臨時上升(脈動)的傾向,圓柱滾子軸承比其它軸承,例如角接觸球軸承更容易顯著地產生溫度的脈動。該溫度的脈動在不要求精度的通常使用時沒有問題,但在面向模具用途的工作設備等嚴格要求精度的裝置的主軸上使用的滾動軸承中,有可能因該溫度的脈動使軸的長度變化,影響加工精度。因此,最好減少潤滑脂的補給量,抑制該溫度的脈動。具體地說,最好使一次的供給量為0.004cc~0.1cc,採用圓柱滾子軸承時,最好為0.005cc~0.02cc,採用角接觸球軸承時最好為0.01cc~0.03cc,由此可以抑制溫度的脈動,可確保應用滾動軸承的工作設備主軸裝置的加工精度為高水平。軸承也可以採用其它滾動軸承、滾子軸承。
以上,當在超過dmn1200000的區域不是既冷卻轉子又同時進行軸承部的冷卻時,軸承部的發熱大,溫度升高,潤滑脂早期劣化,但根據第四十四~第四十九實施方式的結構,可通過實施冷卻來延長潤滑脂的壽命,可進一步可靠地形成油膜。
另外,由於從外部供給潤滑脂,可總是利用新的潤滑脂持續運行,故與油氣潤滑或油霧潤滑相同,可長壽命化。另外,由於使用潤滑脂潤滑,故即使在環境這一方面,也是有效果的,可抑制潤滑油的噴霧狀態化,改善操作環境。另外,由於油氣潤滑或油霧潤滑的摩擦風音被抑制,故也可以抑制噪聲水平。
當不僅溫度,運行時的預壓荷重也過大時,有時會因油膜形成不足,在達到潤滑脂壽命前燒結,但在所述實施例的結構中,由於同時進行主軸內冷卻,抑制滾動軸承的內、外圈的溫度差,防止預壓增大,故效果進一步提高。
另外,通過將主軸內部也冷卻,可抑制軸承的內外圈溫度差,抑制採用角接觸球軸承時(定位置預壓)的預壓荷重增加。另外,在採用圓柱滾子軸承時,可抑制徑向預壓(負的間隙),可防止利用潤滑脂潤滑時的早期燒結。另外,可進一步降低心軸整體的溫度,對提高潤滑脂潤滑的長壽命化得到極大的效果。另外,在本實施例中,冷卻裝置包括冷卻液供給源、設於主軸上的冷卻通路、設於套上的定子冷卻用槽及軸承冷卻用槽,但至少包括冷卻液供給源和軸承冷卻用槽而構成。
第五十實施方式以下參照圖93~101說明本發明第五十~第五十五實施方式。圖93是本發明的主軸裝置的第五十實施方式主要部分的剖面圖,圖94是第五十實施方式採用的切削液檢測傳感器的概念圖。
圖示的第五十~第五十五實施方式的主軸裝置中,通過安裝在套主體1402前端的前蓋1403介由外圈隔圈1404向內側按壓軸承1401的外圈1401a,通過螺合於主軸1405上的螺母1406介由內圈隔圈1407向內側按壓軸承1401的內圈1401b。另外,在前蓋1403的前面安裝罩1408,以覆蓋該前蓋的前面及螺母1406的前部。然後,在外圈隔圈1404和前蓋1403和螺母1406和內圈隔圈1407之間形成環狀空間1409。
在前蓋1403的前面內周邊緣形成向前端方向開口的環狀槽1410,另一方面,在螺母1406的後端面外周邊緣朝向後方,形成環狀突起1411。然後,在前蓋1403的環狀槽1410內嵌插螺母1406的環狀突起1411,在其間構成迷宮式密封1412。
另外,在罩1408的內周面配置迷宮式密封1413,利用該迷宮式密封將罩1408的內周面和主軸1405的外周面之間密封。
在圖93所示的實施方式中,在外圈隔圈1404的環狀空間1409側的面上安裝了切削液檢測傳感器1414。
該切削液檢測傳感器1414如圖94所示,在環狀基板1414a上對向配置梳齒狀觸頭(電極)1414b、1414c,這些觸頭通過配線1414d連接在檢測部1414e上。在該實施方式中,觸頭1414a、1414b以0.05~1mm程度的間隔配置。
另外,在外圈隔圈1404和套主體1402上分別形成孔1404a、1402a,並在這些孔內收納配線1414d。而且,檢測部1414e被設置在套主體1402的外部。
在該第五十實施方式的主軸裝置中,經由迷宮1413及迷宮式密封1412侵入內部的切削液接觸切削液檢測傳感器1414的觸頭1414b、1414c之間,將觸頭之間短路,由此產生電壓變化,從而利用檢測部1414e檢知切削液的浸入。
第五十一實施方式圖95所示的第五十一實施方式是垂直設置型主軸裝置,具有三個切削液檢測傳感器。
在該主軸裝置中,在前蓋1403及罩1408上連通形成排液孔1415。該排液孔1415的一端在所述環狀空間1409的底部開口。該排液孔1415的另一端部被分路為上方排液孔1415a、下方排液孔1415b、向罩1408內側開口的排液孔1415c。
然後,在外圈隔圈1404的環狀空間1409側的面上安裝與第五十實施方式所示的相同的第一切削液檢測傳感器1416。另外,在上方排液孔1415a的對應所述迷宮式密封1412的高度設置第二切削液檢測傳感器1417,在下方排液孔1415b的對應所述油封1413的高度設置第三切削液檢測傳感器1418。
另外,第二及第三切削液檢測傳感器1417、1418分別具有兩個電極1417a、1417b、1418a、1418b,利用基於這些電極由切削液導通的檢測部1417c、1418c的電壓變化內進行液體的檢測。
在該第五十一實施方式的主軸裝置中,在經由迷宮1413浸入罩1408內側的切削液經由排液孔1415c流入切削液檢測傳感器1418內時,通過該傳感器檢知切削液的浸入。
另外,當該切削液的量達到迷宮1412的高度時,切削液流入排液孔1415內,被切削液檢測傳感器1417檢知。
另外,當切削液的量達到環狀空間1409時,被切削液檢測傳感器1416檢知。
因此,根據該第五十一實施方式,可檢知切削液的浸入程度,由此,可適當地控制主軸裝置。
例如,在傳感器1418檢知了切削液時,通過警告催促操作者採取調整切削液使用條件或切削液噴射噴嘴等措施,防止進一步的浸入,在傳感器1417感知了切削液時,通過向軸承1供給新的潤滑劑,防止潤滑性能劣化。另外,在傳感器1416檢知了切削液時,則可限制主軸裝置的運行條件,或強制使其停止等,將燒結防患於未然。
第五十二實施方式在圖96所示的第五十二實施方式中,與所述第五十一實施方式相同,在前蓋1403及罩1408上連通形成排液孔1419。該排液孔1419的上端開口於環狀空間1409,在另一端配設與所述第五十一實施方式的第二切削液檢測傳感器相同的傳感器1420。
