2025年數(shù)控機(jī)床主軸軸承潤(rùn)滑試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.數(shù)控機(jī)床高速主軸（轉(zhuǎn)速＞8000r/min）軸承采用脂潤(rùn)滑時(shí)，最關(guān)鍵的性能指標(biāo)是（）A.滴點(diǎn)B.錐入度C.基礎(chǔ)油粘度D.機(jī)械安定性2.油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)中，壓縮空氣的主要作用是（）A.冷卻軸承B.攜帶潤(rùn)滑油C.密封防塵D.以上都是3.某主軸軸承型號(hào)為7010C，內(nèi)徑50mm，工作轉(zhuǎn)速12000r/min，采用油霧潤(rùn)滑時(shí)，推薦的潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度（40℃）范圍是（）A.5-10mm2/sB.15-22mm2/sC.32-46mm2/sD.68-100mm2/s4.脂潤(rùn)滑主軸軸承的最佳填充量應(yīng)為軸承內(nèi)部空間的（）A.1/3-1/2B.1/2-2/3C.2/3-3/4D.填滿(mǎn)整個(gè)空間5.以下哪種潤(rùn)滑失效模式與潤(rùn)滑不足直接相關(guān)（）A.接觸疲勞剝落B.粘著磨損C.氧化變質(zhì)D.乳化分層6.采用油氣潤(rùn)滑的主軸軸承，當(dāng)供油量過(guò)小時(shí)最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.軸承溫度異常升高B.潤(rùn)滑脂溢出C.油霧濃度超標(biāo)D.密封件膨脹7.滾動(dòng)軸承油膜厚度計(jì)算公式h=1.6G?·?U?·?W??·13α中，G代表的參數(shù)是（）A.材料彈性模量B.潤(rùn)滑油粘壓系數(shù)C.速度參數(shù)D.載荷參數(shù)8.某主軸軸承工作溫度80℃，選用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)至少高于（）A.100℃B.120℃C.150℃D.200℃9.以下潤(rùn)滑方式中，潤(rùn)滑介質(zhì)利用率最高的是（）A.油浴潤(rùn)滑B.油霧潤(rùn)滑C.油氣潤(rùn)滑D.脂潤(rùn)滑10.主軸軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不需要考慮的機(jī)床參數(shù)是（）A.主軸最高轉(zhuǎn)速B.軸承預(yù)緊力C.加工工件材料D.環(huán)境溫度11.脂潤(rùn)滑主軸出現(xiàn)周期性振動(dòng)，最可能的原因是（）A.潤(rùn)滑脂填充過(guò)量B.潤(rùn)滑油粘度偏低C.密封失效進(jìn)水D.軸承安裝偏斜12.油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)中，油滴粒徑應(yīng)控制在（）A.0.1-1μmB.1-5μmC.5-10μmD.10-20μm13.采用油霧潤(rùn)滑時(shí)，若壓縮空氣含油量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致（）A.軸承潤(rùn)滑不足B.油霧發(fā)生器堵塞C.軸承腔內(nèi)積油D.潤(rùn)滑油氧化加速14.滾動(dòng)軸承最小油膜厚度與軸承壽命的關(guān)系是（）A.油膜越厚，壽命越長(zhǎng)B.油膜越薄，壽命越長(zhǎng)C.無(wú)直接關(guān)系D.存在最佳油膜厚度15.環(huán)保型主軸潤(rùn)滑技術(shù)中，可生物降解潤(rùn)滑油的主要成分是（）A.礦物油B.合成酯類(lèi)油C.聚α烯烴D.硅油二、填空題（每空1分，共20分）1.數(shù)控機(jī)床主軸軸承常用的潤(rùn)滑方式包括脂潤(rùn)滑、______、______和噴射潤(rùn)滑。2.潤(rùn)滑脂的主要組成成分為基礎(chǔ)油、______和______。3.油膜厚度計(jì)算中，關(guān)鍵參數(shù)包括潤(rùn)滑油粘度、______、______和材料彈性模量。4.