浅谈机床的润滑

金玉

摘要： 润滑是任何机床保障机械部件正常工作的前提，它可以降低机械零件的摩擦系数，进而降低零件摩擦力，降低零件磨损，延长保持零件精度时间，从而提高设备的使用寿命。

关键词： 导轨;润滑油;尾座顶尖;变速箱

任何机床都由机械零件组成，在有相对运动的零部件之间就有摩擦力，在这个位置就要进行润滑来降低摩擦力，提高零部件的寿命，进而保证整机的使用寿命，机床润滑系统在整个机床系统中占有极其重要的位置，润滑系统设计是否合理，调试是否方便以维修保养是否到位，对于提高以及保持机床良好的加工精度，延长机床整机使用寿命等都有十分重要的作用。常见的机床润滑包括轴承、导轨、齿轮和尾座顶尖的润滑;常用的机床润滑油品包括：液压导轨油、液压油、润滑油和润滑脂，机床种类的不同及不同工况的机床对润滑油品的性能有不同要求。

润滑油的功用

机床润滑油除去润滑功能作用外，还有另外几个重要作用：第一，在零部件之间起冷却作用。机床润滑油不仅可以减小摩擦系数降低摩擦阻力进而减少由摩擦产生的热量，而且润滑油具有一定比热系数可以吸收热量，通过润滑油在零部件间的流动可以带走相当的热量，对有摩擦的零部件起到对接触部位冷却降温的作用，减轻机械零部件的机械性能受温度影响带来的损失。第二，润滑油的流动性使其具有冲洗作用。由于润滑油在两个具有相对运动的零部件的摩擦面之间流动，而且润滑油具有一定的压力，在润滑油压力和流动性共同作用下，可以将由摩擦产生的金属磨屑和渗透进来的细灰尘等杂质从摩擦面间冲洗出来，减少磨粒磨损带来的危害。第三，利用润滑油能够形成油膜的特性起密封作用。由于机械加工存在不可避免的误差，因此仅靠机械加工精度很难达到精密密封的要求。比如往复泵的活塞环和汽缸套之间的密封，仅靠两者之间的机械接配合面无法实现完全密封，只有在两者之间填充润滑油，形成油膜油封，才能达到精密密封的效果。第四，利用润滑油的油膜的致密性起到防锈作用。润滑油形成的油膜具有良好的致密性，利用这层油膜可以隔绝空气及其他一些能够腐蚀性的物质与机械零部件的金属表面接触，使零部件的金属表面不容易发生腐蚀而产生锈蚀，从而起到保护作用。第五，润滑油形成的油膜具有一定的弹性能够吸收零部件相对运动产生的振动达减振的作用，如在机床导轨副之间就可以具有一定减振作用;同时利用润滑油具有一定粘性和能够吸附的特点可以用在一些传递动力的场合，比如在一些无级变速箱中利用了该特点。

润滑不足的危害

在机床使用中若是由于润滑油油箱储油量不足或者润滑油供油管路故障，导致机床有相对运动的机械零部件润滑不足，对机床零部件产生损害。常见如机床导轨因润滑故障产生干摩擦，拉毛导轨，最终致使机床导轨精度完全丧失，不能再保证加工出产品的精度。另外，齿轮副发生润滑不足时，导致在齿轮副之间缺少一层油膜润滑，无法通过油膜缓冲吸收振动，导致齿轮副直接发生撞击，使齿轮的磨损加快，最终导致间隙过大而使齿轮报废。这两类危害不是一蹴而就形成，是一个循序渐进的过程，在这个过程中会导致许多产品超差报废，给企业带来巨大的经济损失，不利于企业成本的控制。

常见机床部件的润滑

任何机床在开始工作之前要进行预热，同时要认真检查机床润滑系统工作情况，若是机床较长时间未开机工作，应该先采用手动方式进行润滑各机械部件。在机床中具有相对运动的常见部件有以下几种：主轴轴承、变速箱齿轮、机床导轨和尾座顶尖。它们不仅在机床中具有典型性，在其它机械中也具有代表性。

主轴轴承的润滑

主轴轴承是机床主轴重要零部件，在主轴传递动力过程中，可以对支撑机械体旋转以及减小摩擦力起到不可替代的作用。根据轴承结构、轴承类型、轴承精度和轴承配置的不同，以及轴承在安装过程中安装精度好坏，调试过程中调整精度的好坏，将直接影响主轴部件的工作性能。以轴承功能和结构为标准进行分类，主轴轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。因此，軸承的润滑也可以分为滑动轴承的润滑和滚动轴承的润滑。

