專利名稱：混噴冷卻潤滑系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及混噴冷卻潤滑系統，與機床、機械傳動機構的冷卻潤滑技術有關。主要針對使用氣體與適量油基、適量水基潤滑冷卻介質以混流噴霧的形式，對切削加工發熱點、 軸承等傳動機構的發熱區，實施常溫或低溫的氣體與油、水混流噴霧冷卻潤滑的方法。達到增強冷卻潤滑效率、降低溫升、減少冷卻潤滑液用量、防止污染和簡化設備結構、節省生產場地的目的。
背景技術：
近年來，我們開發成功的冷風射流機，能夠將壓縮空氣管輸入的常溫氣流溫度下降至0 -60°c以下，再通過保溫管，將這些低溫氣流輸送到噴射裝置中，混入適量的潤滑油，對車削、銑削和磨削加工機床的切削點實施低溫下的噴霧冷卻潤滑(也可稱為低溫微量潤滑)，效果良好。這項技術在國外也有應用，日本叫冷風切削。但是，在應用中，我們發現由于空氣能帶走的熱量遠低于切削液，即使是使用低溫空氣，在某些情況下，這種方法的冷卻效果也不如大量切削液噴淋的方法好；大量使用切削液，又增大了污染，這對環境質量要求更高的今天，是不許可的。通常，切削液分油基液和水基液兩大類；油基切削液偏重于潤滑，水基切削液偏重于冷卻，如果將它們分別注入氣流中，混合霧化并噴向切削點，就能克服液體的膜態沸騰現象獲得較好的潤滑或者冷卻效果，并且減少污染，但是，這樣做又各有潤滑或冷卻效果相對較差的不足。若能通過一種裝置，方便地讓油基和水基切削液同時混流噴射霧化，充分發揮水基液氣化潛熱和油基液微量潤滑的作用，優勢互補，從理論上講，應該會起到更好的冷卻和潤滑作用，我們的試驗也證明了這一點。在金屬切削及傳動裝置的研究中，我們發現一臺完整的機床，為了降低溫升，僅與冷卻和潤滑有關的配套技術，就至少需要四種完全獨立的系統來實現，它們是切削液冷卻系統、液壓液冷卻系統、機械傳動鏈潤滑冷卻系統和電器冷卻系統；這些獨立的系統，分別通過水基、油基和空氣等不同介質的循環流動，為設備降溫和潤滑，以保證機件的正常工作，例如高溫的水(油)基切削液通過切削液冷卻裝置降溫后，從新輸入切削區冷卻潤滑切削點，以提高材料的可切削性與刀具的耐用度、冷卻潤滑油對高速軸承、齒輪傳動機構等傳動件實施冷卻潤滑后，通過冷油機降溫，然后從新循環使用，以增強潤滑功能、降低傳動鏈溫升等等。這些獨立系統和不同介質的使用，存在著占用生產場地大、結構復雜、環境污染和混油(切削液混入潤滑油或循環油中)的問題。而且，研究發現僅對切削過程而言， 因為膜態沸騰和熱沖擊的原因，大量使用切削液的實際效果也不一定理想。如果能讓切削冷卻、傳動機構冷卻、液壓系統冷卻甚至電器的冷卻等都使用氣體， 那么，只需要一套氣體供應裝置，外加一些簡單的液注入裝置、噴射器等就有可能一機多用，彌補上述現有技術中的不足，為此，本發明進行了研究
發明內容
本發明的目的在于，克服上述現有機床、機械傳動機構冷卻潤滑技術中的不足，為機床、機械傳動機構提供一種可以使用同一氣源的混噴式噴霧器，對切削點、軸承等傳動機構實施常溫或低溫氣體與適量油基、水基潤滑冷卻介質混流噴射霧化冷卻潤滑的系統及方法；代替傳統風冷、油劑噴淋及常溫或低溫微量潤滑的冷卻系統；以達到氣、油、水混流噴射霧化的冷卻潤滑方法的實用化、一機多用、簡化設備結構、節約生產場地、減少污染和增強冷卻潤滑性能、提高單位時間金屬切除率的目的。通常，本發明的特征是油氣混流調節器能將適量潤滑油混入壓力氣源中，使氣體富含潤滑油成分并輸入油氣混流通道；在油氣混流通道噴嘴的外壁，設有外噴罩；外噴罩的內壁與油氣混流通道噴嘴外壁之間的間隙，是水基液體通道；讓油氣混流通道噴嘴噴出的富含潤滑油微粒的氣流，與水基液體通道輸出的水基液體一起，從共用噴口混流噴出，構成混噴式噴霧器。