油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的核心部件包括______、______和油氣混合器。5.脂潤(rùn)滑主軸的換脂周期主要取決于______、______和軸承工作溫度。6.滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑失效的主要形式有______、______、氧化變質(zhì)和污染磨損。7.高速主軸軸承采用角接觸球軸承時(shí)，潤(rùn)滑方式選擇需重點(diǎn)考慮______和______。8.潤(rùn)滑油的粘溫特性用______表示，數(shù)值越大表示粘度隨溫度變化越______。9.主軸軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的密封設(shè)計(jì)需同時(shí)防止______和______。10.2025年新型智能潤(rùn)滑系統(tǒng)通常集成______傳感器和______控制模塊。三、判斷題（每題1分，共10分）1.所有數(shù)控機(jī)床主軸軸承都可以用普通鋰基脂潤(rùn)滑。（）2.油霧潤(rùn)滑的油氣比（油/氣質(zhì)量比）越高，潤(rùn)滑效果越好。（）3.主軸軸承溫度升高時(shí)，潤(rùn)滑油粘度會(huì)降低，需選擇粘溫特性好的油品。（）4.脂潤(rùn)滑軸承填充量越多，潤(rùn)滑效果越好。（）5.油氣潤(rùn)滑的耗油量遠(yuǎn)低于油霧潤(rùn)滑，更適合環(huán)保要求高的場(chǎng)合。（）6.滾動(dòng)軸承在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下，油膜厚度大于表面粗糙度。（）7.潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使最小油膜厚度大于軸承表面粗糙度的綜合值。（）8.主軸啟動(dòng)階段，由于轉(zhuǎn)速低，潤(rùn)滑要求比穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)低。（）9.可生物降解潤(rùn)滑油的氧化安定性一定優(yōu)于礦物油。（）10.智能潤(rùn)滑系統(tǒng)可以通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)調(diào)整供油量。（）四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述油氣潤(rùn)滑與油霧潤(rùn)滑的核心區(qū)別及各自適用場(chǎng)景。2.列舉高速主軸軸承脂潤(rùn)滑的選型要點(diǎn)（至少5項(xiàng)）。3.分析主軸軸承潤(rùn)滑不足時(shí)的典型故障現(xiàn)象及檢測(cè)方法。4.說(shuō)明潤(rùn)滑油粘壓系數(shù)對(duì)油膜形成的影響機(jī)制。5.2025年智能潤(rùn)滑系統(tǒng)通常具備哪些功能？請(qǐng)結(jié)合具體技術(shù)說(shuō)明。五、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某主軸角接觸球軸承型號(hào)為7012C，內(nèi)徑60mm，工作轉(zhuǎn)速15000r/min，軸承節(jié)圓直徑Dm=85mm，潤(rùn)滑油在工作溫度下的動(dòng)力粘度η=0.015Pa·s，軸承材料彈性模量E=2.1×1011Pa，泊松比ν=0.3，軸承載荷P=5000N，接觸橢圓長(zhǎng)半軸a=0.5mm。計(jì)算該軸承的最小油膜厚度（注：公式h?=1.6G?·?U?·?W??·13α，其中G=αE'，U=ηu/E'R，W=P/(E'R2)，E'=E/[2(1-ν2)]，u=πDm·n/60）。2.某油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)為4套主軸軸承供油，單套軸承推薦供油量為0.05mL/h，系統(tǒng)設(shè)計(jì)供油周期為15min/次。計(jì)算每次供油時(shí)單套軸承的供油量及系統(tǒng)總供油量（注：需考慮連續(xù)供油與間歇供油的轉(zhuǎn)換）。3.