在該第五十二實施方式的主軸裝置中,經由迷宮1413及迷宮式密封1412浸入環狀空間1409的切削液經由排液孔1419到達切削液檢測傳感器1420上,利用該傳感器檢知切削液的浸入。
根據該實施方式,在不能在軸承1401的周邊配置傳感器時是有效的。
第五十三實施方式圖97表示的第五十三實施方式中,在外圈隔圈1404的環狀空間1409側的面上粘貼與所述第五十實施方式相同的切削液檢測傳感器1421,分別在外圈隔圈1404和套主體1402形成孔1404a、1404a,並在這些孔內收納配線1421a。
在該實施方式中,在前蓋1403及罩1408上連通形成排液孔1422,該排液孔的一端在所述環狀空間1409的底部開口。而且,在排液孔1422的另一端設置排出閥1423。該排出閥1423採用單向閥。該排出閥1423是通過壓入球1423a而打開的閥,其具有用於壓入球1423a的壓入工具1424。該壓入工具1424的前端部具有棒狀突起1424a。另外,該壓入工具1424也可以是內部具有吸引通路1424b的件。
在該第五十三實施方式的主軸裝置中,經由迷宮1413及迷宮式密封1412浸入環狀空間1409的切削液經由排液孔1422流入排出閥1423。在該實施方式的情況下,在排液孔1422內存儲切削液,當該切削液到達環狀空間1409時,被檢測傳感器1421檢知。至此,由於排液孔1422被排出閥1423的單向閥機構關閉,故不能從排液孔1422浸入切削液。在利用切削液檢測傳感器1421檢知切削液的情況下,利用壓入工具1424的突起1424a壓入排出閥1423的球1423a將閥1423打開,由此,可將排液孔1422內的切削液排出到外部。
另外,如使用具有吸引通路1424b的壓入工具1424吸引排液孔1422內的切削液,則即使為粘度高的切削液,也可以可靠地排出。
另外,如在主軸頭的可動範圍固定壓入工具1424,則可使用輸送軸的移動機構,故可廉價地謀求自動化。另外,當在可動範圍內不方便存在壓入工具1424時,也可以利用傳動裝置使壓入工具1424移動。
第五十四實施方式在圖98所示的第五十四實施方式中,在外圈隔圈1404和內圈隔圈1407上配置軸承密封1425,並在該軸承密封1425的環狀空間1409側安裝與所述第五十實施方式相同的切削液檢測傳感器1426。而且,在該實施方式中,在前蓋1403及套主體1402上形成孔1403a、1402a,並在這些孔內插入配管1426a。
在該第五十四實施方式的主軸裝置中,與第五十實施方式相同,經由迷宮1413及迷宮式密封1412浸入內部的切削液被切削液檢測傳感器1426檢知。
在採用該第五十四實施方式的主軸裝置時,可通過軸承密封1425防止向軸承1401浸入異物,且不僅可防止從軸承漏出潤滑劑,作為帶傳感器的軸承密封還可以設置緊湊且組裝性好的傳感器。
第五十五實施方式圖99所示的第五十五實施方式表示具有利用切削液檢測傳感器的信號向軸承1401上供給潤滑劑的功能的主軸裝置。
在該實施方式中,與第五十實施方式相同,在外圈隔圈1404的環狀空間1412側的面上安裝有切削液檢測傳感器1427,在外圈隔圈1404和套主體1402上分別形成孔1404a、1402a,並在這些孔1404a、1402a內收納配線1427a。
另外,在該實施方式中,在軸承1401的外圈1401a上形成潤滑脂供給孔1401c,該潤滑脂供給孔介由在套主體1402上形成的孔1402b與潤滑劑供給裝置1428連接。
而且,該潤滑劑供給裝置1428基於切削液檢測傳感器1427的信號由控制裝置1429控制。
在該第五十五實施方式的主軸裝置中,與第五十實施方式相同,經由迷宮1413及迷宮式密封1412浸入內部的切削液被切削液檢測傳感器1426檢知。而且,當利用傳感器1427檢測出切削液時,通過控制裝置1429將潤滑劑供給指令送到潤滑劑供給裝置1428,並從該潤滑劑供給裝置向軸承1401壓送潤滑劑。
特別是在使用潤滑脂封入式主軸裝置時,當切削液一旦浸入軸承內部時,潤滑功能就顯著劣化,容易產生燒結。而且,當沒有切削液檢測功能時,也不能在燒結前進行修補。
在採用該實施方式的主軸裝置時,由於具有潤滑劑補給裝置1428,故通過與切削液檢測傳感器1427並用可得到可靠性高的潤滑脂潤滑式主軸裝置。
圖100表示具有本發明主軸裝置A的工作設備的控制系統。
在該工作設備中,當在主軸裝置A利用切削液檢測傳感器檢知切削液存在時,就將該信號輸入控制裝置B,在控制裝置B內設置的監視器C上顯示警告信息,或同時點亮警告燈D。知道了該警告顯示的操作者通過操作控制裝置B的操作盤可調整切削液的流量或壓力,變更切削液噴射噴嘴E的方向等,可防止切削液的進一步浸入。
另外,從設於主軸裝置A上的排出閥(圖97中的閥1423)F也可以向外部排出切削液,也可以從潤滑劑供給孔(圖99中的潤滑劑供給用孔1402b)G供給新的潤滑劑。
圖101是在具有切削液檢測傳感器的主軸裝置中實際裝入切削液以時間序列測定傳感器信號的結果。可檢測出在浸入的時刻電壓從大約0伏特上升到2伏特,可確認傳感器的效果。
如上所述,根據第五十~第五十五實施方式的主軸裝置,在切削液侵入軸承內部之前,檢測出切削液向主軸裝置內部的浸入,不需要長時間停止機械運轉,可長時間穩定地維持主軸軸承的潤滑性能。
根據所述實施方式的主軸裝置,可在向軸承內部浸入切削液之前檢測出浸入密封部的切削液。另外,最近使用的直通冷卻介質(スル一ク一ラント)會使旋轉接頭破損,也產生切削液浸入主軸裝置內部的問題,雖然有安裝洩漏檢測用傳感器的情況,但即使傳感器檢知切削液的浸入,也難於處理。在本發明中,在檢測出切削液浸入後,通過向軸承供給潤滑劑,防止目前衝刷潤滑劑引起的軸承損傷,雖然產生了故障的部件要進行修理,但可避免主軸裝置不能使用的狀態。特別是主軸裝置為使用潤滑脂潤滑時是有效的。
以下參照

本發明的第五十六~第六十三實施方式。要支承工作設備用主軸裝置或AC飼服電動機用主軸裝置,使用以下說明的實施方式是恰當的。
第五十六實施方式圖102表示構成具有使用本發明的第五十六實施方式的角接觸球軸承的主軸裝置的角接觸球軸承裝置1503。該角接觸球軸承裝置1503包括角接觸球軸承1532;在角接觸球軸承1532的側面配置,同時被配置在內外圈1542、1543附近的作為旋轉體的排出隔圈1533、1538;旋轉軸1545;支承角接觸球軸承1532的套1536。
