機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)。該前端密封結(jié)構(gòu)包括主軸以及套在主軸上的前法蘭盤(pán)和軸承，還包括夾在前法蘭盤(pán)與主軸之間的氣流分配環(huán)，前法蘭盤(pán)設(shè)有環(huán)繞于氣流分配環(huán)的外壁的氣流環(huán)形槽以及與氣流環(huán)形槽貫通并用于為氣流環(huán)形槽提供高壓氣流的供氣通道，氣流分配環(huán)均勻布設(shè)有與氣流環(huán)形槽連通的通氣孔，主軸外壁對(duì)應(yīng)氣流分配環(huán)的位置上設(shè)有與通氣孔連通的環(huán)形溝槽。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)氣密封的結(jié)構(gòu)上加設(shè)了氣流分配環(huán)，讓高壓氣流先通過(guò)氣流環(huán)形槽，再通過(guò)通氣孔噴射到主軸的環(huán)形溝槽上，能有效改善主軸上的氣密封層的氣壓分布均勻性，進(jìn)而改善了在復(fù)雜工況下對(duì)微小雜質(zhì)的密封，降低了對(duì)軸承的損壞，提高了軸承的使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及機(jī)械主軸，尤其涉及一種機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前機(jī)床主軸的前端密封采用雙重密封結(jié)構(gòu)。最外端是一個(gè)氣密封結(jié)構(gòu)，往里是一個(gè)是迷宮式密封結(jié)構(gòu)。兩種密封結(jié)構(gòu)一起運(yùn)用可以起到雙重密封保護(hù)。切削液與雜質(zhì)不易進(jìn)入里端，防止與軸承接觸，避免影響軸承的使用壽命。如圖1所示，氣密封結(jié)構(gòu)是氣體直接通過(guò)前法蘭盤(pán)吹到主軸圓面上，在前法蘭盤(pán)與主軸間形成一個(gè)氣密封面，其中在進(jìn)口處的氣密封氣流量最大，其余處氣密封的氣流量就有減小趨勢(shì)，氣體在整個(gè)主軸上的分布不均勻，在不復(fù)雜工況下可以起到較好的密封作用，但是在復(fù)雜工況下對(duì)微小的顆?；覊m的氣密封不算理想，容易因此而對(duì)軸承造成損壞，影響軸承的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，以改善在復(fù)雜工況下對(duì)微小雜質(zhì)的密封，降低對(duì)軸承的損壞。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，包括主軸以及套在主軸上的前法蘭盤(pán)和軸承，還包括夾在前法蘭盤(pán)與主軸之間的氣流分配環(huán)，前法蘭盤(pán)設(shè)有環(huán)繞于氣流分配環(huán)的外壁的氣流環(huán)形槽以及與氣流環(huán)形槽貫通并用于為氣流環(huán)形槽提供高壓氣流的供氣通道，氣流分配環(huán)均勻布設(shè)有與氣流環(huán)形槽連通的通氣孔，主軸外壁對(duì)應(yīng)氣流分配環(huán)的位置上設(shè)有與通氣孔連通的環(huán)形溝槽。
[0006]進(jìn)一步地，氣流分配環(huán)與前法蘭盤(pán)為過(guò)盈配合以使得氣流分配環(huán)不會(huì)跟隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，通氣孔為徑向通氣孔。
[0008]進(jìn)一步地，通氣孔的直徑范圍:0.2mm?1.5mm。因?yàn)橐獙?duì)主軸的環(huán)形溝槽噴射高壓氣流，受流量限制，通氣孔直徑不能太大，但是由于孔加工工藝難度及成本的限制，通氣孔也不能太小。
[0009]進(jìn)一步地，氣流分配環(huán)為銅環(huán)。氣流分配環(huán)跟主軸之間的摩擦?xí)p氣流分配環(huán)的內(nèi)壁，而銅是軟材料且耐磨，當(dāng)氣密封分配環(huán)與鋼件主軸發(fā)生摩擦?xí)r銅首先磨損且不會(huì)卡死。當(dāng)磨損到有足夠間隙時(shí)不再磨損。
[0010]進(jìn)一步地，環(huán)形溝槽為直角三角形槽，其底面為斜邊，其側(cè)面為直角邊，其側(cè)面對(duì)應(yīng)的內(nèi)角指向前法蘭盤(pán)的軸向外側(cè)。環(huán)形溝槽的結(jié)構(gòu)可以有效阻擋外界雜質(zhì)通過(guò)，有利于外界雜質(zhì)向外界排出。
[0011]進(jìn)一步地，環(huán)形溝槽的最外側(cè)超出氣流分配環(huán)覆蓋范圍以直接連通前法蘭盤(pán)與主軸之間的間隙，以便于外界雜質(zhì)排出。
