一种防护性好的超精密非球面成型磨床主轴用液压系统
技术领域
本实用新型涉及光学零件超精密加工设备技术领域，具体涉及一种防护性好的超精密非球面成型磨床主轴用液压系统。
背景技术
非球面透镜是一种曲率半径随着中心轴变化的透镜，其具有改进光学品质、减少光学元件、降低设计成本的特点；非球面透镜相对于球面透镜具有独特的优势，因此在光学仪器、图像、光电子工业得到了广泛的应用，例如数码相机、CD播放器、高端显微仪器。目前，制造非球面透镜的传统加工方法是先通过一些专用设备粗磨后再经过精密研磨和精密抛光来完成。其大部分工作是通过手工进行的，在加工中由于要反复地进行测量和修磨，加工周期长、成本高，而且不易获得高精度，对操作者技能的要求也很高，为同时提升非球面透镜研磨加工的精度和效率，本技术领域技术人员将研制一种超精密非球面成型磨床。
主轴是精密磨床的重要部件，为了保持精密磨床高的回转精度，必须严格的控制主轴温度，加强主轴滑动轴承的润滑，避免主轴因为发热引起的热变形，给加工精度带来影响，甚至发生主轴和轴承的卡死现象；当主轴启动或停止运转时，主轴会受到冲击负荷，为了避免油膜破裂而导致主轴和轴承的磨损，主轴液压油应有较大的油膜强度，为了满足这种要求，主轴液压油必须具备良好的油性和精准控制的温度；主轴与轴承之间的间隙很小，油膜应很薄，为了满足这种要求，主轴液压油需要选择低粘度的，而且必须经过多级的精密过滤。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种防护性好的超精密非球面成型磨床主轴用液压系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种防护性好的超精密非球面成型磨床主轴用液压系统，包括油箱、变频电机、齿轮油泵、主齿轮油泵、散热器、第一液压油过滤器、蓄能器和第二液压油过滤器，变频电机与齿轮油泵和主齿轮油泵电连接在一起，齿轮油泵的进油端连接有伸入油箱内的吸油过滤器，出油端与散热器的进油端连通，散热器的出油端上连接有第一三通接头，第一三通接头的其中一个接头与散热器的出油端连通，另外两个接头分别与油箱和第一液压油过滤器的进油端连通，且第一三通接头与油箱连通的该处连接油路提供用于主轴冷却的油液，该油液对主轴冷却完成后回流至油箱内；第一液压油过滤器的出油端上连接有第二三通接头，第二三通接头的其中一个接头与第一液压油过滤器的出油端连通，另外两个接头分别与油箱和主齿轮油泵的进油端连通，主齿轮油泵的出油端上连接有第三三通接头，第三三通接头的其中一个接头与主齿轮油泵的出油端连通，另外两个接头分别与油箱和蓄能器的进油端连通，蓄能器的出油端与第二液压油过滤器的进油端连通，第二液压油过滤器的出油端向主轴提供用于润滑以及静压轴承支撑的油液，该油液为主轴润滑以及完成静压轴承支撑后流入油箱内。
优选的，所述齿轮油泵的出油端与散热器的进油端连通的连接油路上还设有第一单向阀，第一单向阀的设置满足第一单向阀的进油端与齿轮油泵的出油端连通，第一单向阀的出油端与散热器的进油端连通。
优选的，所述第一三通接头与油箱连通的连接油路上还设有用于检测油液流量的流量传感器，流量传感器设于该处连接油路内，流量传感器设置的位置满足用于主轴冷却的油液对主轴冷却完成后先流经流量传感器后再流入油箱内。
优选的，所述第二三通接头与油箱连通的连接油路上还设有第二单向阀，第二单向阀的设置满足第二单向阀的进油端与第二三通接头的该处接头连通，第二单向阀的出油端与油箱连通。
优选的，所述第三三通接头与油箱连通的连接油路上还设有溢流阀，溢流阀的设置满足溢流阀的进油端与第三三通接头的该处接头连通，溢流阀的出油端与油箱连通。
优选的，所述散热器的进油端和出油端的端部位置分别设有用于检测所对应端部位置处油温的第一温度显示传感器和第二温度显示传感器。
优选的，所述散热器与外界的超精密变频水冷机相连接，超精密变频水冷机配合散热器对流经散热器的油液进行散热作业。
优选的，所述蓄能器上电连接有压力显示传感器，蓄能器的出油端与第二液压油过滤器的进油端连通的此处连接油路上还设有第三单向阀，第三单向阀的设置满足第三单向阀的进油端与蓄能器的出油端连通，第三单向阀的出油端与第二液压油过滤器的进油端连通。
优选的，所述油箱内设有用于检测油箱内油液液面的高低液位传感器，油箱的加油口上设有用于过滤油液和平衡油箱内压强的空滤器。
优选的，所述油箱内加入的油液采用5#液压油。
较之现有技术，本实用新型的优点在于：