另外,該角接觸球軸承1503具有外圈隔圈1534、在該外圈隔圈1534端部形成的切口1535;套1536中形成於切口1535外周側的潤滑劑貯存空間1537。
如圖103所示,在外圈隔圈1534上放射狀地配置有多個所述切口1535。這樣,通過放射狀設置多個切口1535來提高潤滑劑的排出效率。
在圖102的角接觸球軸承1532和外圈隔圈1534之間形成有間隙1539。另外,在套1536上形成有從外部向角接觸球軸承1523內部供給潤滑劑的潤滑劑供給經路1531。另外,在排出隔圈1533、1538的側方也形成有潤滑劑貯存空間1540。
該角接觸球軸承裝置1503將自外部供給的潤滑劑從潤滑劑供給經路1531向角接觸球軸承1532的內部供給,貯存在角接觸球軸承1532內部。
在貯存於該角接觸球軸承1532內的潤滑劑中,接觸排出隔圈1533、1538的潤滑劑通過排出隔圈1533、1538的旋轉力飛濺到角接觸球軸承1532的外部。
經排出隔圈1533飛濺的潤滑劑通過設於外圈隔圈1534的切口1535,進入套1536上具有的潤滑劑貯存空間1537,並貯存在其中。
未能通過切口1535的潤滑劑通過角接觸球軸承1532和排出隔圈1533間的間隙1539,貯存在排出隔圈1533和外圈隔圈1534間的潤滑劑貯存空間1540內。
潤滑劑貯存空間1537是在套1536的內徑上槽狀設置的空間,其與潤滑劑貯存空間1540配合,可在工作設備用主軸內貯存作為潤滑劑通常壽命的兩萬小時量的潤滑劑。
通常,要貯存兩萬小時量的潤滑劑所必須的空間的容積在一次潤滑劑排出量為0.2cc,排出間隔為12小時時為大約33cc。在本發明中,合計兩潤滑劑貯存空間1537、1540的容積為34cc。
在圖102中,在軸1545高速旋轉時,角接觸球軸承1532內部的空氣受滾珠1544的自轉軸的影響而從圖102中的左側向右側流動。因此,潤滑劑主要向角接觸球軸承1532的右側排出,故在將間隙1539設定為0.2~0.5mm時,排出效率好。
由於圖102中左側的排出隔圈1538側本來就難於排出潤滑劑,故間隙1541也可以比間隙1539大,即使在外周的套1536上沒有潤滑劑貯存空間,潤滑劑也可以排出。
這樣,本發明的角接觸球軸承1503中,由於向角接觸球軸承1532內部充滿的潤滑劑粘附在作為配置於角接觸球軸承1532附近的旋轉體而形成的排出隔圈1533、1538上,且該排出隔圈1533、1538與軸1545一起旋轉,故在該排出隔圈1533、1538上粘附的潤滑劑因旋轉力而被飛濺向軸承外側,潤滑劑被強制且持續地向軸承外部排出。
作為所述的潤滑劑,潤滑脂、油哪一種都是有效的,具有減少潤滑劑的攪拌阻抗、抑制發熱的作用。
另外,由於設有貯存排向排出隔圈1533外周向的套1536的潤滑劑的潤滑劑貯存空間1537,故由排出隔圈1533飛濺的潤滑劑可容易地進入潤滑劑貯存空間1537內,貯存空間容積也可以增大。
另外,由於對應軸1545的轉速大小使潤滑劑飛濺的旋轉力的大小改變,故可減少潤滑劑的供給量。在低速旋轉時,潤滑劑排出量也同時被抑制,可進行對應轉速的適當的潤滑劑供給。
第五十七實施方式圖104表示構成本發明第五十七實施方式的主軸裝置的角接觸球軸承裝置1054。另外,在以下的各實施方式中,與圖102相同的部分使用相同的符號,省略了詳細的說明。
該角接觸球軸承裝置1504中,角接觸球軸承1550被背面組合來安裝。另外,為使潤滑劑穿過圖104中左側的外圈隔圈1534的空間由孔1551構成。
如圖105(a)、(b)所示,孔1551被放射狀地設置在外圈隔圈1534上的多個位置。由此,潤滑劑被高效地排出。
該角接觸球軸承裝置1504也具有與所述第五十六實施方式的角接觸球軸承裝置1503相同的效果。
第五十八實施方式圖106表示構成本發明的第五十八實施方式主軸裝置的角接觸球軸承裝置1503。
該角接觸球軸承裝置1506中,排出隔圈1552a、1552b由與內圈隔圈1553不同的部件構成。此時,可利用最小限度的材料製造排出隔圈1552a、1552b,可實現低成本。
第五十九實施方式圖107表示構成適用本發明的第五十九實施方式的主軸裝置的角接觸球軸承裝置1507。
該角接觸球軸承裝置1507中,取代圖102的排出隔圈1533,在軸承1532的內圈1542及護圈1554上設置排出凸緣1555。
該角接觸球軸承裝置1507對內圈隔圈1553的形狀設計沒有影響。
第六十實施方式圖108表示構成適用本發明的第六十實施方式的主軸裝置的滾子軸承裝置1508。
該滾子軸承裝置1508中,使用了滾子軸承1556代替圖1所示的角接觸球軸承裝置1503的角接觸球軸承32。該滾子軸承裝置1508也具有與圖102所示的角接觸球軸承裝置1503相同的作用效果。
第六十一實施方式圖109表示構成適用本發明的第六十一實施方式的主軸裝置的角接觸球軸承裝置1509。該角接觸球軸承裝置1509中,設有潤滑劑貯存孔1557代替圖102的潤滑劑貯存空間1537。
該潤滑劑貯存孔1557被放射狀地設有多個。由此,可得到貯存潤滑劑的足夠大的空間。
第六十二實施方式圖110表示構成適用本發明的第六十二實施方式的主軸裝置的軸承裝置1560。在該軸承裝置1560中,貯存於套1536的潤滑劑貯存空間1537內的潤滑劑流入與潤滑劑貯存空間1537連續的排出孔1561,並貯存於此。
排出孔1561在圓周上被設有多個,可增大潤滑劑貯存空間1537的容積。
在水平方向設置軸1545時,由於在圓周上設有多個排出孔1561,故不管套1536的相位如何設置,均可以在潤滑劑貯存空間1537的下方配置排出孔1561。因此,具有容易設計、組裝的優點。
第六十三實施方式圖111表示適用本發明的第六十三實施方式的心軸裝置1570。該心軸裝置1570中,在套1536上設有排出孔1571。另外,在排出孔1571的一端部設有流體入口1572,在另一端部設有潤滑劑排出口1573。
該心軸裝置1570具有通過從外部向排出孔1571內流入其它流體來進行維護的功能。