[0012]進(jìn)一步地，前端密封結(jié)構(gòu)還包括設(shè)在軸承與氣流分配環(huán)之間并能跟隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的密封套筒，密封套筒包括前段和后段，前段的外側(cè)軸向端面設(shè)有環(huán)形凹槽，氣流分配環(huán)插入凹槽中形成迷宮式密封結(jié)構(gòu)。迷宮式密封結(jié)構(gòu)加上氣流分配環(huán)的氣密封結(jié)構(gòu)形成雙重密封結(jié)構(gòu)，起到雙重密封保護(hù)。
[0013]進(jìn)一步地，前法蘭盤(pán)設(shè)有用于容納密封套筒的前段的容納槽，密封套筒的前段與容納槽內(nèi)壁之間留有間隙，密封套筒的前段的外筒壁上設(shè)有用于截留外界雜質(zhì)的方形鋸齒槽。
[0014]進(jìn)一步地，前端密封結(jié)構(gòu)還包括夾在前法蘭盤(pán)與軸承的外圈之間的環(huán)形密封蓋，密封蓋套設(shè)于密封套筒的后段外表面。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型在傳統(tǒng)氣密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)上加設(shè)了氣流分配環(huán)，讓高壓氣流先通過(guò)氣流環(huán)形槽，然后再通過(guò)氣流分配環(huán)上均勻布設(shè)的通氣孔噴射到主軸的環(huán)形溝槽上，能有效改善所形成的氣密封層的氣壓分布均勻性，進(jìn)而改善了在復(fù)雜工況下對(duì)微小雜質(zhì)的密封，降低了對(duì)軸承的損壞，提高了軸承的使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0019]圖3為圖2中區(qū)域A的放大視圖；
[0020]圖4為氣流分配環(huán)的剖視放大圖；
[0021]圖5為前法蘭盤(pán)的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了更充分理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步介紹和說(shuō)明。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)如圖2至圖5所示。
[0024]如圖2至圖5所示，本實(shí)施例的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)包括主軸10、套在主軸10上的前法蘭盤(pán)20和軸承30、以及夾在前法蘭盤(pán)20與主軸10之間的并與前法蘭盤(pán)20過(guò)盈配合的銅制的氣流分配環(huán)40。其他實(shí)施例中，氣流分配環(huán)也可以使用其他軟金屬制成。
[0025]如圖2至圖5所示，前法蘭盤(pán)20設(shè)有環(huán)繞于氣流分配環(huán)40的外壁的氣流環(huán)形槽21以及與氣流環(huán)形槽21貫通并用于為氣流環(huán)形槽21提供高壓氣流的供氣通道22。氣流分配環(huán)40均勻布設(shè)有與氣流環(huán)形槽21連通的通氣孔41。主軸10外壁對(duì)應(yīng)氣流分配環(huán)40的位置上設(shè)有與通氣孔41連通的環(huán)形溝槽11、12、13。高壓氣流從供氣通道22進(jìn)入氣流環(huán)形槽21，在氣流環(huán)形槽21形成環(huán)形的高壓氣流層，高壓氣流在從氣流分配環(huán)40的通氣孔41噴射到主軸10外壁的環(huán)形溝槽11、12、13，在環(huán)形溝槽11、12、13形成高壓氣密層，從而達(dá)到氣密封的效果。
[0026]如圖2至圖5所示，本實(shí)施例中環(huán)形溝槽11、12、13均為直角三角形槽，其底面為斜邊，其側(cè)面為直角邊，其側(cè)面對(duì)應(yīng)的內(nèi)角指向前法蘭盤(pán)20的軸向外側(cè)。在其他實(shí)施例中，環(huán)形溝槽的側(cè)面與底面相交處可以做成圓角，這可以使得外界雜物更容易離開(kāi)環(huán)形溝槽。
[0027]如圖2至圖5所示，在本實(shí)施例中，環(huán)形溝槽11、12、13共三個(gè)，而通氣孔41正對(duì)著中間的環(huán)形溝槽12。最外面的那個(gè)環(huán)形溝槽11的最外側(cè)超出氣流分配環(huán)40覆蓋范圍以直接連通前法蘭盤(pán)20與主軸10之間的間隙。
[0028]如圖2至圖5所示，本實(shí)施例中通氣孔41有15個(gè)，每個(gè)通氣孔41的直徑為1.5mm,其他實(shí)施例中通氣孔的直徑可以從0.2mm?1.5mm之間選擇。同時(shí)本實(shí)施例中的通氣孔41為徑向通氣孔，在其他實(shí)施例中的通氣孔可以不指向氣流分配環(huán)的軸線(xiàn)，并且通氣孔可以相對(duì)于徑向偏離統(tǒng)一方向并且偏離統(tǒng)一的角度，使得高壓氣流在環(huán)形溝槽內(nèi)形成更快的環(huán)形氣流，其氣密封效果更佳。