不同轴承有不同的润滑要求：第一，滑动轴承的润滑。传动部件中滑动轴承比较常见，正常工作时润滑油不仅要对轴承做到润滑还要进行冷却降温，因此滑动轴承需采用润滑性能良好的低粘度的润滑油，另外润滑油还要具备以下特点：抗磨性、抗泡沫性、抗氧化性及防锈性。另外，精密磨床的磨石主轴由于采用比较精密的滑动轴承，其轴承间隙非常小，一般小于1微米，而且主轴转速特别高，一般达到30000r/min以上。这就要求该型轴承应该采用粘度很小，如：当温度40℃时粘度为2.0平方毫米，抗磨油性极好的的润滑油。第二，滚动轴承的润滑。滚动轴承在机床上使用量比较大，原因是其摩擦阻力小，运转平稳安静等优点。在机床上使用的滚动轴承中，在转速30000r/min及内径25毫米以下，轴承采用内封装高速脂方式完成润滑;若是转速在30000r/min以上，轴承需采用强制润滑或高压喷雾润滑方式完成润滑。特别提醒：在特殊的大型或粗糙的滚动轴承以外，轴承在润滑时一般不可采用含固体润滑剂的脂类，以防止这类润滑脂不起减轻摩擦作用反而增大了摩擦力，甚至产生磨粒磨损。

机床变速箱齿轮的润滑

机床变速箱是用对机床主运动速度进行调控的变速机构，如主轴转速、工作台往复运动速度等。机床变速箱齿轮工作过程中的冲击和振动较小，承受载荷较小，因此机床变速箱通常不需要含有极压添加剂的润滑油。但是切剪机床或冲压机床的齿轮承受较大冲击负荷，由于齿轮在正常运转时受到冲击载荷做功会释放大量的热，因此需要特别注意防止主轴变速箱因发热而产生热变形，对于这类机床需要含有抗磨剂的齿轮油;机床变速箱采取油浴式润滑或循环式润滑所用的齿轮油，需要考虑其以下特性：抗氧化性、抗腐蚀性、抗磨性、防锈蚀性及抗泡性，以期达到较好的润滑效果。最后，根据齿轮类型选择合适粘度的齿轮油。

机床导轨的润滑

导轨是在机床中起到支承和引导运动构件沿着一定轨迹运动的零件，也常称为导轨副。根据机床运动部件的运动轨迹可分为直线导轨以及圆或曲线导轨，滚动圆导轨一般纳入滚动推力球轴承，而曲线导轨在机床设备中应用极少。导轨在机床中是具有十分重要作用的部件，属于基础性机床零部件。机床导轨精度直接影响产品加工精度，在生产精密机床过程中，加工导轨占整个机床制造工作量的40%左右。因此，维修机床导轨非常困难而且工作量很大。

由于导轨在机床中起到支撑和引导作用，因此其速度及载荷都变化很大。导轨面常规载荷约为3–8N/cm2，但是机床导轨需要承载频繁往复运动，因此很易发生边界润滑现象，甚至严重时发生半干润滑并引发机床爬行现象。除了机床导轨设计生产中存在缺陷的原因，导轨润滑不良是导致产生爬行的主要原因。为了尽量避免发生爬行，需采用氟系树脂对导轨进行贴面;采用添加防爬剂的润滑油来改善润滑情况;在粘度方面一般选用32、68、100、150的导轨油进行导轨润滑，如：符合ISO6743/4标准的西班牙老鹰导轨油BESLUXLUDER系列（32，46、68，100、150、220）及L-HG级别。

机床尾座顶尖的润滑

顶尖是机械加工中使用的机械部件，具有工作部分外径小，刀具干涉较少，适用于高转速及中度切削化等特点。按照其运动形式可分为有固定顶尖和活动顶尖两种，将顶尖插入机床尾座套筒锥孔内即可使用。固定顶尖具有剐性好和定心准确的优点，但硬顶尖与中心孔接触面之间属于滑动摩擦，容易磨损顶尖，甚至因摩擦烧坏顶尖，因此固定顶尖只适合切削速度低且零件精度要求高的工件。活动顶尖内装滚动轴承，与工件共同转动，可以进行高转速工作。机床顶尖是一种特殊的轴承。顶尖负荷不大，因此一般采用永久润滑处理，即采用封入润滑脂进行润滑。