當前,心軸裝置1570被以一定期間連續地使用,潤滑劑充滿潤滑劑貯存空間1537及排出孔1571,在不能進行進一步的貯存時,必須進行維護。
此時,當從流體入口1572流入流體時,貯存於角接觸球軸承1532、潤滑劑貯存空間1537及排出孔1571內部的潤滑劑被衝洗,從潤滑劑排出口1573排出。
流體入口1572和潤滑劑排出口1573可以互逆,也可以從兩者流入流體,從兩者排出潤滑劑。在排出舊的潤滑劑後,通過從外部供給新的潤滑劑,不需將心軸裝置1570解體、再組裝,就可發揮原來的潤滑性能。
當在進行來自外部的潤滑劑供給時使用心軸裝置1570上本來具有的潤滑劑供給功能時,可更容易維護。另外,也可以使用維護用供給裝置。
作為用於維護的流體之例,有壓縮空氣、清洗液、油、及它們的組合等。
圖112(a)是比較在本發明和現有例中在供給潤滑劑的同時連續運轉的結果的圖。在本發明中,與現有例相比,無異常升溫,角接觸球軸承1532內部的潤滑劑殘餘量也為適當的值。
另外,圖112(b)表示圖112(a)的試驗條件。
如上所述,根據本發明,供給到軸承內部的潤滑劑粘附於在軸承附近配置的旋轉體上,被該旋轉體的旋轉力飛彈到軸承的外側,潤滑劑被強制且持續地排出到軸承外部。潤滑劑使用潤滑脂、油的哪一種都是有效的,具有減少潤滑劑的攪拌阻抗、抑制發熱的作用。
另外,由於在旋轉體外周向的套上設有排出潤滑劑的貯存空間,可使由旋轉體飛濺的潤滑劑容易地進入貯存空間內,貯存空間容積也可以增大。
另外,由於對應主軸的轉速變化使潤滑劑飛濺的旋轉力的大小也改變,故可減少潤滑劑的供給量,在低速旋轉時,潤滑劑排出量也可同時被抑制,可進行對應轉速的適當的潤滑劑供給。
當貯存空間被潤滑劑填滿時,必須向軸承裝置外部排出潤滑劑,但根據本發明,由於可通過從外部向與設於套上的貯存空間相連的排出孔流入流體,排出全部潤滑劑,故可容易地進行維護。
另外,所述實施方式的潤滑脂補給裝置主要為了向用於主軸裝置中的滾動軸承中供給潤滑脂而使用的,但本發明的潤滑脂補給裝置不限於主軸裝置,也可以潤滑用於其它裝置內的滾動軸承。
另外,上述參照特定的實施方式詳細說明了本發明,但本領域人員很清楚,只要不脫離本發明的精神和範圍就可以進行各種變更或修正。
本申請是基於如下的申請,其內容在此作為參照。
2002年7月29日申請的日本專利申請(特願2002-220015)、2002年8月2日申請的日本專利申請(特願2002-226233)、2002年8月30日申請的日本專利申請(特願2002-253082)、2003年3月14日申請的日本專利申請(特願2003-070338)、2003年4月15日申請的日本專利申請(特願2003-110788)、2003年4月15日申請的日本專利申請(特願2003-110789)、2003年4月17日申請的日本專利申請(特願2003-113421)、2003年4月25日申請的日本專利申請(特願2003-122551)、2003年7月3日申請的日本專利申請(特願2003-270786)、2003年7月15日申請的日本專利申請(特願2003-274546)、2003年7月24日申請的日本專利申請(特願2003-279135)、2003年7月24日申請的日本專利申請(特願2003-279306)、2003年7月24日申請的日本專利申請(特願2003-279345)、2003年7月25日申請的日本專利申請(特願2003-280365)。
在潤滑劑供給,特別時潤滑脂供給中,可提供可在高速旋轉的同時,使軸承長壽命化的滾動軸承、潤滑脂補給裝置、主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序。
權利要求
1.一種主軸裝置,其包括可在套內旋轉支承主軸的滾動軸承和向所述滾動軸承的內部補給潤滑脂的潤滑脂補給裝置,其中,所述滾動軸承包括內周面具有外圈軌道面的外圈;外周面具有內圈軌道面的內圈;在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間滾動自如地設置的滾動體,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置以一次的補給量為0.004cc~0.1cc的方式補給所述潤滑脂。
2.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置包括設於所述外圈上的補給孔。
3.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,其還具有外圈隔圈,所述潤滑脂補給裝置包括在所述外圈隔圈上設置的補給孔。
4.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置包括在所述套上設置的補給孔。
5.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸裝置還具有在所述內圈或所述外圈的側面附近配置的至少一個旋轉體,通過所述旋轉體的旋轉將潤滑脂向所述滾動軸承的外部排出。
6.如權利要求5所述的主軸裝置,其特徵在於,所述套上設有貯存排出的潤滑脂的貯存空間。
7.如權利要求6所述的主軸裝置,其特徵在於,其具有從所述貯存空間向所述主軸裝置外部排出潤滑脂的至少一個排出孔,可在該排出孔內貯存潤滑脂。
8.如權利要求5~7的任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述旋轉體是在內圈隔圈、所述內圈、所述滾動軸承的護圈的至少一個上形成的凸緣。
9.如權利要求7或8所述的主軸裝置,其特徵在於,可通過從外部向所述排出孔流入與潤滑脂不同的流體,排出潤滑脂。
10.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,其具有檢測所述主軸的旋轉速度的旋轉傳感器,所述潤滑脂補給裝置根據所述旋轉速度向所述滾動軸承的內部補給潤滑脂。
11.如權利要求10所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置將旋轉速度分割為多個區域,在每個所述區域上設定加算值,並在每個單位時間累計對應測定的所述旋轉速度的所述加算值,求出累計值,在所述累計值達到規定值以上時,補給潤滑脂。
