CN121719902A - 一种油冷润滑回珠管结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油冷润滑回珠管结构，回珠管外侧套设有套管，所述套管的端部和回珠管的外壁之间密封，所述套管的内壁和回珠管的外壁之间构成润滑油腔，位于润滑油腔内的回珠管节段上开设有润滑冷却油孔，所述润滑冷却油孔为通孔；所述套管上具有连通润滑油腔的进油孔和出油孔。本发明通过回珠管外侧套设套管形成密封润滑油腔、在回珠管上开设润滑冷却油孔并在套管上设置进油孔和出油孔的结构，实现了润滑油直接均匀润滑每一粒钢球并循环带走热量，从而解决了现有技术中滚珠丝杠副无法同时实现均匀润滑和温度恒定的问题。

Description

一种油冷润滑回珠管结构

技术领域

本发明属于回珠管技术领域，尤其涉及一种油冷润滑回珠管结构。

背景技术

随着滚珠丝杠副在高速及高负载应用中的日益广泛，对速度和负载的要求不断提高，导致运行过程中发热问题日益严重。高温会使润滑油粘度急剧下降，难以形成足够厚度的油膜，同时引发润滑油氧化、分解与结焦，产生酸性物质和颗粒，加剧部件磨损。此外，高温还导致滚珠丝杠、滚珠螺母和钢球产生热应力，改变滚珠丝杠副的原始设计游隙，造成预紧力激增或局部应力集中。在极端条件下，150℃以上的高温甚至可能使钢球、滚珠丝杠滚道和滚珠螺母滚道过回火，导致材料硬度下降、显微组织劣化，加速疲劳磨损，严重影响使用寿命。在实际工况中，滚珠丝杠副的速度和负载往往实时变化，而普通的润滑方式无法确保每一粒钢球获得均匀润滑，也不能使滚珠丝杠副保持在恒定温度范围内运行。因此，现有技术迫切需要一种新型润滑方式，以在润滑滚珠丝杠副的同时有效控制其温度，实现均匀润滑和温度恒定的综合效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种油冷润滑回珠管结构，通过回珠管外侧套设套管形成密封润滑油腔、在回珠管上开设润滑冷却油孔并在套管上设置进油孔和出油孔的结构，实现了润滑油直接均匀润滑每一粒钢球并循环带走热量，从而解决了现有技术中滚珠丝杠副无法同时实现均匀润滑和温度恒定的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油冷润滑回珠管结构，回珠管外侧套设有套管，所述套管的端部和回珠管的外壁之间密封，所述套管的内壁和回珠管的外壁之间构成润滑油腔，位于润滑油腔内的回珠管节段上开设有润滑冷却油孔，所述润滑冷却油孔为通孔；所述套管上具有连通润滑油腔的进油孔和出油孔。

上述油冷润滑回珠管结构，所述润滑冷却油孔具有多个，多个所述润滑冷却油孔均匀分布在所述回珠管节段上。

上述油冷润滑回珠管结构，所述回珠管和套管为一体成型制成。

上述油冷润滑回珠管结构，所述进油孔和出油孔共同外接有油冷却循环管路。

上述油冷润滑回珠管结构，还包括连接座，所述套管安装在连接座上并对回珠管形成支撑，所述连接座上设置有用于监测滚珠螺母温度的传感器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明的油冷润滑回珠管结构通过回珠管外侧套设套管并密封形成润滑油腔，配合位于润滑油腔内回珠管节段上的润滑冷却油孔（通孔），以及套管上的进油孔和出油孔，实现了润滑油的密闭循环流动；该结构使得润滑油经进油孔注入润滑油腔后，能直接通过润滑冷却油孔进入回珠管内部，从而对每一粒钢球进行均匀、充分的覆盖，解决了现有技术中普通润滑方式无法使钢球均匀润滑的问题，确保了润滑的全面性和一致性，有效防止了因润滑不均导致的局部磨损和油膜破裂。同时，循环流动的润滑油能持续带走滚珠丝杠副运行中产生的热量，并通过出油孔排出，实现了对滚珠丝杠副温度的主动控制，使其保持在恒定范围内，避免了高温引发的润滑油粘度下降、氧化结焦以及部件热应力集中、游隙改变、预紧力激增等危害，显著提升了滚珠丝杠副的散热性能和热稳定性，延长了使用寿命。此外，该结构可通过持续供油和排热，抑制了润滑油性能劣化和材料过回火风险，整体上实现了润滑与冷却的协同优化，满足了高速高负载工况下对均匀润滑和温度恒定的双重需求。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为滚珠丝杠副的结构图。

