CN103939617B - 一种高性能腔体式轴端气封结构 - Google Patents

一种高性能腔体式轴端气封结构 Download PDF

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本发明公开了一种高性能腔体式轴端气封结构，包括轴芯、轴承、轴承座和环形防尘盖，所述轴承的内圈与轴芯过盈配合，轴承的外圈与轴承座过盈配合，所述环形防尘盖封盖于轴承和轴承座的端部，该环形防尘盖包括盖本体和由盖本体向轴芯的端部延伸的盖环，盖本体、盖环和轴芯的外壁围合形成环形的气封腔体，盖本体及盖环靠近轴芯的内壁与轴芯间隙配合；所述轴承座内开有第一气道，所述盖本体内开有第二气道和环形气槽，第二气道的一端与第一气道固接且连通，第二气道的另一端与环形气槽连通，环形气槽还与气封腔体连通。本发明工作性能高，密封良好，且密封成本低。

Description

一种高性能腔体式轴端气封结构
技术领域
本发明涉及轴端密封结构，具体涉及一种高性能腔体式轴端气封结构。
背景技术
现有的轴端密封的技术，如气体密封、密封圈密封等密封方式层出不穷。对于采用气体密封的结构，简称气封结构，其优越性更为突出。但目前气体密封技术尚不完善，其需要气流量在80L/min以上，性能较低，而且密封性能存在密封不良等缺陷，造成资源浪费，密封成本、设计成本等加大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能腔体式轴端气封结构，其工作性能高，密封良好，且密封成本低。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种高性能腔体式轴端气封结构，包括轴芯、轴承、轴承座和环形防尘盖，所述轴承的内圈与轴芯过盈配合，轴承的外圈与轴承座过盈配合，所述环形防尘盖封盖于轴承和轴承座的端部，该环形防尘盖包括盖本体和由盖本体向轴芯的端部延伸的盖环，盖本体、盖环和轴芯的外壁围合形成环形的气封腔体，盖本体及盖环靠近轴芯的内壁与轴芯间隙配合；所述轴承座内开有第一气道，所述盖本体内开有第二气道和环形气槽，第二气道的一端与第一气道固接且连通，第二气道的另一端与环形气槽连通，环形气槽还与气封腔体连通。
优选地，所述盖本体靠近轴芯的一端设为密封环，该密封环的内圈与轴芯间隙配合，所述环形气槽位于该密封环内。
优选地，所述密封环的底部开有多个气孔，各气孔绕轴芯的中轴线均匀分布，所述环形气槽通过各个气孔与气封腔体连通。
优选地，所述盖本体与轴承之间设有锁紧螺母，该锁紧螺母与轴芯螺纹配合，锁紧螺母的内壁压紧轴承的内圈，锁紧螺母的下端与盖本体间隙配合。
优选地，所述密封环的顶部凸出一用于密封的环形凸起，所述锁紧螺母的底部设有与环形凸起形状及大小相适配的环形凹槽，所述环形凸起与环形凹槽间隙配合。
优选地，所述盖环由密封环与盖本体的接合部向下伸出，并逐渐向轴芯收拢；所述气封腔体的截面呈三角形。
优选地，所述第一气道包括第一横向气道和与该第一横向气道连通的第一竖向气道，所述第二气道包括第二竖向气道和与该第二竖向气道连通的第二横向气道，第二竖向气道与第一竖向气道连通，第二横向气道与环形气槽连通。
优选地，所述环形气槽与轴芯同轴。
优选地，所述气封腔体与轴芯同轴。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明经过第一气道和第二气道进入环形气槽内的空气，是经过气孔逐步加压再流入气封腔体的，则可大大降低外部通入的气流量，提升性能，而且，密封腔体的气体将经盖环与轴芯的间隙处排出，有效地防止了灰尘进入轴芯内部，密封效果良好，实现了高性能腔体气体密封，密封成本低。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的剖视示意图。
图中：1、轴芯；2、轴承；3、轴承座；4、环形防尘盖；41、盖本体；42、盖环；43、密封环；431、气孔；432、环形凸起；5、气封腔体；6、第一气道；61、第一横向气道；62、第一竖向气道；7、第二气道；71、第二横向气道；72、第二竖向气道；8、环形气槽；9、锁紧螺母；91、环形凹槽。
具体实施方式
如图1所示的一种高性能腔体式轴端气封结构，包括轴芯1、轴承2、轴承座3和环形防尘盖4，轴承2的内圈与轴芯1过盈配合，轴承2的外圈与轴承座3过盈配合，环形防尘盖4封盖于轴承2和轴承座3的端部，该环形防尘盖4包括盖本体41和由盖本体41向轴芯1的端部延伸的盖环42，盖本体41、盖环42和轴芯1的外壁围合形成环形的气封腔体5，盖本体41及盖环42靠近轴芯1的内壁与轴芯1间隙配合；轴承座3内开有第一气道6，盖本体41内开有第二气道7和环形气槽8，第二气道7的一端与第一气道6固接且连通，第二气道7的另一端与环形气槽8连通，环形气槽8还与气封腔体5连通。
其中，本例是用螺钉的方式实现轴承座3与盖本体41的固接，进而实现第二气道7的一端与第一气道6固接且连通。对应可在轴承座3和盖本体41间增加调节垫，以调节对轴承的压紧力。