12.如權利要求11所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
13.如權利要求11或12所述的主軸裝置,所述潤滑脂補給裝置在所述軸停止時將加算值設定為0,不進行累計。
14.如權利要求10~13任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置進行控制,在所述潤滑脂補給裝置內的潤滑脂殘留量降到規定值以下時,使所述主軸的旋轉速度變為規定的旋轉速度以下。
15.如權利要求11~13任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置進行控制,在所述潤滑脂補給裝置內的潤滑脂殘留量降到規定值以下時,使所述主軸的旋轉速度變為規定的旋轉速度以下,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域的最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
16.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置包括具有止回閥及定量排出活塞,用於排出所述潤滑脂的機械式定量型活塞泵;貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓的潤滑脂罐內活塞;被設於所述潤滑脂罐內,監視潤滑脂殘留量的傳感器。
17.如權利要求16所述的主軸裝置,其特徵在於,所述傳感器具有被安裝在所述潤滑脂罐內活塞上的磁鐵。
18.如權利要求16或17所述的主軸裝置,其特徵在於,設有監視所述潤滑脂罐內的潤滑脂的壓力、或連接所述機械式定量型活塞泵和所述潤滑脂罐的潤滑脂配管內的潤滑脂的壓力的傳感器。
19.如權利要求16~18任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,設有為在所述機械式定量型活塞泵進行衝程而排出潤滑脂後,在所述定量排出活塞返回原位的狀態下,對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓,而對所述潤滑脂罐內活塞保持一定時間壓力的機構。
20.如權利要求16~19任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述傳感器在檢測出異常時,控制所述主軸旋轉速度的上限。
21.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置具有機械式定量型活塞泵,該機械式定量型活塞泵包括貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;以予定量收容從所述潤滑脂罐送給的潤滑脂的驅動缸;可在所述驅動缸內往復移動的定量排出活塞,其將收容在該驅動缸內的定量的潤滑脂排出到潤滑脂補給用配管內;配置在所述驅動缸端部的止回閥。
22.如權利要求21所述的主軸裝置,其特徵在於,所述機械式定量型活塞泵具有向所述驅動缸內供給介質的閥,所述定量排出活塞被由所述閥供給的所述介質驅動。
23.如權利要求21或22所述的主軸裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給用配管為聚四氟乙烯管。
24.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,還包括向所述套內部供給冷卻液,冷卻規定部位的冷卻裝置;具有被設置在所述主軸上的轉子及與所述轉子對向被設置在所述套內周面上的定子的電機,所述主軸由所述電機驅動,所述冷卻裝置可冷卻所述定子,同時,可冷卻所述滾動軸承上的至少所述外圈。
25.如權利要求24所述的主軸裝置,其特徵在於,所述冷卻裝置通過將所述冷卻液供給到所述主軸內部,且使所述冷卻液沿所述主軸的縱向流通,可冷卻所述主軸。
26.如權利要求24或25所述的主軸裝置,其特徵在於,具有回收從所述主軸及所述套排出的所述冷卻液的冷卻液回收裝置。
27.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述滾動軸承具有在所述外圈形成,且向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔和在所述外圈外周形成,且含有所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)的值等於或大於0.25mm。
28.如權利要求1所述的主軸裝置,其特徵在於,所述滾動軸承具有在所述外圈形成且向所述滾動軸承的內部補給潤滑脂的至少一個補給孔,所述套具有在其內周形成且面朝所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)的值等於或大於0.25mm。
29.如權利要求27或28所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述外圈的外周或所述套的內周,在所述補給孔的軸向兩側形成有一對外側圓環槽,並在所述一對外側圓環槽內嵌入O型密封環。
30.如權利要求27或28所述的主軸裝置,其特徵在於,所述套的內周和所述外圈的外周的間隙等於或小於30μm,所述外圈的外徑面和所述套軸向相接的部分的長度等於或小於1mm。
31.如權利要求1~30任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸為工作設備用主軸。
32.如權利要求1~30任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是高速電機用主軸。