图2为图1的P向视图。

图3为回珠管的结构示意图一。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为回珠管的结构示意图二。

附图标记说明:

具体实施方式

如图1-5所示，一种油冷润滑回珠管结构，回珠管3外侧套设有套管，所述套管的端部和回珠管3的外壁之间密封，所述套管的内壁和回珠管3的外壁之间构成润滑油腔303，位于润滑油腔303内的回珠管3节段上开设有润滑冷却油孔304，所述润滑冷却油孔304为通孔；所述套管上具有连通润滑油腔303的进油孔301和出油孔302。

需要说明的是，在数控机床的滚珠丝杠1系统中，回珠管3用于引导钢球6循环运动，回珠管3安装在滚珠螺母2上，滚珠螺母2套设在滚珠丝杠1上。回珠管3通常由高强度钢制成，其外侧套设一个套管，套管材料可选自铜合金或不锈钢，以具有良好的导热性和耐腐蚀性。套管的端部与回珠管3的外壁之间通过焊接或O型圈密封方式实现密封，确保无泄漏，套管也可以和回珠管3一体加工而成，如利用3D打印技术进行一体打印制造。这种密封结构使得套管的内壁和回珠管3的外壁之间形成一个封闭的润滑油腔303。润滑油腔303的尺寸需根据回珠管3的直径和长度设计，例如，在典型机床应用中，油腔的间隙宽度约为2-5毫米，以容纳足够的润滑油。

位于润滑油腔303内的回珠管3节段上需要开设润滑冷却油孔304。这些油孔是通孔，孔径大小根据油流量需求设计，例如直径为1-2毫米。通孔允许润滑油从油腔直接渗透到回珠管3内部。同时，套管上加工有进油孔301和出油孔302，进油孔301位于套管的一端，用于连接外部油泵，而出油孔302位于另一端，用于回油。进油孔301和出油孔302的直径通常与油管匹配，例如使用标准M10螺纹接口。

实施应用中，当滚珠丝杠1运行时，外部油泵将润滑油从进油孔301注入润滑油腔303。润滑油在油腔内流动，通过回珠管3上的润滑冷却油孔304进入回珠管3内部，直接接触钢球6和钢球通道305。润滑油在流动过程中吸收摩擦产生的热量，并对钢球6进行润滑，减少磨损。然后，变热的润滑油从出油孔302排出，返回外部冷却系统进行降温过滤，实现循环使用。这种设计利用了油液的流动性和比热容，实现对回珠管3的持续冷却和润滑。

举例来说，在数控机床的X轴传动中，回珠管3结构安装于滚珠螺母2下侧。润滑油使用ISO VG32液压油，通过进油孔301以恒定流量注入，油液在油腔内均匀分布，经润滑冷却油孔304渗透到回珠管3的钢球通道305。在高速运动场景下，钢球6产生的热量被油液迅速带走，出油孔302的油温显著降低。通过这种油冷润滑回珠管3结构，实现了对滚珠丝杠1的有效温度控制和摩擦减少，从而提高了传动精度和部件寿命。

通过密封油腔和通孔的设计，实现了对回珠管3的主动冷却和均匀润滑，避免了局部过热和干摩擦问题。同时，通过循环油路，实现了能源的高效利用和维护成本的降低。

在一个实施例中，所述润滑冷却油孔304具有多个，多个所述润滑冷却油孔304均匀分布在所述回珠管3节段上。

实施时，实现这一特征时，首先需要在回珠管3的润滑油腔303覆盖节段上进行精密加工。例如，使用数控钻床或激光打孔机，在回珠管3壁上沿圆周方向和轴向均匀排列多个通孔，或者利用3D打印技术直接成孔。孔的数量和间距需根据回珠管3的尺寸和润滑需求设计，例如在典型应用中，回珠管3节段上可能开设多列孔，多列孔按圆周方向均匀排布，每列孔包括8-12个孔，孔间距保持相等，以确保油液分布均匀。均匀分布的油孔允许润滑油从润滑油腔303同时渗透到回珠管3的钢球通道305内部的多点，从而实现对钢球6和滚道的全面覆盖。在数控机床的滚珠丝杠1系统中，当润滑油从进油孔301注入后，油液通过多个均匀油孔流入回珠管3，例如在高速运动时，钢球6经过每个油孔区域都能获得及时润滑和冷却。通过这种均匀分布设计，实现了冷却和润滑的均衡性，避免了局部过热或油液滞留，从而提高了传动平稳性和部件寿命。