混噴式噴霧器上的接口可分別與氣體供應裝置、適量油供應裝置、適量水供應裝置相通，獲得氣體和適量油基、適量水基潤滑冷卻介質的供給；構成可將常溫或低溫氣體及適量油基、適量水基潤滑冷卻介質同時混流霧化并噴向機床、機械傳動機構等需要冷卻和潤滑部位的混噴冷卻潤滑系統。本發明所述的油氣混流調節器內，設有氣體輸送通道和適量潤滑油輸送通道，并采用了讓兩條通道混流的結構，能讓適量潤滑油與氣體混流后輸入油氣混流通道；其氣體輸送通道的入口與氣體供應裝置相通，潤滑油輸送通道的入口與適量油供應裝置相通。氣體供應裝置可以是能提供常溫或低溫壓力氣源的裝置，例如空氣壓縮機，使用低沸點介質的間接冷卻方式、使用制冷劑的循環壓縮式間接制冷方式、使用空氣絕熱膨脹的直接制冷方式、使用蝸流管的制冷方式和使用半導體制冷方式對壓力氣源進行制冷處理的系統或裝置，也可以是蓄氣罐、工業氣體生成裝置等。適量油供應裝置是指能通過一定壓力將適量潤滑油注入油氣混流通道的裝置，潤滑油的注入量可以自由凋節。在本發明所述的水基液體通道上，設有與適量水供應裝置相通的接口，可將水基液體引入水基液體通道，并與油氣混流通道噴嘴中噴出的含油氣體一同混流噴射霧化。適量水供應裝置是指能通過一定壓力，將適量水基液體注入水基液體通道并從共用噴口噴出的裝置，它可自由凋節水基液體的注入量。本發明所述的混噴式噴霧器，可以與安裝在軸承或其它機械傳動構件上的封閉噴霧罩接通，向旋轉軸承或機械傳動機構提供常溫、低溫氣液冷卻潤滑介質，實施不同形式的噴霧冷卻潤滑。本發明所述的混噴式噴霧器，可以是多個共用同一氣體供應裝置，共用或者分別使用獨立的適量油供應裝置、適量水供應裝置，使用不同介質，同時分別對機床的切削區、 機械傳動機構的發熱區實施氣體、適量油基、適量水基潤滑冷卻介質的混流噴霧冷卻潤滑； 也可關閉部分油基、水基潤滑冷卻介質供應通道，讓一些混噴式噴霧器單噴氣體、單噴水霧或單噴油霧，同時分別對沒備的各部位實施不同介質的協同冷卻潤滑作業。本發明所述的混噴冷卻潤滑系統，通過混噴式噴霧器，從氣體供應裝置、適量油供應裝置、適量水供應裝置中獲得氣體、適量油基、適量水基潤滑冷卻介質以混流噴射霧化的方式，用常溫或低溫氣體加適量油、水潤滑冷卻介質，代替傳統的冷卻潤滑技術；對機床、機械傳動機構的發熱區實施常溫或低溫的油、水噴霧冷卻潤滑；不僅大大減少了切削液的使用量，節約了能源，防止了污染，并且，由于切削點的溫度降低，刀具壽命可以延長，還節省了換刀時間，提高了加工效率，簡化了機床的結構、節省了生產場地，能使企業從清潔加工中受益。


本說明書包括二幅附圖附圖1是本發明所述的混噴冷卻潤滑系統的結構示意；附圖2是對旋轉軸承的冷卻方法示意；在附圖中相同附圖標記用來表示同一部件。附圖11-油氣混流調節器；2—油氣混流通道；3—油氣混流通道噴嘴；4—外噴罩； 5...水基液體通道；6...共用噴口 ；7...氣體輸送通道的入口 ；8—潤滑油輸送通道入口 8 ；9—油量調節閥；10-入水口 ；11—定位座；12—柔形管；13—氣體供應裝置、 14—適量油供應裝置；15—適量水供應裝置；16—混噴式噴霧器；附圖217-—封閉噴霧罩；18-—軸承。
具體實施例方式下面，本發明結合附圖作進一步詳述附圖1中，油氣混流調節器1是一種能讓大量氣體與少量潤滑油混流的組件，它能夠將適量的潤滑油注入壓力氣源中(油的注入量通常在10 100毫升/小時以內)，用量可以通過油量調節閥9自由調節，它的作用是使氣體中富含適量的潤滑油成分并輸入油氣混流通道2。油氣混流通道2與油氣混流通道噴嘴3接通。在油氣混流通道噴嘴3的外壁， 設有外噴罩4 ；外噴罩4的內壁與油氣混流通道噴嘴3的外壁之間的間隙是水基液體通道 5。油氣混流調節器1內設有氣體輸送通道和潤滑油輸送通道，并采用了讓兩條通道混流的結構；能將適量潤滑油與氣體混流后輸入油氣混流通道噴嘴3噴射霧化，并與水基液體通道5輸出的水基液體一起從共用噴口 6混流霧化噴出，構成混噴式噴霧器16。