33.一種主軸裝置,其特徵在於,包括滾動軸承,其在套內可旋轉地支承主軸,其包括在內周面具有外圈軌道面的外圈、在外周面具有內圈軌道面的內圈、滾動自如地設置在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間的滾動體;潤滑劑供給經路,其從外部向所述滾動軸承的內部供給潤滑劑;旋轉體,其被配置在所述內圈或所述外圈的側面附近,通過所述旋轉體的旋轉將所述潤滑劑向所述滾動軸承的外部排出。
34.如權利要求33所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述套上設有貯存排出的潤滑劑的貯存空間。
35.如權利要求34所述的主軸裝置,其特徵在於,具有從所述貯存空間向所述主軸裝置外部排出所述潤滑劑的至少一個排出孔,在該排出孔內貯存所述潤滑劑。
36.如權利要求34或35所述的主軸裝置,其特徵在於,所述旋轉體是在內圈隔圈、所述內圈、所述滾動軸承的護圈的至少一個上形成的凸緣。
37.如權利要求34~36任意一項所述的主軸裝置,可通過從外部向所述排出孔流入與所述潤滑劑不同的流體,排出所述潤滑劑。
38.如權利要求33~37任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是工作設備用主軸。
39.如權利要求33~37任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是高速電機用主軸。
40.一種主軸裝置,其特徵在於,在從主軸和套前端的間隙直至滾動軸承的切削液浸入區域配設有切削液檢測傳感器。
41.如權利要求40所述的主軸裝置,其特徵在於,將所述切削液檢測傳感器配設在從迷宮式密封到所述滾動軸承之間。
42.如權利要求40或41所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述切削液浸入區域開設有排液通路,並在該排液通路上配設切削液檢測傳感器。
43.如權利要求40~42任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述排液通路上配設有排出閥。
44.如權利要求43所述的主軸裝置,其特徵在於,基於所述切削液檢測傳感器的檢測信號使所述排出閥工作,從所述切削液浸入區域排出切削液。
45.如權利要求40~44任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,在所述滾動軸承上形成潤滑劑供給孔,同時,將該潤滑劑供給孔連接到潤滑劑供給裝置,並基於所述切削液檢測傳感器的檢測信號使所述潤滑劑供給裝置工作,向所述滾動軸承供給潤滑劑。
46.如權利要求40所述的主軸裝置,其特徵在於,其用於具有利用所述切削液檢測傳感器的信號限制為所述滾動軸承不受到損傷的運行條件的功能的工作設備中。
47.如權利要求40~46任一項所述的主軸裝置,其特徵在於,具有基於所述切削液檢測傳感器的檢測信號進行警告顯示的警告裝置。
48.一種主軸裝置,其包括外嵌滾動軸承的套;與所述滾動軸承軸向連通的主軸;向所述滾動軸承的軸承空間供給潤滑脂,進行潤滑脂潤滑的潤滑脂補給裝置;向所述套的內部供給冷卻液,冷卻規定部位的冷卻裝置,利用具有設置在所述主軸上的轉子及與所述轉子對向、設置在所述套內周面的定子的電機驅動所述主軸,其特徵在於,所述冷卻裝置可冷卻所述定子,同時,可冷卻所述滾動軸承的至少固定側軸承。
49.如權利要求48所述的主軸裝置,其特徵在於,所述冷卻裝置可通過向所述主軸內部供給所述冷卻液,並沿所述主軸的縱向使所述冷卻液流通,冷卻所述主軸。
50.如權利要求48或49所述的主軸裝置,其特徵在於,具有回收從所述主軸及所述套排出的所述冷卻液的冷卻液回收裝置。
51.如權利要求48~50任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是工作設備用主軸。
52.如權利要求48~50任意一項所述的主軸裝置,其特徵在於,所述主軸是高速電機用主軸。
53.一種潤滑脂補給裝置,其是滾動軸承用潤滑脂補給裝置,其具有向滾動軸承內部補給潤滑脂的潤滑脂補給機構,該滾動軸承包括在內周面具有外圈軌道面的外圈;在外周面具有內圈軌道面的內圈;被滾動自如地設置在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間的滾動體,所述潤滑脂補給裝置的特徵在於,所述潤滑脂補給機構以一次的補給量為0.004cc~0.1cc的方式補給潤滑脂。
54.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構包括在所述外圈設置的補給孔。
55.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構包括在接近所述滾動軸承的外圈隔圈上設置的補給孔。
56.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述滾動軸承是所述滾動體為滾子的滾子軸承。
57.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述滾動軸承具有接觸角,是所述滾動體為滾珠的角接觸球軸承,所述潤滑脂補給機構包括在所述外圈軌道面的從與所述滾珠接觸的接觸部錯開的部位開設的補給孔。
58.如權利要求53~57任一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述補給孔的直徑在0.1~5mm的範圍內。
59.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述滾動軸承旋轉自如地支承主軸,還包括根據所述主軸的旋轉速度控制補給所述潤滑脂的補給定時的控制裝置。
60.如權利要求59所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置將旋轉速度分割為多個區域,在每個所述區域設定加算值,以每個單位時間累計對應測定的所述旋轉速度的所述加算值,求出累計值,在所述累計值等於或大於規定值時,指示所述潤滑脂補給機構補給潤滑脂。