在一个实施例中，所述回珠管3和套管为一体成型制成。

实现时，可以采用注射成型工艺或3D打印技术，将回珠管3和套管作为单一部件生产。例如，使用金属注射成型技术，将不锈钢粉末与粘结剂混合后注入模具，在高温下烧结成型，形成一体结构。加工过程中，模具设计需确保回珠管3和套管之间的间隙精确，以构成润滑油腔303，同时端部密封部分通过模具一次成型，无需额外装配。一体成型消除了传统组装中的接口问题，利用材料连续性增强结构强度和密封性。在数控机床应用中，这种一体式回珠管3结构安装简便，例如在装配滚珠丝杠1时，直接将其固定在指定位置，避免了焊接或密封圈可能带来的泄漏风险。通过一体成型工艺，实现了制造效率的提升和泄漏风险的降低，从而提高了系统的可靠性和维护便利性。

在一个实施例中，所述进油孔301和出油孔302共同外接有油冷却循环管路。

实现时，需要在套管上的进油孔301和出油孔302处安装标准接口，如螺纹接头或快插接头，然后连接外部油路系统。油冷却循环管路通常包括油泵、冷却器、过滤器和储油罐，例如使用齿轮泵将润滑油从储油罐泵入进油孔301，油液经过回珠管3内部后从出油孔302返回，流经板式冷却器进行散热，再通过过滤器去除杂质，完成循环。循环管路利用油液的流动实现持续冷却和净化，通过外部设备控制油温和质量。例如在长时间运行中，油泵以恒定流量供油，冷却器保持油温在50°C以下。通过外接循环管路，实现了润滑油的自动再生和温度控制，从而提高了能效和系统稳定性，减少了停机维护时间。

在一个实施例中，还包括连接座，所述套管安装在连接座上并对回珠管3形成支撑，所述连接座上设置有用于监测滚珠螺母2温度的传感器4。

实现时，首先设计一个连接座，通常由铝合金或铸铁制成，其结构包括安装孔和支撑面，用于固定套管并对回珠管3形成支撑。连接座通过螺钉5安装在滚珠螺母2上，确保回珠管3与滚珠螺母2对齐。温度传感器4选用热电偶或红外传感器4，嵌入在连接座靠近滚珠螺母2的位置，通过导线连接到控制单元。例如，传感器4实时监测滚珠螺母2的温度，数据传送至PLC系统。连接座提供机械稳定性，而传感器4实现温度监控，通过反馈控制预防过热。在运行中，如果温度超过设定阈值，系统自动调整润滑油流量或改变运动速度。通过连接座和传感器4的集成，实现了对滚珠螺母2温度的实时预警和主动保护，从而避免了过热损坏，提升了安全性和操作智能化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种油冷润滑回珠管结构，其特征在于，回珠管外侧套设有套管，所述套管的端部和回珠管的外壁之间密封，所述套管的内壁和回珠管的外壁之间构成润滑油腔，位于润滑油腔内的回珠管节段上开设有润滑冷却油孔，所述润滑冷却油孔为通孔；所述套管上具有连通润滑油腔的进油孔和出油孔。

2.按照权利要求1所述的一种油冷润滑回珠管结构，其特征在于，所述润滑冷却油孔具有多个，多个所述润滑冷却油孔均匀分布在所述回珠管节段上。

3.按照权利要求1所述的一种油冷润滑回珠管结构，其特征在于，所述回珠管和套管为一体成型制成。

4.按照权利要求1所述的一种油冷润滑回珠管结构，其特征在于，所述进油孔和出油孔共同外接有油冷却循环管路。

5.按照权利要求1所述的一种油冷润滑回珠管结构，其特征在于，还包括连接座，所述套管安装在连接座上并对回珠管形成支撑，所述连接座上设置有用于监测滚珠螺母温度的传感器。