CN107237827A - 一种机床主轴的密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机床领域，具体为一种机床主轴的密封结构。该机构的主轴通过两个轴承固定在轴固定部件上，第一轴承位于主轴的前部外侧，第二轴承位于主轴的后部外侧；第一轴承的前端部安装有轴承外圈轴套和内圈轴套于主轴上，同时内圈轴套和外圈轴套之间形成迷宫密封，内圈轴套的侧面还设有锯齿状环形凹槽；内圈轴套的一侧与外圈轴套之间设置O型圈，内圈轴套的另一侧与密封端盖之间设置V型密封圈，V型密封圈和O型圈通过带螺纹的密封端盖固定在主轴上，密封端盖与主轴通过螺纹连接，密封端盖的径向外侧设置外法兰盘，形成气室。本发明可以防止异物从主轴前端间隙进入，同时能满足主轴轴承冷却的要求前提下，不造成轴承润滑脂的变化。

Description

一种机床主轴的密封结构
技术领域
本发明涉及机床领域，具体为一种机床主轴的密封结构，工件及工具安装在机床主轴上且能够回转。
背景技术
机床主轴的密封要是存在间隙，加工切屑和空气中的悬浮微粒可以通过此间隙进入，致使主轴、轴承或其它零部件发生磨损，影响机床的使用寿命和加工性能；对于磨床类机床来说，大力喷射的冷却液也能经间隙进入，容易稀释甚至带走轴承上的润滑脂，影响轴承的润滑效果。
传统的机床主轴密封，大多数采用迷宫式的密封结构形式，只有单个静态密封圈，远远不能满足磨削类机床的加工需要，尤其是在高压力、大流量的强力成形磨削机床上，传统结构会导致滚动轴承的使用寿命短，设备精度降低，影响机床的正常工作和持久耐用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机床主轴的密封结构，切实防止冷却剂、碎屑和空气中的悬浮微粒等异物从主轴前端间隙进入为目的，同时能满足主轴轴承冷却的要求前提下，不造成轴承润滑脂的变化。
本发明的技术方案是：
一种机床主轴的密封结构，该机构的主轴通过两个轴承固定在轴固定部件上，第一轴承位于主轴的前部外侧，第二轴承位于主轴的后部外侧；第一轴承的前端部安装有轴承外圈轴套和内圈轴套于主轴上，同时内圈轴套和外圈轴套之间形成迷宫密封，内圈轴套的侧面还设有锯齿状环形凹槽；
内圈轴套的一侧与外圈轴套之间设置O型圈，内圈轴套的另一侧与密封端盖之间设置V型密封圈，V型密封圈和O型圈通过带螺纹的密封端盖固定在主轴上，密封端盖与主轴通过螺纹连接，密封端盖的径向外侧设置外法兰盘，由密封端盖、内圈轴套、外圈轴套、V型密封圈、O型圈和外法兰盘形成气室。
所述的机床主轴的密封结构，气室构成主轴前端第一轴承的第一道密封单元，锯齿状环形凹槽构成主轴前端第一轴承的第二道密封单元，迷宫密封构成主轴前端第一轴承的第三道密封单元。
所述的机床主轴的密封结构，第二轴承后端依次设置螺栓部件、长垫片于主轴上，长垫片插设于滑轮中，长垫片通过其径向外侧面与滑轮配合；第二轴承前端依次设置轴套、弹簧和挡圈，挡圈径向与外壳连接，弹簧的作用力经轴套传递至第二轴承和主轴，使主轴压向滑轮。
所述的机床主轴的密封结构，长垫片为径向外侧面带有台阶的筒形结构，长垫片的台阶部分前端面与螺栓部件对应，长垫片的台阶部分后端面与滑轮抵接。
所述的机床主轴的密封结构，长垫片套装于主轴的后部，长垫片利用主轴后端的压片通过螺栓固定，螺栓部件沿着长垫片前方插入于主轴和外壳之间，固定第二轴承内圈；外壳的后端固定着环状部件，环状部件与螺栓部件的后端面压接，通过环状部件从外部阻隔螺栓部件和外壳之间的间隙。
本发明的优点及有益效果是：