61.如權利要求60所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
62.如權利要求60或61所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述主軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
63.如權利要求59~62任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,將所述主軸的旋轉速度控制為等於或小於規定的旋轉速度。
64.如權利要求60~62任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量等於或小於規定值時,將所述主軸的旋轉速度控制為等於或小於規定的旋轉速度,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
65.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構包括具有止回閥及定量排出活塞且用於排出潤滑脂的機械式定量型活塞泵;貯存潤滑脂的潤滑脂罐;所述潤滑脂罐內活塞,所述潤滑脂罐設有監視潤滑脂殘留量的傳感器。
66.如權利要求65所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述傳感器具有被安裝在所述潤滑脂罐內活塞上的磁鐵。
67.如權利要求65或66所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,設有監視所述潤滑脂罐內的潤滑脂的壓力、或連接所述機械式定量型活塞泵和所述潤滑脂罐的潤滑脂配管內的潤滑脂的壓力的傳感器。
68.如權利要求65~67任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,為在所述機械式定量型活塞泵進行衝程而排出潤滑脂後,在所述定量排出活塞返回原位的狀態下,對所述潤滑脂罐內的潤滑脂加壓,設有對所述潤滑脂罐內活塞一定時間保持壓力的機構。
69.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構具有機械式定量型活塞泵,該活塞泵機械式定量型包括貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;收容予定量的從所述潤滑脂罐送給的潤滑脂的驅動缸;可在所述驅動缸內往復移動的定量排出活塞,其將收容於該驅動缸內的定量的潤滑脂排出到潤滑脂補給用配管內;在所述驅動缸端部配置的止回閥。
70.如權利要求69所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述機械式定量型活塞泵具有向所述驅動缸內供給介質的閥,所述定量排出活塞被由所述閥供給的所述介質驅動。
71.如權利要求69或70所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給用配管為聚四氟乙烯管。
72.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構具有在所述外圈形成且向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔、和在所述外圈的外周形成且含有所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)的值等於或大於0.25mm。
73.如權利要求53所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述潤滑脂補給機構具有在所述外圈形成且向所述滾動軸承內部補給潤滑脂的至少一個補給孔、和在介由所述滾動軸承支承所述主軸的套的內周形成且面朝所述補給孔的環狀槽,所述環狀槽的斷面面積(mm2)除以所述環狀槽的斷面周長(mm)的值等於或大於0.25mm。
74.如權利要求72或73所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,在所述外圈和所述套的內周,在所述補給孔的軸向兩側形成有一對外側圓環槽,並在所述一對外側圓環槽內嵌入O型密封環。
75.如權利要求72或73所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述套的內周和所述外圈外周的間隙等於或小於30μm,所述外圈的外徑面和所述套在軸向相接的部分的長度等於或大於1mm。
76.一種工作設備用主軸裝置,其使用如權利要求53~75任意一項中所述的潤滑脂補給裝置。
77.一種高速電機用高速主軸裝置,其使用如權利要求53~75任意一項中所述的潤滑脂補給裝置。
78.一種潤滑脂補給裝置,其特徵在於,具有向旋轉自如地支承主軸的滾動軸承內部補給追加潤滑脂的潤滑脂補給機構和根據所述主軸的旋轉速度控制所述潤滑脂補給機構補給所述追加潤滑脂的補給定時的控制裝置。
79.如權利要求78所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置將旋轉速度分割為多個區域,在每個所述區域設定加算值,在每個單位時間累計對應測定的所述旋轉速度的所述加算值,求出累計值,在所述累計值等於或大於規定值時,指示所述潤滑脂補給機構補給所述追加潤滑脂。
80.如權利要求79所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
81.如權利要求79或80所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述軸停止時將加算值設定為0,不進行累計。
82.如權利要求78~81任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量為規定值以下時,將所述軸的旋轉速度控制為規定的旋轉速度以下。