机床常见润滑方式

机床润滑方式的不同，给机械零件带来的润滑效果是不同的，应根据不同机械零部的不同運动形式来选择合适的润滑方式。机床常见的润滑方式有以下几种：

第一，油浴润滑方式。摩擦副接触面的部分或全部浸润在润滑油中运转，中低速摩擦副可采用此种方式。如线速度不大于12–14m/s的闭式齿轮;线速度不大于10m/s的链条、滚动轴承、蜗杆;线速度不大于12–14m/s的滑动轴承;线速度不大于2m/s的片式摩擦离合器等。第二，离心润滑方式。充分利用机械零部件旋转产生的离心力作用，使得润滑油顺着圆锥表面对润滑点进行润滑，适用于机床立轴上的滚动轴承。第三，油环润滑方式。利用机械零部件在转动时通过油池，将润滑油带至或飞溅至需要润滑部位，该方式适用于转速为100–2000r/min的载荷平稳的滑动轴承。第四，飞溅润滑方式。利用从油池中通过的转动零件，将润滑油带至或激溅至润滑部位，适用于闭式齿轮、滚子链、片式摩擦离合器等零部件。第五，刮板润滑方式。利使转动零件将油带到或激溅到润滑部位，适用于速度低于30r/min滑动轴承。第六，手工加油润滑方式。工人将润滑脂或润滑油手动加注到摩擦部位，适用于低速轻载或间歇性工作的摩擦副。常见的如普通机床的导轨、挂轮及注油润滑的滚子链，刷油润滑的齿形链，直径小于0.6*10**6的滚动轴承及涂脂润滑的滚珠丝杠副等。第七，滴油润滑方式。润滑油通过利用针阀滴油杯利用重力滴入摩擦部位，适用于数量较少和易于接近的摩擦副。常见如需要定量供油的滚动轴承，不重要的轻载滑动轴承，滚珠丝杠副，线速度小于5m/s的片式摩擦离合器等。第八，油绳润滑方式。浸润于油中的油绳结合毛细管作用原理或机械回转形成的负压完成自吸润滑，适用于中低速齿轮且需油量不大的滑动轴承，以及立轴上的中速轻载的滚动轴承等。第九，有垫润滑方式。浸入油中的油垫结合毛细管作用或机械回转形成的负压完成自吸润滑，适用于线速度低于4m/s的滑动轴承等。第十，压力油循环润滑方式。借助油泵泵出一定压力的润滑油通过润滑管路送到各摩擦部位，经过滤冷却后再返回油箱供循环使用，适用于高速重载及精密摩擦副的润滑，常见如滑动轴承、滚动轴承、齿形链和滚子链等。第十一，自动润滑方式。借助定时器控制油泵按规定时间间隔将润滑油泵出，并经由定量阀按周期性地送入各润滑部位，适用于自动化程度较高的数控机床等设备上的导轨等。第十二，油雾润滑方式。利用干燥的压缩空气将润滑油从喷嘴喷出，形成雾化后送入摩擦表面，并在饱和状态下析出，使摩擦表面粘附上一层油膜，起润滑冷却作用，可摩擦副的温度大幅度地降低。用于高速轻载的中小型滚动轴承、齿形链、闭式齿轮、高速回转的滚珠丝杠、导轨等。这种方式一般适用于使油雾不易跑掉的密闭腔室。第十三，自吸润滑方式。利用浸润在润滑油中的机械零部件回转形成的负压进行自吸润滑，适用于线速度3m/s，轴承间歇不大于0.01mm的精密机床主轴的滑动轴承。第十四，滚轮润滑方式。借助机械零件转动过程中通过油池，将润滑油带到或激溅到需要润滑的部位，适用于机床导轨。第十四，喷射润滑方式。利用油泵将高压润滑油经喷嘴注入润滑部位，适用于转速较高的滚动轴承。第十五，手动泵压油润滑方式。工人借助手动泵间歇地将润滑油加注到摩擦表面，这种方式润滑油一般不再循环使用，适用于需油量少及无需频繁加油的导轨等。

总结

机床作为精密而复杂的机器设备，会安装有各种类型的传动装置。根据机床设备的种类、工作环境及精密度要求，对润滑油品的油性抗氧化性、粘度、抗极压性能等相关性能都有不同的要求，按需进行选择合适的润滑油。机床润滑方式是结合机床自动化程度、机床结构、机床工况及精密度这几方面的要求综合判断出结果，机床润滑在减轻机械磨擦损耗的同时要起到散热降温和吸振减振的作用。因此，机床润滑在机床使用中使非常重要，能够保证延长机床精度寿命，进而提高机床整机的寿命。

参考文献

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