1、本实用新型采用5#液压油，油液粘度远低于普通液压系统使用的46#油，并且使用齿轮泵和主齿轮泵的双联齿轮泵结构，相较于普通齿轮泵，具有精度更高、容积效率更好的特点；同时，设有散热器和压力显示传感器，并在散热器上连接有超精密变频水冷机，散热器和超精密变频水冷机能够配合散热器对流经散热器的油液进行散热作业，有效的控制液压油温度在20°±0.1°这个范围之内，冷却后的油液直接进入主齿轮油泵，减少液压油流动过程中的发热，压力显示传感器能够实时显示本液压系统的压力值，在本液压系统压力值达到设定值后操作人员控制电机减少自身转速，从而减少发热量，更有利于对油液温度的控制。
2、本实用新型通过设有蓄能器，蓄能器能有效的吸收进入主轴液压油的压力波动，尤其是能有效的吸收在液压系统启动或停止时产生的较大压力波动，使进入主轴的液压油压力更稳定，保证主轴平稳运转，同时，还能将吸收的压力波动进行存储，在主机突然断电的情况下，继续提供一定时间的压力油给主轴，避免主轴突然抱死，主轴上的砂轮刮坏加工件，增加加工过程中的可靠性和稳定性。
3、本实用新型通过设有第一液压油过滤器、第二液压油过滤器，实现对进入主轴的液压油的双重过滤，很好的保证了进入主轴的液压油的洁净性，同时，设有第一温度显示传感器、第二温度显示传感器、流量传感器和高低液位传感器，能够很好的配合中央控制系统对本液压系统的各项数值进行实时监控和检测，使本液压系统的运行更加可靠和稳定。
附图说明
为了更清楚地说明实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的系统原理图。
附图标记：1、油箱；2、变频电机；3、齿轮油泵；4、主齿轮油泵；5、吸油过滤器；6、第一单向阀；7、散热器；80、第一温度显示传感器；81、第二温度显示传感器；9、第一液压油过滤器；10、第二单向阀；11、溢流阀；12、蓄能器；13、压力显示传感器；14、第三单向阀；15、第二液压油过滤器；16、流量传感器；17、高低液位传感器；18、空滤器；100、第一三通接头；200、第二三通接头；300、第三三通接头。
具体实施方式
下面将结合实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于实用新型保护的范围。
参照图1，本实用新型提供一种防护性好的超精密非球面成型磨床主轴用液压系统，包括油箱1、变频电机2、齿轮油泵3、主齿轮油泵4、散热器7、第一液压油过滤器9、蓄能器12和第二液压油过滤器15，其中，第一液压油过滤器9和第二液压油过滤器15均为过滤精度为5微米的过滤器，保证对液压油的过滤效果；变频电机2与齿轮油泵3和主齿轮油泵4电连接在一起，变频电机2为齿轮油泵3和主齿轮油泵4提供机械能；齿轮油泵3的进油端通过液压油管连接有伸入油箱1内的吸油过滤器5，吸油过滤器5能够对通过的油液进行过滤，保证油液的洁净；齿轮油泵3的出油端通过液压油管与散热器7的进油端连通，散热器7的出油端上通过液压油管连接有第一三通接头100，第一三通接头100的其中一个接头通过液压油管与散热器7的出油端连通，另外两个接头分别通过液压油管与油箱1和第一液压油过滤器9的进油端连通，且第一三通接头100与油箱1通过液压油管连通的此处连接油路提供用于主轴冷却的油液，该油液对主轴冷却完成后回流至油箱1内；第一液压油过滤器9的出油端上通过液压油管连接有第二三通接头200，第二三通接头200的其中一个接头通过液压油管与第一液压油过滤器9的出油端连通，另外两个接头通过液压油管分别与油箱1和主齿轮油泵4的进油端连通，主齿轮油泵4的出油端上通过液压油管连接有第三三通接头300，第三三通接头300的其中一个接头通过液压油管与主齿轮油泵4的出油端连通，另外两个接头分别通过液压油管与油箱1和蓄能器12的进油端连通，蓄能器12的出油端通过液压油管与第二液压油过滤器15的进油端连通，第二液压油过滤器15的出油端向主轴提供用于润滑以及静压轴承支撑的油液，该油液为主轴润滑以及完成静压轴承支撑后通过液压油管流入油箱1内。
进一步的，齿轮油泵3的出油端与散热器7的进油端连通的连接油路上还设有第一单向阀6，第一单向阀6的设置满足第一单向阀6的进油端与齿轮油泵3的出油端连通，第一单向阀6的出油端与散热器7的进油端连通，第一单向阀6能够防止液压油管内的油液出现倒流现象，保证本液压系统的稳定性和可靠性。
进一步的，第一三通接头100与油箱1连通的连接油路上还设有用于检测油液流量的流量传感器16，流量传感器16设于该处连接油路内，流量传感器16设置的位置满足用于主轴冷却的油液对主轴冷却完成后先流经流量传感器16后再流入油箱1内，流量传感器16的设置可以很好的监测到主轴的冷却油量是否足够，有利于保护主轴安全运转。
进一步的，第二三通接头200与油箱1连通的连接油路上还设有第二单向阀10，第二单向阀10的设置满足第二单向阀10的进油端与第二三通接头200的该处接头连通，第二单向阀10的出油端与油箱1连通，第二单向阀10能够防止液压油管内的油液出现倒流现象，保证本液压系统的稳定性和可靠性。
