[實用新型]一種電主軸鼻端密封結構

有效

• 申請號: 201420783689.5
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN204420108U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 汪旭光;謝瑞木;宣文魁;饒磊;邵明輝;孫杰
• 申請（專利權）人: 寧波海天精工股份有限公司
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;F16J15/447
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

技術領域

本實用新型涉及高速切削加工領域中電主軸的密封結構，具體是一種電主軸鼻端密封結構。

背景技術

電主軸作為高速切削加工技術應用的重要組成部分，屬于高速旋轉結構，對主軸轉速有較高要求。在高速切削過程中切削液易濺射，并且切削熱會導致切削液蒸發而產生水蒸氣；此外，在高速旋轉情況下，由于高速轉動引起的主軸附近的氣壓差和虹吸效應的存在，切屑、切削液和水蒸氣等污染物容易從主軸前端縫隙中被吸附到前端軸承處，破壞軸承潤滑等工作環境，使軸承壽命降低甚至燒毀。

由于電主軸屬于高速旋轉結構，因此其前端密封(即鼻端密封)需采用非接觸式密封，該密封結構的優劣將直接影響電主軸前端密封效果的好壞，從而影響電主軸前軸承壽命，甚至是整根電主軸的使用壽命。但現有的密封結構往往難以滿足電主軸鼻端密封的要求。不良的密封結構，有可能在幾天或數月內就導致一根價值幾十萬的電主軸故障返修，而一般返修成本在數萬元不等。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：針對現有技術的不足，提供一種行之有效的電主軸鼻端密封結構，可大幅延長電主軸和軸承的使用壽命。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種電主軸鼻端密封結構，設置在主軸的前端的外側，所述的主軸的前端安裝有軸承，所述的軸承的外側安裝有軸承座，該密封結構包括擋水環以及設置在所述的擋水環外側的端蓋和壓蓋，所述的壓蓋固定在所述的軸承座的前端，所述的端蓋固定在所述的壓蓋的前端，所述的擋水環與所述的主軸螺紋連接，所述的端蓋與所述的主軸之間設置有窄間隙的第一環形通道，所述的端蓋與所述的擋水環之間設置有環形的儲水腔，所述的壓蓋與所述的擋水環之間設置有第二環形通道，所述的壓蓋與所述的主軸之間設置有第三環形通道，所述的第二環形通道與所述的第三環形通道在主軸徑向上相互錯開，所述的第一環形通道、所述的儲水腔、所述的第二環形通道及所述的第三環形通道依次連通，形成一連續的排污通道。加工時，主軸高速旋轉，主軸前端產生切削液、切屑等污染物，首先大部分污染物因主軸的高速旋轉產生的離心力作用而甩離主軸前端，窄間隙的第一環形通道能阻止可能的污染物進入，僅極少量的污染物可能經第一環形通?道進入排污通道內，第一環形通道起到第一級密封的作用；在第一級密封的基礎上，儲水腔、第二環形通道和第三環形通道構成第二級密封：穿過第一級密封的污染物沿主軸軸向前行時，先進入儲水腔，再到達第二環形通道和第三環形通道，由于第二環形通道和第三環形通道在主軸徑向上相互錯開，污染物難以繼續前行，隨著主軸的不斷旋轉，這些污染物被甩到壓蓋的內壁上，并最終在儲水腔內聚集，當主軸靜止后，這些污染物因重力作用流出主軸前端。因此，第一級密封和第二級密封構成的密封結構即可實現對電主軸鼻端的有效密封，大幅延長電主軸和軸承的使用壽命。

所述的第二環形通道包括迂回設置的第一迂回槽，所述的擋水環的外表面上間隔設置有多個凸向所述的壓蓋的第一凸環，在所述的擋水環的外表面上即形成所述的第一迂回槽。第一迂回槽可增大污染物與擋水環的接觸面積，增大污染物繼續前行的阻力，使污染物遠離軸承。

所述的第三環形通道包括迂回設置的第二迂回槽，所述的主軸的外表面上間隔設置有多個凸向所述的壓蓋的第二凸環，在所述的主軸的外表面上即形成所述的第二迂回槽。在第一迂回槽的基礎上，第二迂回槽可進一步增大污染物前行的阻力，更好地保護軸承。

所述的壓蓋的后端與所述的軸承的前端之間設置有迷宮內環和迷宮外環，所述的迷宮內環和所述的迷宮外環通過凹凸結構配合形成迷宮結構，所述的迷宮內環與所述的迷宮外環之間形成有窄間隙的第四環形通道，所述的第四環形通道與所述的第三環形通道連通，所述的迷宮內環通過軸孔間隙配合形式安裝在所述的主軸的外側，所述的迷宮外環通過軸孔間隙配合形式安裝在所述的軸承座的內側。在第一級密封和第二級密封的基礎上，通過凹凸結構配合形成迷宮結構的迷宮內環和迷宮外環構成第三級密封，形成密封的第三道屏障，達到電主軸鼻端的更好的密封效果。

所述的壓蓋上開設有若干通氣孔，所述的若干通氣孔與所述的排污通道相連通。通過若干通氣孔往排污通道內通入一定壓力的潔凈的干燥空氣，可使排污通道內形成正壓力，使排污通道的內部壓力高于主軸前端的外部壓力，形成由內而外的氣流流向，從而形成氣密封結構，構成第四級密封，該第四級密封為輔助密封，改變主軸高速旋轉帶來的密封結構處的壓力下降情況，避免虹吸現象，實現電主軸鼻端的最佳密封。