混噴式噴霧器16上的接口可分別與氣體供應裝置13、適量油供應裝置14、適量水供應裝置15相通，獲得氣體和適量油基、適量水基潤滑冷卻介質的供給，構成可將氣體及適量油基、水基潤滑冷卻潤滑介質同時混流霧化噴向機床、機械傳動機構(如旋轉軸承、齒輪系)等需要冷卻、潤滑部位的混噴式冷卻潤滑系統。附圖1中，油氣混流調節器1上的氣體輸送通道的入口 7與氣體供應裝置13相通， 潤滑油輸送通道入口 8與適量油供應裝置14相通；其氣體供應裝置13是指能夠提供常溫或低溫壓力氣源的裝置，例如空氣壓縮機，使用低沸點介質的間接冷卻方式、使用制冷劑的循環壓縮式間接制冷方式、使用空氣絕熱膨脹的直接制冷方式、使用蝸流管的制冷方式和使用半導體制冷方式對壓力氣源進行制冷處理的系統或裝置，也可以是蓄氣罐、工業氣體生成裝置等。適量油供應裝置14是指能通過一定壓力將適量潤滑油注入油氣混流通道 2的裝置，潤滑油的注入量可以自由凋節。附圖1中，水基液體通道5上設有與適量水供應裝置15相通的入水口 10，可將水基液體注入水基液體通道5并與油氣混流通道噴嘴3噴出的油氣一起從共用噴口 6混流噴射霧化；其適量水供應裝置15是能通過一定壓力，將適量水基液體介質注入水基液體通道 5噴出的系統，壓力可以自帶或靠氣源吸附，水基液體介質的注入量可以自由凋節。圖中，為了便于調整噴射位置，油氣混流通道2的外部，套有柔性管12以便靈活地調整安裝角度及距離；必要時，還可對柔性管12作保溫處理，為了便于固定，油氣混流調節器1可以安裝在定位座11上，定位座11是一磁力座，可隨時方便地固定或從工作區移除；當然，也可從采用其它固定形式，只要讓混噴式噴霧器16的共用噴口 6對準發熱區就行。附圖2以對旋轉軸承的冷卻為例，示意了本發明對傳動機構輪系的冷卻與潤滑方法。圖中混噴式噴霧器16與安裝在軸承端部的封閉噴霧罩17接通，可向旋轉軸承提供常溫或低溫的氣液混流霧化潤滑冷卻介質，實施常溫或低溫的噴霧冷卻潤滑。同理，也可以將類似封閉噴霧罩17的構件安裝在齒輪傳動裝置等機械傳動機構上，對發熱區實施噴霧冷卻與潤滑。本發明還可以多個混噴式噴霧器16共用一套氣體供應裝置13，共用或者分別使用獨立的適量油供應裝置14、適量水供應裝置15，用不同介質，同時分別對設備的切削區、 機械傳動機械，甚至電器系統等各部發熱區實施氣體、油基、水基液體介質的混流噴霧冷卻潤滑，也可關閉部分油、水供應通道，用一些混噴式噴霧器16實施單、雙通道工作，即單噴氣、單噴水霧或單噴油霧的多個混噴式噴霧器16協同作業，例如使用同一氣體供應裝置 13，一、二只混噴式噴霧器16對機床的切削點實施氣體、油基、水基潤滑冷卻介質的混流噴霧冷卻潤滑；一、二只混噴式噴霧器16關閉水基液體通道只噴適量潤滑油霧，供軸承或其它機械傳動機構的微量潤滑使用；一、二只混噴式噴霧器16則關閉潤滑油輸送通道入口 8 和入水口 10，只噴射常溫或低溫氣體，對機床電器系統實施風冷，噴射溫度可以控制，實現了只用一套氣體供應裝置13就能解決切削潤滑冷卻、傳動機構潤滑冷卻及電器系須冷去的目的。由于水的露點溫度在0°C，普通低溫潤滑油的露點溫度可低于-40°C，因此，當氣體供應裝置13輸出的氣體溫在-40°C時，油氣混流通道2內流動氣體中的油是不結霜的； 而水基流體通道5設于油氣混流通道噴嘴3的外部，體積很小，它輸出的適量水基液體介質的流速較快，與低溫介面的接觸面積較小、接觸時間也短，因此，也不存在共用噴口 6和通道的冰堵問題。本發明通過混噴式噴霧器16，巧妙地將氣水噴霧冷卻方法的氣化潛熱效果好，冷卻效率高和氣油噴霧冷卻方法的形成油膜好，潤滑性能高的優點統一發揮，可用一套氣體供應裝置同時對切削加工、機械傳動鏈組件、甚至電器系統實施常溫、低溫情況下的氣體、 油基、水基潤滑冷卻介質的混流噴霧冷卻潤滑，也可獨立使用風冷、油霧、水霧冷卻潤滑方式對同一設備的不同部位實施噴霧冷卻潤滑，溫度也易于控制。不僅簡化了設備結構，減少了切削液、潤滑油的洧耗，防止了污染和混油現象；并且還提高了切削效率，節省了生產場地。能讓企業從清潔生產中受益。
