CN104613180A - 一种改进的电主轴密封结构及轴芯密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的电主轴密封结构，包括轴承内环顶圈和轴承外环顶圈，轴承内环顶圈包括第一竖直圈及第一水平圈，第一竖直圈和第一水平圈的衔接部连接有第一斜圈，且该第一斜圈外侧斜面的直径由上至下逐渐增大，第一水平圈的顶面向上伸出有插圈；轴承外环顶圈包括第二竖直圈及第二水平圈，第二竖直圈上开有插槽，插槽与插圈相隔形成弯折的第二间隙通道；第二水平圈的内端部设为第二斜圈，该第二斜圈内侧面的直径由上至下逐渐增大，并与第一斜圈相隔形成倾斜的第一间隙通道。本发明还公开了采用上述改进的电主轴密封结构的轴芯密封装置。本发明可实现离心密封和迷宫密封双重效果，密封效果显著。

Description

一种改进的电主轴密封结构及轴芯密封装置

技术领域

本发明涉及电主轴，特别涉及一种改进的电主轴密封结构及轴芯密封装置。

背景技术

电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的技术，其属于高精密技术行业，而电主轴是安装在各种不同的机床上，用于零件的加工，绝大部分零件的加工过程需要喷射切削液，同时也会产生铁屑等污物。。当电主轴应用在较高的转速和复杂的环境下时，电主轴的轴芯、轴承不允许进入污物，而且，电主轴内部某些零件的配合要求非常高，更加不允许有污物进入主轴内部。但是，目前的密封措施还不能十分有效地防止污物进入主轴内部，导致电主轴的寿命降低甚至直接报废。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种改进的电主轴密封结构，实现离心密封和迷宫密封双重效果，密封效果显著。

本发明的目的之二在于提供采用上述改进的电主轴密封结构的轴芯密封装置，能防止污物进入电主轴密封结构，提升对电主轴内部和轴承内部的密封效果。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种改进的电主轴密封结构，包括用于顶压轴承内环的轴承内环顶圈和用于顶压轴承外环的轴承外环顶圈，轴承内环顶圈包括第一竖直圈及与该第一竖直圈相连且向外延伸的第一水平圈，第一竖直圈和第一水平圈的衔接部连接有第一斜圈，该第一斜圈位于第一竖直圈的外侧面、第一水平圈的顶面，且该第一斜圈外侧斜面的直径由上至下逐渐增大，第一水平圈的顶面向上伸出有插圈；轴承外环顶圈包括第二竖直圈及与该第二竖直圈相连且向内延伸的第二水平圈，第二竖直圈上开有供插圈插入的插槽，插槽与插圈相隔形成弯折的第二间隙通道；第二水平圈的内端部设为第二斜圈，该第二斜圈内侧面的直径由上至下逐渐增大，并与第一斜圈相隔形成倾斜的第一间隙通道；第一间隙通道的一端和第二间隙通道的一端相接通，第一间隙通道的另一端向上接通外界，第二间隙通道的另一端向下接通外界。

优选地，所述改进的电主轴密封结构还包括挡圈，该挡圈固定套装于第一竖直圈的外侧面，且该挡圈分别与第二水平圈、第二竖直圈相隔形成弯折的第三间隙通道，所述第一间隙通道的另一端经第三间隙通道向上接通外界。

优选地，所述第一水平圈的顶面开有槽圈，所述第二水平圈的顶面向下伸出有凸圈，该凸圈与槽圈相对且相隔形成弯折的第四间隙通道，第一间隙通道的一端经第四间隙通道与第二间隙通道的一端相接通。

优选地，所述第二竖直圈与第一水平圈相隔形成有弯折的第五间隙通道，所述第二间隙通道的另一端经第五间隙通道向下接通外界。

优选地，所述第一竖直圈、第一水平圈、第一斜圈一体成型；所述第二竖直圈、第二水平圈、第二斜圈一体成型。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

采用上述改进的电主轴密封结构的轴芯密封装置，包括所述电主轴密封结构、轴芯组件、轴承、轴承座和固定组件，轴芯组件穿接于轴承座，轴承的外环固定于轴承座，轴承的内环固定套装于轴芯组件，电主轴密封结构的轴承内环顶圈固定套装于轴芯组件，且该轴承内环顶圈的后端与轴承的内环相顶压，电主轴密封结构的轴承外环顶圈固定于轴承座且该轴承外环顶圈的后端与轴承的外环相顶压；固定组件分别顶压于轴承内环顶圈的前端以及轴承外环顶圈的前端。

