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1 油气润滑的基本原理
油气润滑的基本原理是：利用具有一定压力的压缩空气和一定量的润滑油在一定长度的管道内混合，通过压缩空气带动润滑油沿管道内壁不断地流动，把油气混合体输送到润滑点实现润滑。图1为油气混合物在管道中输送形式的示意图，单相流体油和单相流体压缩空气混合后就形成了两相油气混合流，其中油和压缩空气并不真正融合，而是在压缩空气的流动作用下，带动润滑油沿管道内壁不断地螺旋状流动并形成一层连续油膜，最后以精细的连续油滴的方式喷到润滑点。在油气管中油的流动速度和压缩空气的流动速度大相径庭，油的流速远远小于压缩空气流速，而从油气管中出来的油和压缩空气也是分离的，因此油并没有被雾化。在油气管道中，由于压缩空气的作用，起初润滑油是以较大的颗粒呈间断状地粘附在管道内壁四周，当压缩空气快速流动时，油滴也随之低速缓慢移动并逐渐被压缩空气吹散、变薄，在行将到达管道末端时，原先是间断地粘附在管壁四周的油滴以波浪形油膜的形式连成一片，形成了连续油膜，被压缩空气以精细的连续油滴喷入润滑点。 
在油气润滑系统中，由于耗油量很小，因此采用的是间歇性供油的方式，即根据设定的工作周期，系统每隔一段时间供送一定的油量。间隔时间和供油量可根据各润滑点的消耗量进行调节并可定量供给，但压缩空气的供给却是连续的。正是由于压缩空气的连续作用，间歇供给的油才能在管道中形成连续的油膜，从而保证润滑点的润滑剂时时都是新鲜和连续的，同时也保证了单位时间内润滑点得到定量的润滑剂。
2 油气润滑在电主轴轴承上的应用
2.1 电主轴系统简介
电主轴是将机床主轴与电机融为一体的新技术。图2为电主轴系统示意图，它是一套组件，电动机内置于主轴部件内，通过变频器类的驱动器，以实现主轴转速的变换。 
目前，电主轴在不断地向高速化方向发展，而电主轴轴承的润滑冷却对实现电主轴的高速化具有极其重要的作用。目前，高速精密电主轴支承部件大多采用陶瓷滚动轴承为主。主轴在高速运转条件下，除了内置式电机外，滚动轴承是另一个主要热源，必须选择合理的润滑方式、正确使用润滑剂、恰当地控制润滑剂用量，从而有效地降低温升，减少主轴的热变形，延长电主轴使用寿命。
2.2 电主轴轴承的油气润滑方法
电主轴轴承的润滑可以采用脂润滑和油雾润滑，但效果不太理想。本文采用定时、定量油气润滑，其系统基本构成见图3所示。根据受润滑点的需油量和事先设定的工作程序接通气动泵，润滑油经递进式分配器分配后被输送到与压缩空气网络相连接的油气混合装置中，并在油气混合装置中与压缩空气混合形成油气流，再进入油气管道。在油气管道中，由于压缩空气的作用，使润滑油沿着管道内壁波浪形地向前移动，并逐渐形成一层薄薄的连续油膜。再通过油气分配器的分配，最后以一股极其精细的连续油滴流喷射到润滑点。
油气润滑系统原理图见图4所示。油气分配器可实现油气流的多级分配，它利用分配阀对所需润滑的不同部位，按照其实际需要，定时间歇、定量最佳微量地供给油气混合物，从而保证轴承的各个不同部位既不缺润滑油，又不会因润滑油过量而使轴承高速旋转时因油的阻力而发热造成更大的温升。由于进入了轴承内部的压缩空气的作用，既使润滑部位得到了冷却，又由于润滑部位保持着一定的正压，使外界的脏物和水不能侵入，起到了良好的密封作用。
2.3 电主轴轴承油气润滑的特点
a)提高轴承承载能力：油气润滑是将气液两相流以较高的速度喷射到润滑区，在高速运转的轴承摩擦面能有效形成具有一定承载能力的气液两相膜，兼有流体动压和流体静压的双重作用。因此，使摩擦表面始终处在良好的工作状态下，这一点是仅靠流体动压形成的单相流体膜所无法比拟的。
b)提高轴承的运转速度：由于油气润滑的气液两相混合流体中含有大量气体和少量的润滑油，因此在高速工作条件下，温升较低。又由于气液两相流能够及时带走大量的热量，所以它还具有良好的冷却降温作用。因此，采用气液两相流体的油气润滑，比其他润滑方式具有更加宽广的速度适应范围。
c)提高轴承对恶劣工作环境的适应能力：对于油气润滑来说，润滑区充满压缩空气，形成正压，可以很好地防止灰尘、水、污物等的浸入，起到密封的作用，大大减少了轴承由于外界污染而造成的损坏，因此特别适合应用于苛刻的工况条件，轴承的工作可靠性得到显著提高。 d)提高轴承的使用寿命：轴承采用油气润滑，相对于采用其他润滑方式，油膜破裂形成干摩擦的几率降低，工作时轴承温升降低，由于外界环境污染造成的意外损坏几度降低。普遍情况下轴承寿命大幅提高，平均使用期限可以提高3～6倍。
e)极大地降低润滑剂的消耗：理论上，油气润滑中的润滑剂100%被利用，它仅仅用于形成油膜。
3 结语
实践证明，高速电主轴轴承采用油气润滑，具有较理想的润滑冷却效果。随着人们环保意识的增强和对该技术认识的进一步深化，油气润滑会逐步替代脂润滑、油雾润滑。但是，如何更加合理地使用油气润滑装置和油气润滑技术，还需在实践过程中进一步探索和研究。 （长按图片识别二维码）
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