某脂潤(rùn)滑主軸軸承工作溫度范圍為60-90℃，環(huán)境濕度80%，轉(zhuǎn)速8000r/min，軸承內(nèi)徑80mm?，F(xiàn)有三種潤(rùn)滑脂：A（滴點(diǎn)180℃，錐入度280，抗氧化劑含量2%，抗水等級(jí)GB/T5018-20151級(jí)）；B（滴點(diǎn)220℃，錐入度320，抗氧化劑含量1%，抗水等級(jí)3級(jí)）；C（滴點(diǎn)160℃，錐入度240，抗氧化劑含量3%，抗水等級(jí)2級(jí)）。根據(jù)選型原則選擇最優(yōu)潤(rùn)滑脂并說(shuō)明理由。六、綜合分析題（每題13分，共26分）1.某數(shù)控機(jī)床主軸在運(yùn)行3個(gè)月后出現(xiàn)以下現(xiàn)象：①軸承溫度持續(xù)升高（從65℃升至85℃）；②主軸振動(dòng)值增大（從0.02mm/s升至0.08mm/s）；③潤(rùn)滑系統(tǒng)油霧濃度傳感器顯示值低于設(shè)定下限。請(qǐng)分析可能的故障原因，并提出排查與解決措施。2.某企業(yè)擬采購(gòu)一臺(tái)高速加工中心（主軸最高轉(zhuǎn)速25000r/min，軸承為7010C角接觸球軸承，預(yù)緊力3000N，工作溫度70±5℃），需設(shè)計(jì)配套的潤(rùn)滑系統(tǒng)。請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）確定潤(rùn)滑方式；（2）選擇潤(rùn)滑油/脂類(lèi)型及關(guān)鍵參數(shù)；（3）設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成及控制邏輯；（4）提出維護(hù)保養(yǎng)要求。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.D3.B4.A5.B6.A7.B8.B9.C10.C11.A12.B13.C14.A15.B二、填空題1.油霧潤(rùn)滑、油氣潤(rùn)滑2.稠化劑、添加劑3.滾動(dòng)速度、接觸載荷4.油泵、壓縮空氣源5.轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑脂性能6.粘著磨損、疲勞剝落7.轉(zhuǎn)速因子、發(fā)熱量8.粘度指數(shù)、小9.潤(rùn)滑油泄漏、外界污染物侵入10.溫度/振動(dòng)、自適應(yīng)三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.√6.×7.√8.×9.×10.√四、簡(jiǎn)答題1.核心區(qū)別：油氣潤(rùn)滑是連續(xù)的油滴（1-5μm）隨氣流輸送，油霧潤(rùn)滑是霧化的油顆粒（＜1μm）；油氣潤(rùn)滑油利用率＞95%，油霧潤(rùn)滑約50%；油氣潤(rùn)滑需單獨(dú)油氣管路，油霧可共用管路。適用場(chǎng)景：油氣潤(rùn)滑用于超高速（dn＞2×10?）、高精度主軸；油霧潤(rùn)滑用于中高速（dn=1×10?-2×10?）、多主軸共享系統(tǒng)。2.選型要點(diǎn)：①基礎(chǔ)油粘度（40℃時(shí)15-32mm2/s）；②滴點(diǎn)高于工作溫度30-50℃；③機(jī)械安定性（滾筒安定性＜30錐入度變化）；④抗氧化性能（旋轉(zhuǎn)氧彈時(shí)間＞300min）；⑤抗水淋性能（GB/T5018≥2級(jí)）；⑥稠化劑類(lèi)型（鋰基或復(fù)合鋰基）。3.典型現(xiàn)象：軸承溫度異常升高（＞80℃）、振動(dòng)值增大（尤其是高頻分量）、噪音尖銳；檢測(cè)方法：紅外測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)溫度分布，振動(dòng)分析儀檢測(cè)1-10kHz頻段，油樣分析（鐵譜儀檢測(cè)磨粒尺寸＞10μm），拆解檢查軸承滾道劃痕或粘著痕跡。4.粘壓系數(shù)α表示潤(rùn)滑油粘度隨壓力升高的增長(zhǎng)速率。在軸承接觸區(qū)（壓力可達(dá)1-3GPa），α越大，潤(rùn)滑油粘度升高越顯著，形成的油膜越厚；高α值潤(rùn)滑油能在高壓區(qū)保持足夠粘度，避免金屬直接接觸；但α過(guò)高會(huì)增加摩擦功耗，需平衡選擇（通常礦物油α=1.5×10??Pa?1，合成油α=2-3×10??Pa?1）。