优选地，所述固定组件包括第一固定件和第二固定件，第一固定件固定于轴芯组件并顶压于轴承内环顶圈的前端，第二固定件固定于轴承座并顶压于轴承外环顶圈的前端。

优选地，所述第一固定件包括螺母，对应地，所述轴芯组件的外周开有与该螺母螺接的外螺纹。

优选地，所述螺母的外周表面设有环形槽，该环形槽的槽口方向与螺母的中心轴线方向平行；所述第二固定件包括环形的轴承压盖，该轴承压盖固定于轴承座的前端，轴承压盖的内圈伸出有挡环，该挡环的延伸方向与轴承压盖的中心轴线方向平行，该挡环伸入环形槽并与该环形槽间隙配合。

优选地，所述轴承压盖的前端固定扣压有防尘盖环，该防尘盖环的环口与轴芯组件间隙配合。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明电主轴密封结构中倾斜的第一间隙通道，可以令位于第一间隙通道下部的空气或润滑油得到更大的线速度，即更大的离心力，从而向外/向下甩开污物，从而实现离心密封效果，同时，弯折的第二间隙通道形成了迷宫密封，使外界的污物难以进入第一间隙通道，因此，离心密封和迷宫密封起到了双重、双保险的密封效果，可以防止污物进入电主轴内部和轴承内，极大地提高了轴承的寿命，改善电主轴轴芯的运转性能；

(2)本发明轴芯密封装置通过固定组件、轴承对电主轴密封结构顶压，使该电主轴密封结构得以牢固固定而稳定工作，防止迷宫密封的各间隙通道错位，使其密封效果得以持续有效，再进一步结合螺母锁紧来趋势该顶压力的调节，当螺母锁紧后，轴承内环顶圈、挡圈就将跟着轴芯组件一起旋转，再进一步结合挡环与环形槽的间隙配合形成的密封效果以及轴承压盖、防尘盖环形成的密封效果，均利于阻挡切削液等污物进入电主轴密封结构、电主轴内部、轴承内部。

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为本发明改进的电主轴密封结构的示意图；

图2为本发明轴芯密封装置的结构示意图。

图中：10、轴承内环顶圈；11、第一竖直圈；12、第一水平圈；121、槽圈；13、第一斜圈；14、插圈；20、轴承外环顶圈；21、第二竖直圈；22、第二水平圈；221、凸圈；23、插槽；24、第二斜圈；30、第二间隙通道；40、第一间隙通道；50、挡圈；60、第三间隙通道；70、第四间隙通道；80、第五间隙通道；100、电主轴密封结构；200、轴芯组件；300、轴承；400、轴承座；500、固定组件；501、第一固定件；502、第二固定件；503、环形槽；504、挡环；600、防尘盖环。

具体实施方式

如图1所示的一种改进的电主轴密封结构，包括用于顶压轴承内环的轴承内环顶圈10和用于顶压轴承外环的轴承外环顶圈20，轴承内环顶圈10包括第一竖直圈11及与该第一竖直圈11相连且向外延伸的第一水平圈12，第一竖直圈11和第一水平圈12的衔接部连接有第一斜圈13，该第一斜圈13位于第一竖直圈11的外侧面、第一水平圈12的顶面，且该第一斜圈13外侧斜面的直径由上至下逐渐增大，第一水平圈12的顶面向上伸出有插圈14；轴承外环顶圈20包括第二竖直圈21及与该第二竖直圈21相连且向内延伸的第二水平圈22，第二竖直圈21上开有供插圈14插入的插槽23，插槽23与插圈14相隔形成弯折的第二间隙通道30；第二水平圈22的内端部设为第二斜圈24，该第二斜圈24内侧面的直径由上至下逐渐增大，并与第一斜圈13相隔形成倾斜的第一间隙通道40；第一间隙通道40的一端和第二间隙通道30的一端相接通，第一间隙通道40的另一端向上接通外界，第二间隙通道30的另一端向下接通外界。