工作时，压缩气体从第一气道6进入，通过轴承座3和环形防尘盖4，压缩气体进入环形气槽8中，在环形气槽8中形成环形气流，然后再进入气封腔体5中，由于气流在环形气槽8中增压，则可降低所通入压缩气体的气压，气流量下降到50L/min以下。进入气封腔体5后的气流沿轴芯1和盖环42间的缝隙排出，阻挡灰尘进入，使环形防尘盖4有效地防止了灰尘进入轴芯1内部，实现了高性能腔体气体密封的过程。
为进一步增强密封效果，防止灰尘经缝隙进入轴承2，盖本体41靠近轴芯1的一端设为密封环43，该密封环43的内圈与轴芯1间隙配合，环形气槽8位于该密封环43内。
密封环43的底部开有多个气孔431，各气孔431绕轴芯1的中轴线均匀分布，环形气槽8通过各个气孔431与气封腔体5连通。则在环形气槽8中的环形气流可经各气孔431均匀地进入气封腔体5，使气封腔体5各个角落的气流压力均匀，经缝隙排出的气流量也将较为统一。
本例实现轴承2与轴芯1的过盈配合是采用锁紧螺母9的锁紧来实现，具体是，盖本体41与轴承2之间设有锁紧螺母9，该锁紧螺母9与轴芯1螺纹配合，锁紧螺母9的内壁压紧轴承2的内圈，锁紧螺母9的下端与盖本体41间隙配合。
密封环43的顶部凸出一用于密封的环形凸起432，锁紧螺母9的底部设有与环形凸起432形状及大小相适配的环形凹槽91，环形凸起432与环形凹槽91间隙配合。轴芯1转动时，锁紧螺母9和轴承2的内圈跟随转动，环形防尘盖4被固定在轴承座3上固定不转，则环形凹槽91相对于环形凸起432做旋转动作，灰尘经过密封环43与轴芯1间的缝隙无法进入轴承2内，利于保证气封效果。
为简化结构，盖环42由密封环43与盖本体41的接合部向下伸出，并逐渐向轴芯1收拢；气封腔体5的截面呈三角形。在盖环42收拢时，则围合形成了气封腔体5。
本例的第一气道6和第二气道7的具体结构为：第一气道6包括第一横向气道61和与该第一横向气道61连通的第一竖向气道62，第二气道7包括第二竖向气道72和与该第二竖向气道72连通的第二横向气道71，第二竖向气道72与第一竖向气道62连通，第二横向气道71与环形气槽8连通。同时，为了更加均匀地产生气流，环形气槽8与轴芯1同轴，气封腔体5与轴芯1同轴。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：包括轴芯、轴承、轴承座和环形防尘盖，所述轴承的内圈与轴芯过盈配合，轴承的外圈与轴承座过盈配合，所述环形防尘盖封盖于轴承和轴承座的端部，该环形防尘盖包括盖本体和由盖本体向轴芯的端部延伸的盖环，盖本体、盖环和轴芯的外壁围合形成环形的气封腔体，盖本体及盖环靠近轴芯的内壁与轴芯间隙配合；所述轴承座内开有第一气道，所述盖本体内开有第二气道和环形气槽，第二气道的一端与第一气道固接且连通，第二气道的另一端与环形气槽连通，环形气槽还与气封腔体连通。
2.根据权利要求1所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述盖本体靠近轴芯的一端设为密封环，该密封环的内圈与轴芯间隙配合，所述环形气槽位于该密封环内。
3.根据权利要求2所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述密封环的底部开有多个气孔，各气孔绕轴芯的中轴线均匀分布，所述环形气槽通过各个气孔与气封腔体连通。
4.根据权利要求2所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述盖本体与轴承之间设有锁紧螺母，该锁紧螺母与轴芯螺纹配合，锁紧螺母的内壁压紧轴承的内圈，锁紧螺母的下端与盖本体间隙配合。
5.根据权利要求4所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述密封环的顶部凸出一用于密封的环形凸起，所述锁紧螺母的底部设有与环形凸起形状及大小相适配的环形凹槽，所述环形凸起与环形凹槽间隙配合。
6.根据权利要求2所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述盖环由密封环与盖本体的接合部向下伸出，并逐渐向轴芯收拢；所述气封腔体的截面呈三角形。
7.根据权利要求1~6任一项所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述第一气道包括第一横向气道和与该第一横向气道连通的第一竖向气道，所述第二气道包括第二竖向气道和与该第二竖向气道连通的第二横向气道，第二竖向气道与第一竖向气道连通，第二横向气道与环形气槽连通。
8.根据权利要求7所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述环形气槽与轴芯同轴。
9.根据权利要求8所述的高性能腔体式轴端气封结构，其特征在于：所述气封腔体与轴芯同轴。
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