进一步的，所述第三三通接头300与油箱1连通的连接油路上还设有溢流阀11，溢流阀11的设置满足溢流阀11的进油端与第三三通接头300的该处接头连通，溢流阀11的出油端与油箱1，溢流阀11在本液压系统内起到定压溢流、稳压和安全保护的作用，保证本液压系统的稳定性和可靠性。
进一步的，散热器7的进油端和出油端的端部位置分别设有用于检测所对应端部位置处油温的第一温度显示传感器80和第二温度显示传感器81，第一温度显示传感器80和第二温度显示传感器81能够实时监控检测散热器7进油端和出油端的油液温度，令操作人员能实时获得该温度数值，是本液压系统运行更加可靠。
进一步的，散热器7与外界的超精密变频水冷机相连接，超精密变频水冷机配合散热器7对流经散热器7的油液进行散热作业，对油液的散热效果更好。
进一步的，蓄能器12上电连接有压力显示传感器13，蓄能器12的出油端与第二液压油过滤器15的进油端连通的此处连接油路上还设有第三单向阀14，第三单向阀14的设置满足第三单向阀14的进油端与蓄能器12的出油端连通，第三单向阀14的出油端与第二液压油过滤器15的进油端连通；压力显示传感器13能够实时显示本液压系统的压力值，在本液压系统压力值达到设定值后操作人员控制电机减少自身转速，从而减少发热量，更有利于对油液温度的控制，第三单向阀14能够防止液压油管内的油液出现倒流现象，保证本液压系统的稳定性和可靠性。
进一步的，油箱1内设有用于检测油箱1内油液液面的高低液位传感器17，油箱1的加油口上设有用于过滤油液和平衡油箱1内压强的空滤器18，高低液位传感器17能实时监测油箱1内油液的液面，空滤器18在外界向油箱1加油口内注入油液时，起到过滤作用，在齿轮油泵3对油液进行抽吸时平衡油箱1内的压强，保证本液压系统运行的可靠性。
进一步的，油箱1内加入的油液采用5#液压油，5#液压油相较于普通液压系统使用的46#油，具有油液粘度较低的特点，对主轴进行冷却、润滑和提供静压轴承支撑时更加精密。
本实施例的具体应用为：
本实用新型提供一种防护性好的超精密非球面成型磨床主轴用液压系统；
实施例1；本液压系统进行主轴冷却流程：控制变频电机2令齿轮油泵3进行工作，向吸油过滤器5吸入液压油，液压油经过吸油过滤器5的过滤后通过液压油管注入第一单向阀6内，此时，开启第一单向阀6，令液压油流过第一单向阀6，通过液压油管注入散热器7内，散热器7对注入的液压油进行散热，散热完成后的液压油通过液压油管注入第一三通接头100内，并经过第一三通接头100其中一个接头导流作用后通过液压油管注入主轴内，以此对主轴进行冷却，对主轴冷却完成后的液压油通过液压油管流经流量传感器16后再流入油箱1内，完成对主轴冷却的一个循环。
实施例2：本液压系统进行提供主轴润滑及静压轴承支撑流程：控制变频电机2令齿轮油泵3进行工作，向吸油过滤器5吸入液压油，液压油经过吸油过滤器5的过滤后通过液压油管注入第一单向阀6内，此时，开启第一单向阀6，令液压油流过第一单向阀6，通过液压油管注入散热器7内，散热器7对注入的液压油进行散热，散热完成后的液压油通过液压油管注入第一三通接头100内，并经过第一三通接头100的其中一个接头导流作用通过液压油管注入第一液压油过滤器9内，第一液压油过滤器9对注入的液压油进行过滤，过滤后的液压油通过液压油管注入第二三通接头200内，经过第二三通接头200其中一个接头的导流作用后部分液压油通过液压油管注入主齿轮油泵4中，多余的液压油通过液压油管回流至油箱1内；控制变频电机2令主齿轮油泵4进行工作，将注入主齿轮油泵4中的液压油通过液压油管注入第三三通接头300内，经过第三三通接头300其中一个接头的导流作用后液压油通过液压油管注入蓄能器12中；溢流阀11处于常闭状态，当液压油管内的工作压力大于溢流阀11设定的额定压力时，此时，溢流阀11开启，液压油会进入第三三通接头300与溢流阀11连通液压油管中，从该液压油管回流至油箱1内，保证本液压系统平衡；蓄能器12能吸收注入的液压油的压力波动，并对该压力波动进行存储，经过蓄能器12的液压油通过液压油管注入第二液压油过滤器15内，第二液压油过滤器15对液压油进行过滤，过滤完成后的液压油通过液压油管注入主轴内，提供主轴润滑及静压轴承支撑，为主轴润滑以及完成静压轴承支撑后的油液通过液压油管流入油箱1内，完成对主轴润滑及静压轴承支撑的一个循环。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中， 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