第一竖直圈11的顶面用于直接顶压轴承的内环(也称内圈)，且第一竖直圈11用于固定套装在电主轴的轴芯上，第二竖直圈21的顶面用于直接顶压轴承的外环(也称外圈)。当电主轴的轴芯运转时，将带动轴承内环顶圈10同步转动，而轴承外环顶圈20将被电主轴的机体或轴承座固定，由于第一斜圈13和第二斜圈24间隔配合形成的第一间隙通道40是倾斜的，且直径由上至下逐渐增大，所以第一间隙通道40下部分的空气或润滑油比上部分的空气或润滑油线速度要高，离心力大，如果有污物进入该第一间隙通道40，较大的离心力可将污物向下甩出，起到离心密封作用；同时，弯折的第二间隙通道30大大增加了污物进入第一间隙通道40的难度，提升密封效果。其中，第一竖直圈11、第一水平圈12、第一斜圈13一体成型，第二竖直圈21、第二水平圈22、第二斜圈24一体成型，以上一体成型的设计可提升稳定性，也可防止污物或润滑油泄露。

为进一步提升密封效果，本例的改进的电主轴密封结构还包括挡圈50，该挡圈50固定套装于第一竖直圈11的外侧面，且该挡圈50分别与第二水平圈22、第二竖直圈21相隔形成弯折的第三间隙通道60，第一间隙通道40的另一端经第三间隙通道60向上接通外界。弯折的第三间隙通道60也具有迷宫式的密封效果，起密封保险作用。

为容纳污物或使润滑油得到聚集来汇合污物，第一水平圈12的顶面开有槽圈121，该槽圈121可容纳污物或润滑油，第二水平圈22的顶面向下伸出有凸圈221，该凸圈221与槽圈121相对且相隔形成弯折的第四间隙通道70，第一间隙通道40的一端经第四间隙通道70与第二间隙通道30的一端相接通，弯折的第四间隙通道70也可使污物难以进入第一间隙通道40。

为更进一步地提升密封效果，第二竖直圈21与第一水平圈22相隔形成有弯折的第五间隙通道80，第二间隙通道30的另一端经第五间隙通道80向下接通外界。弯折的第五间隙通道80也具有迷宫式的密封效果，起初始的阻隔污物作用。

以上第一至第五间隙通道均使轴承内环顶圈10和轴承外环顶圈20相隔，以使轴承内环顶圈10既可以与轴承外环顶圈20相对转动，又可以使轴承内环顶圈10与轴承外环顶圈20相对密封。

如图2所示，采用上述改进的电主轴密封结构的轴芯密封装置，包括所述电主轴密封结构100、轴芯组件200、轴承300、轴承座400和固定组件500，轴芯组件200穿接于轴承座400，轴承300的外环固定于轴承座400，轴承300的内环固定套装于轴芯组件200，电主轴密封结构100的轴承内环顶圈10固定套装于轴芯组件200，且该轴承内环顶圈10的后端与轴承300的内环相顶压，电主轴密封结构100的轴承外环顶圈20固定于轴承座400且该轴承外环顶圈20的后端与轴承300的外环相顶压；固定组件500分别顶压于轴承内环顶圈10的前端以及轴承外环顶圈20的前端。

通过固定组件500、轴承300对电主轴密封结构100顶压，使该电主轴密封结构100得以牢固固定而稳定工作，防止迷宫密封的各间隙通道错位，使其密封效果得以持续有效。其中，轴芯组件200穿接在轴承座400上后，与轴承300配合实现枢接效果。

固定组件500包括第一固定件501和第二固定件502，第一固定件501固定于轴芯组件200并顶压于轴承内环顶圈10的前端，第二固定件502固定于轴承座400并顶压于轴承外环顶圈20的前端。分设第一固定件501和第二固定件502利于有针对性地顶压轴承内环顶圈10或轴承外环顶圈20，提升稳定性。

具体地，本例的第一固定件501包括螺母，对应地，所述轴芯组件200的外周开有与该螺母螺接的外螺纹。结合螺母锁紧来趋势该顶压力的调节，当螺母锁紧后，轴承内环顶圈10、挡圈50就将跟着轴芯组件200一起旋转，利于上述迷宫式密封效果的稳定发挥。

作为优选的实施方式，本例螺母的外周表面设有环形槽503，该环形槽503的槽口方向与螺母的中心轴线方向平行；所述第二固定件502包括环形的轴承压盖，该轴承压盖固定于轴承座400的前端，轴承压盖的内圈伸出有挡环504，该挡环504的延伸方向与轴承压盖的中心轴线方向平行，该挡环504伸入环形槽503并与该环形槽503间隙配合，相当于形成第六间隙通道。结合挡环504与环形槽503的间隙配合形成的密封效果以及轴承压盖形成的密封效果，均更利于阻挡切削液等污物进入电主轴密封结构100、电主轴内部、轴承300内部。