[0029]如圖2至圖5所示，本實(shí)施例中的供氣通道22只有1個(gè)，而在其他實(shí)施例中，供氣通道可以設(shè)置多于1個(gè)，并且供氣通道繞著主軸旋轉(zhuǎn)軸均勻分布，這樣可以使得氣流壓力的分布更加的均勻。
[0030]此外，如圖2至圖5所示，前端密封結(jié)構(gòu)還包括設(shè)在軸承30與氣流分配環(huán)40之間并能跟隨主軸10轉(zhuǎn)動(dòng)的密封套筒50。密封套筒50包括后段51和前段52，前段52直徑比后段51直徑大。前段52的外側(cè)軸向端面設(shè)有環(huán)形凹槽521，氣流分配環(huán)40插入凹槽521中形成迷宮式密封結(jié)構(gòu)。前法蘭盤(pán)20設(shè)有用于容納密封套筒50的前段52的容納槽23。密封套筒50的前段52與容納槽23內(nèi)壁之間留有間隙，密封套筒50的前段52的外筒壁上設(shè)有用于截留外界雜質(zhì)的方形鋸齒槽522。
[0031]此外，如圖2至圖5所示，前端密封結(jié)構(gòu)還包括夾在前法蘭盤(pán)20與軸承30的外圈之間的環(huán)形密封蓋60，密封蓋60套設(shè)于密封套筒50的后段51外表面。
[0032]以上陳述僅以實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅限于此，任何依本實(shí)用新型所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本實(shí)用新型的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，包括主軸以及套在主軸上的前法蘭盤(pán)和軸承，其特征在于，還包括夾在前法蘭盤(pán)與主軸之間的氣流分配環(huán)，所述前法蘭盤(pán)設(shè)有環(huán)繞于氣流分配環(huán)的外壁的氣流環(huán)形槽以及與氣流環(huán)形槽貫通并用于為氣流環(huán)形槽提供高壓氣流的供氣通道，所述氣流分配環(huán)均勻布設(shè)有與氣流環(huán)形槽連通的通氣孔，所述主軸外壁對(duì)應(yīng)氣流分配環(huán)的位置上設(shè)有與通氣孔連通的環(huán)形溝槽。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣流分配環(huán)與前法蘭盤(pán)為過(guò)盈配合。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通氣孔為徑向通氣孔。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通氣孔的直徑范圍:0.2mm ?1.5mm。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣流分配環(huán)為銅環(huán)。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)形溝槽為直角三角形槽，其底面為斜邊，其側(cè)面為直角邊，其側(cè)面對(duì)應(yīng)的內(nèi)角指向前法蘭盤(pán)的軸向外側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)形溝槽的最外側(cè)超出氣流分配環(huán)覆蓋范圍以直接連通前法蘭盤(pán)與主軸之間的間隙。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括設(shè)在軸承與氣流分配環(huán)之間并能跟隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的密封套筒，所述密封套筒包括前段和后段，前段的外側(cè)軸向端面設(shè)有環(huán)形凹槽，所述氣流分配環(huán)插入所述凹槽中形成迷宮式密封結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前法蘭盤(pán)設(shè)有用于容納密封套筒的前段的容納槽，所述密封套筒的前段與容納槽內(nèi)壁之間留有間隙，所述密封套筒的前段的外筒壁上設(shè)有用于截留外界雜質(zhì)的方形鋸齒槽。
10.如權(quán)利要求8所述的機(jī)械主軸的前端密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括夾在前法蘭盤(pán)與軸承的外圈之間的環(huán)形密封蓋，所述密封蓋套設(shè)于密封套筒的后段外表面。
【文檔編號(hào)】F16J15/447GK204042008SQ201420353656
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】劉永連 申請(qǐng)人:深圳市速鋒科技有限公司