權利要求
1.混噴冷卻潤滑系統，其特征是油氣混流調節器能將適量潤滑油混入壓力氣源中， 使氣體中富含潤滑油成分并輸入油氣混流通道；在油氣混流通道噴嘴的外壁，設有外噴罩； 外噴罩的內壁與油氣混流通道噴嘴的外壁之間的間隙是水基液體通道；讓從油氣混流通道噴嘴噴出的富含潤滑油微粒的氣流，與水基液體通道輸出的水基液體一起，從共用噴口混流噴出，構成混噴式噴霧器；混噴式噴霧器上的接口可分別與氣體供應裝置、適量油供應裝置、適量水供應裝置相通，獲得氣體和適量油基、適量水基潤滑冷卻介質的供給，構成可將常溫或低溫氣體及適量油基、適量水基潤滑冷卻介質同時混流霧化并噴向機床、機械傳動機構等需要冷卻和潤滑部位的混噴冷卻潤滑系統。
2.根據權利要求1所述的混噴冷卻潤滑系統，其特征是所述的油氣混流調節器內設有氣體輸送通道和適量潤滑油輸送通道，并采用了讓兩條通道混流的結構，能讓適量潤滑油與氣體混流后輸入油氣混流通道；其氣體輸送通道的入口與氣體供應裝置相通，潤滑油輸送通道的入口與適量油供應裝置相通；氣體供應裝置可以包括空氣壓縮機、使用低沸點介質的間接冷卻方式、使用制冷劑的循環壓縮式間接制冷方式、使用空氣絕熱膨脹的直接制冷方式、使用蝸流管的制冷方式和使用半導體制冷方式對壓縮氣源進行制冷處理的系統以及蓄氣罐、工業氣體生成裝置；適量油供應裝置是指能通過一定壓力將適量潤滑油注入氣體輸送通道的裝置；潤滑油的注入量可以自由凋節。
3.根據權利要求1所述的混噴冷卻潤滑系統，其特征是水基液體通道上設有與適量水供應裝置相通的接口，可將水基液體注入水基液體通道并與油氣混流通道噴嘴中噴出的氣體一同混流噴射霧化；適量水供應裝置是指能通過一定壓力，將適量水基液體注入水基液體通道噴出的系統，水基液體的注入量可以自由凋節。
4.根據權利要求1所述的混噴冷卻潤滑系統，其特征是所述的混噴式噴霧器，可以與安裝在軸承或機械傳動機構上的封閉噴霧罩接通，向旋轉軸承、機械傳動機構提供常溫、低溫氣液冷卻潤滑介質，實施不同形式的噴霧冷卻潤滑。
5.根據權利要求1所述的混噴冷卻潤滑系統，其特征是所述的混噴式噴霧器可以是多個共用同一氣體供應裝置，共用或者分別使用獨立的適量油供應裝置、適量水供應裝置， 使用不同介質，同時分別對機床的切削區、機械傳動機構的發熱區實施氣體、適量油基、適量水基潤滑冷卻介質的混流噴霧冷卻潤滑；也可關閉部分油基、水基潤滑冷卻介質供應通道，讓一些混噴式噴霧器單噴氣體、單噴水霧或單噴油霧，同時分別對沒備的各部位實施不同介質的協同冷卻潤滑作業。
全文摘要
本發明涉及混噴冷卻潤滑系統，與機床、機械傳動機構的冷卻潤滑技術有關。主要針對使用氣體與適量油基、適量水基潤滑冷卻介質以混流噴霧的形式，對切削加工發熱點、軸承等傳動機構的發熱區，實施常溫或低溫的氣體與適量油、適量水的混流噴霧冷卻潤滑方法，它的特征是混噴式噴霧器可以從氣體供應裝置、適量油供應裝置和適量水供應裝置中獲得常溫或低溫的氣體、適量的油基、適量的水基潤滑冷卻介質，并通過共用噴口同時將這些流體噴射霧化至發熱區；系統還可以使用一套氣體供應裝置，多個混噴式噴霧器，分別同時對設備各部位發熱區實施不同方式的冷卻潤滑，例如單噴氣、單噴油霧、單噴水霧和氣、油、水同時混流噴射霧化方式的冷卻潤滑；達到增強冷卻潤滑效率、降低溫升、減少冷卻潤滑液用量、防止污染和簡化設備結構、一機多用、節省生產場地的目的。
文檔編號B23Q11/12GK102430956SQ201110305138
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者張昌義, 楊倫 申請人:張昌義, 楊倫