作为优选的实施方式，为更进一步加强防尘、阻挡切削液、污物的密封效果，轴承压盖的前端固定扣压有防尘盖环600，该防尘盖环600的环口与轴芯组件200间隙配合，该防尘盖环600将遮挡第一固定件501和第二固定件502，以充分发挥第一固定件501和第二固定件502各自的密封和顶压作用。

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 (10)

1.一种改进的电主轴密封结构，其特征在于：包括用于顶压轴承内环的轴承内环顶圈和用于顶压轴承外环的轴承外环顶圈，轴承内环顶圈包括第一竖直圈及与该第一竖直圈相连且向外延伸的第一水平圈，第一竖直圈和第一水平圈的衔接部连接有第一斜圈，该第一斜圈位于第一竖直圈的外侧面、第一水平圈的顶面，且该第一斜圈外侧斜面的直径由上至下逐渐增大，第一水平圈的顶面向上伸出有插圈；轴承外环顶圈包括第二竖直圈及与该第二竖直圈相连且向内延伸的第二水平圈，第二竖直圈上开有供插圈插入的插槽，插槽与插圈相隔形成弯折的第二间隙通道；第二水平圈的内端部设为第二斜圈，该第二斜圈内侧面的直径由上至下逐渐增大，并与第一斜圈相隔形成倾斜的第一间隙通道；第一间隙通道的一端和第二间隙通道的一端相接通，第一间隙通道的另一端向上接通外界，第二间隙通道的另一端向下接通外界。

2.根据权利要求1所述的改进的电主轴密封结构，其特征在于：所述改进的电主轴密封结构还包括挡圈，该挡圈固定套装于第一竖直圈的外侧面，且该挡圈分别与第二水平圈、第二竖直圈相隔形成弯折的第三间隙通道，所述第一间隙通道的另一端经第三间隙通道向上接通外界。

3.根据权利要求1或2所述的改进的电主轴密封结构，其特征在于：所述第一水平圈的顶面开有槽圈，所述第二水平圈的顶面向下伸出有凸圈，该凸圈与槽圈相对且相隔形成弯折的第四间隙通道，第一间隙通道的一端经第四间隙通道与第二间隙通道的一端相接通。

4.根据权利要求1或2所述的改进的电主轴密封结构，其特征在于：所述第二竖直圈与第一水平圈相隔形成有弯折的第五间隙通道，所述第二间隙通道的另一端经第五间隙通道向下接通外界。

5.根据权利要求1或2所述的改进的电主轴密封结构，其特征在于：所述第一竖直圈、第一水平圈、第一斜圈一体成型；所述第二竖直圈、第二水平圈、第二斜圈一体成型。

6.采用权利要求1～5任一项权利要求所述改进的电主轴密封结构的轴芯密封装置，其特征在于：包括所述电主轴密封结构、轴芯组件、轴承、轴承座和固定组件，轴芯组件穿接于轴承座，轴承的外环固定于轴承座，轴承的内环固定套装于轴芯组件，电主轴密封结构的轴承内环顶圈固定套装于轴芯组件，且该轴承内环顶圈的后端与轴承的内环相顶压，电主轴密封结构的轴承外环顶圈固定于轴承座且该轴承外环顶圈的后端与轴承的外环相顶压；固定组件分别顶压于轴承内环顶圈的前端以及轴承外环顶圈的前端。

7.根据权利要求6所述的轴芯密封装置，其特征在于：所述固定组件包括第一固定件和第二固定件，第一固定件固定于轴芯组件并顶压于轴承内环顶圈的前端，第二固定件固定于轴承座并顶压于轴承外环顶圈的前端。

8.根据权利要求7所述的轴芯密封装置，其特征在于：所述第一固定件包括螺母，对应地，所述轴芯组件的外周开有与该螺母螺接的外螺纹。

9.根据权利要求8所述的轴芯密封装置，其特征在于：所述螺母的外周表面设有环形槽，该环形槽的槽口方向与螺母的中心轴线方向平行；所述第二固定件包括环形的轴承压盖，该轴承压盖固定于轴承座的前端，轴承压盖的内圈伸出有挡环，该挡环的延伸方向与轴承压盖的中心轴线方向平行，该挡环伸入环形槽并与该环形槽间隙配合。

10.根据权利要求9所述的轴芯密封装置，其特征在于：所述轴承压盖的前端固定扣压有防尘盖环，该防尘盖环的环口与轴芯组件间隙配合。