5.智能功能：①多參數(shù)感知（集成溫度、振動(dòng)、油位、壓力傳感器）；②自適應(yīng)控制（根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速、負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)整供油量）；③故障預(yù)警（通過(guò)AI算法分析數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)潤(rùn)滑失效）；④遠(yuǎn)程監(jiān)控（物聯(lián)網(wǎng)模塊上傳數(shù)據(jù)至云端）；⑤自清潔（定時(shí)啟動(dòng)清洗程序，防止油泥堵塞）。例如某2025年系統(tǒng)采用邊緣計(jì)算模塊，當(dāng)振動(dòng)傳感器檢測(cè)到高頻異常時(shí)，自動(dòng)增加50%供油量并報(bào)警。五、計(jì)算題1.計(jì)算步驟：（1）計(jì)算E'=2.1×1011/[2×(1-0.32)]≈1.22×1011Pa（2）計(jì)算u=π×85×15000/60≈66.76m/s（3）U=0.015×66.76/(1.22×1011×0.0005)≈1.64×10??（注：R=a=0.5mm=0.0005m）（4）W=5000/(1.22×1011×0.00052)≈1.64×10??（5）假設(shè)α=2×10??Pa?1（合成油典型值），G=2×10??×1.22×1011=2440（6）h?=1.6×2440?·?×(1.64×10??)?·?×(1.64×10??)??·13≈1.6×(2440^0.6≈130)×(1.64e-8^0.7≈2.8e-6)×(1.64e-4^-0.13≈2.5)≈1.6×130×2.8e-6×2.5≈1.46×10?3mm=1.46μm2.計(jì)算：（1）單套軸承每小時(shí)需油量0.05mL，15min=0.25h，每次需油量=0.05×0.25=0.0125mL/次（2）4套總需油量=0.0125×4=0.05mL/次3.選擇B潤(rùn)滑脂：（1）滴點(diǎn)220℃＞90℃+50℃=140℃，滿(mǎn)足要求（A滴點(diǎn)180℃接近上限，C不足）；（2）錐入度320屬于NLGI1級(jí)，適合中高速（8000r/min）軸承（280為NLGI2級(jí)偏硬，240為NLGI3級(jí)過(guò)稠）；（3）抗水等級(jí)3級(jí)優(yōu)于A的1級(jí)（高濕度環(huán)境需強(qiáng)抗水性）；（4）抗氧化劑含量1%雖低于C的3%，但B的高滴點(diǎn)和合適錐入度更關(guān)鍵（高溫下基礎(chǔ)油蒸發(fā)比氧化更易導(dǎo)致失效）。六、綜合分析題1.故障分析：（1）可能原因：①油霧發(fā)生器堵塞（導(dǎo)致供油量不足）；②壓縮空氣壓力不足（油霧輸送不暢）；③軸承密封失效（潤(rùn)滑油泄漏）；④潤(rùn)滑油粘度選擇不當(dāng)（高溫下稀釋流失）；⑤油霧濃度傳感器故障（誤報(bào)）。（2）排查措施：①檢查油霧發(fā)生器濾芯和噴嘴是否堵塞；②用氣壓表檢測(cè)壓縮空氣壓力（應(yīng)≥0.4MPa）；③觀察軸承端蓋是否有油跡（判斷泄漏）；④檢測(cè)潤(rùn)滑油40℃粘度（應(yīng)在設(shè)計(jì)值±10%內(nèi)）；⑤用手動(dòng)油霧檢測(cè)儀校準(zhǔn)傳感器。（3）解決措施：清理油霧發(fā)生器，調(diào)整壓縮空氣壓力至0.5MPa，更換老化密封件，確認(rèn)潤(rùn)滑油粘度為22mm2/s（40℃），校準(zhǔn)傳感器參數(shù)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：（1）潤(rùn)滑方式：選擇油氣潤(rùn)滑（dn值=50×25000=1.25×10?，屬于高速范圍，油氣潤(rùn)滑冷卻效果好，油利用率高）。（2）潤(rùn)滑油選擇：合成酯類(lèi)油（40℃粘度22mm2/s，粘度指數(shù)＞140，閃點(diǎn)＞250℃，可生物降解）。（3）系統(tǒng)組成：①油氣發(fā)生單元（定量泵、壓縮空氣處理模塊）；②管