83.如權利要求79~81任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述控制裝置在所述潤滑脂補給機構內的潤滑脂殘留量為規定值以下時,將所述軸的旋轉速度控制為規定的旋轉速度以下,所述規定的旋轉速度位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
84.一種工作設備用主軸裝置,其使用如權利要求78~83任意一項中所述的潤滑脂補給裝置。
85.一種高速電機用高速主軸裝置,其使用如權利要求78~83任意一項中所述的潤滑脂補給裝置。
86.一種潤滑脂補給方法,向由潤滑脂潤滑的旋轉體補給追加潤滑脂,其特徵在於,包括將旋轉速度分割為多個區域的步驟;對所述多個旋轉速度區域的每個區域設定加算值的步驟;在每個單位時間測定所述旋轉體的實際旋轉速度的步驟;確定所述實際旋轉速度處於所述多個區域中哪個區域的步驟;累計對應含有所述實際旋轉速度的區域的所述加算值,求出累計值的步驟;在所述累計值達到規定值以上時,發出補給追加潤滑脂的指示的步驟。
87.如權利要求86所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
88.如權利要求86或87所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,在所述軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
89.如權利要求86~88任意一項所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,具有在潤滑脂殘留量降為規定值以下時,將所述實際旋轉速度控制為規定值以下的步驟。
90.如權利要求89所述的潤滑脂補給方法,其特徵在於,所述實際旋轉速度的規定值位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
91.一種工作設備用主軸裝置,其使用如權利要求86~90任意一項中所述的潤滑脂補給方法。
92.一種高速電機用主軸裝置,其使用如權利要求86~90任意一項中所述的潤滑脂補給方法。
93.一種潤滑脂補給程序,向由潤滑脂潤滑的旋轉體補給追加潤滑脂,其特徵在於,由計算機執行下述步驟將旋轉速度分割為多個旋轉速度區域的步驟;對所述多個旋轉速度區域的每個區域設定加算值的步驟;在每個單位時間測定所述旋轉體的實際旋轉速度的步驟;確定所述實際旋轉速度處於所述多個區域中哪個區域的步驟;累計對應含有所述實際旋轉速度的區域的所述加算值,求出累計值的步驟;在所述累計值達到規定值以上時,發出補給追加潤滑脂的指示的步驟。
94.如權利要求93所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,在補給潤滑脂時將所述累計值清除,並累計所述累計值的清除次數。
95.如權利要求93或94所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,在所述軸停止時設定加算值為0,不進行累計。
96.如權利要求93~95任意一項所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,具有在潤滑脂殘留量降為規定值以下時將所述實際旋轉速度控制為規定值以下的步驟。
97.如權利要求96所述的潤滑脂補給程序,其特徵在於,所述實際旋轉速度的規定值位於所述多個區域中最高旋轉速度區域的下一旋轉速度區域中。
98.一種工作設備用主軸裝置,其使用如權利要求93~97任意一項中所述的潤滑脂補給程序。
99.一種高速電機用主軸裝置,其使用如權利要求93~97任意一項中所述的潤滑脂補給程序。
100.一種潤滑脂補給裝置,其特徵在於,包括具有止回閥及定量排出活塞並用於排出潤滑脂的機械式定量型活塞泵;貯存所述潤滑脂的潤滑脂罐;所述潤滑脂罐內活塞,所述潤滑脂罐設有監視所述潤滑脂殘留量的傳感器。
101.如權利要求100所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,所述傳感器具有被安裝在所述潤滑脂罐內活塞上的磁鐵。
102.如權利要求100或101所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,設有監視所述潤滑脂罐內的所述潤滑脂的壓力、或連接所述機械式定量型活塞泵和所述潤滑脂罐的潤滑脂配管內的潤滑脂的壓力的傳感器。
103.如權利要求100~102任意一項所述的潤滑脂補給裝置,其特徵在於,為在所述機械式定量型活塞泵進行衝程而排出潤滑脂後,在所述定量排出活塞返回原位的狀態下,對所述潤滑脂罐內的所述潤滑脂加壓,設有對所述潤滑脂罐內活塞一定時間保持壓力的機構。
104.一種工作設備用主軸裝置,其使用如權利要求100~103任意一項中所述的潤滑脂補給裝置。
105.一種高速電機用主軸裝置,其使用如權利要求100~103任意一項中所述的潤滑脂補給裝置。
106.如權利要求104或105所述的主軸裝置,其特徵在於,所述傳感器在檢測到異常時控制旋轉速度的上限。
全文摘要
一種滾動軸承、潤滑脂補給裝置、主軸裝置、潤滑脂補給方法及潤滑脂補給程序,主軸裝置包括將主軸可旋轉地支承在套內的滾動軸承和向所述滾動軸承的內部補給潤滑脂的潤滑脂補給裝置,所述滾動軸承包括在內周面具有外圈軌道面的外圈;在外周面具有內圈軌道的內圈;被滾動自如地設置在所述外圈軌道面和所述內圈軌道面之間的滾動體;其特徵在於,所述潤滑脂補給裝置以一次的補給量為0.004cc~0.1cc的方式補給所述潤滑脂。
文檔編號F16C33/58GK1894515SQ0382301
公開日2007年1月10日 申請日期2003年7月29日 優先權日2002年7月29日
發明者松山直樹, 安積三郎, 小巖有, 青木滿穗, 森田康司, 稻垣好史, 杉田澄雄, 稻葉堅, 矢倉健二 申請人:日本精工株式會社

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