本发明主轴通过轴承部件固定在轴固定部件上且能够自由回转，主轴前端是杂物易进入位置。因此，在主轴前端轴承的位置先是采用了机械结构式的迷宫密封，在压轴承的内环端盖(内圈轴套)上有三个锯齿状环形凹槽，构成第二道密封单元，最后还构成一个机械迷宫式气室，从而保证异物不会进入。该多重机床主轴密封结构，大大增强了密封性，从而给机床主轴的高精度运转提供可靠的保证。
附图说明
图1为机床主轴的密封结构示意图。
图中，1.砂轮轴；2.主轴；3.密封端盖；4.V型密封圈；5.外法兰盘；6.内圈轴套；7.O型圈；8.外圈轴套；9.第一轴承；10.轴套；11.外壳；12.挡圈；13.弹簧；14.轴套；15.第二轴承；16.压片；17.滑轮；18.长垫片；19.螺栓部件；20.环状部件；21.气源口。
具体实施方式
如图1所示，本发明机床主轴密封机构，具有砂轮轴1、主轴2、密封端盖3、V型密封圈4、外法兰盘5、内圈轴套6、O型圈7、外圈轴套8、第一轴承9、轴套10、外壳11、挡圈12、弹簧13、轴套14、第二轴承15、压片16、滑轮17、长垫片18、螺栓部件19、环状部件20、气源口21等，具体结构如下：
主轴2的一端设置砂轮轴1，主轴2通过两个轴承(第一轴承9和第二轴承15)固定在外壳11等组成的轴固定部件上，且能够自由回转。第一轴承9位于主轴2的前部外侧，第二轴承15位于主轴2的后部外侧。第一轴承9的前端部安装有轴承外圈轴套8和内圈轴套6于主轴2上，起到固定轴承的内外环作用，同时内圈轴套6和外圈轴套8之间形成一个迷宫密封，内圈轴套6的侧面还设有三个锯齿状环形凹槽，第一轴承9的前端部安装轴套10。
内圈轴套6的一侧与外圈轴套8之间设置O型圈7，内圈轴套6的另一侧与密封端盖3之间设置V型密封圈4，V型密封圈4和O型圈7通过带螺纹的密封端盖3固定在主轴2上，密封端盖3与主轴2通过螺纹连接，密封端盖3的径向外侧设置外法兰盘5，由密封端盖3、内圈轴套6、外圈轴套8、V型密封圈4、O型圈7和外法兰盘5形成一个气室，构成主轴前端第一轴承9的第一道密封单元，密封形式是通过从外壳11上侧的气源口21，经过主轴2上的螺旋结构，把气源(压缩气体)送到V型密封圈4和O型圈7等构成的气室，压缩气体压紧内侧O型圈7形成关闭的密封阀门，推开外侧V型密封圈4形成开启的放气阀门，采用这样的密封方法能使密封防护区的内侧密封关闭更严实，同时外侧的放气阀门有压缩气流形成的无形屏障，阻止外界的异物进入密封防护区。
在经过第一道密封单元时，如果还有少量冷却液或磨屑等不慎进入，则其首先会遇到内圈轴套6上设置的三个锯齿状环形凹槽，这三个锯齿状环形凹槽可以起到有效滞留冷却液或磨屑，并通过从外壳11进入的气流排出密封装置，构成主轴前端第一轴承9的第二道密封单元。如果仍有少量冷却液或磨屑等通过第一道密封单元、第二道密封单元，则会遇到由内圈轴套6和外圈轴套8之间形成的机械式迷宫密封，此迷宫密封将再次阻拦冷却液或磨屑等靠近第一轴承9，这构成主轴前端第一轴承9的第三道密封单元。
第二轴承15后端依次设置螺栓部件19、长垫片18于主轴2上，长垫片18插设于滑轮17中，长垫片18通过其径向外侧面与滑轮17配合。长垫片18为径向外侧面带有台阶的筒形结构，长垫片18的台阶部分前端面与螺栓部件19对应，长垫片18的台阶部分后端面与滑轮17抵接。长垫片18套装于主轴2的后部，长垫片18利用主轴2后端的压片16通过螺栓固定，螺栓部件19沿着长垫片18前方插入于主轴2和外壳11之间，固定第二轴承15内圈；外壳11的后端固定着环状部件20，环状部件20与螺栓部件19的后端面压接，通过环状部件20从外部阻隔螺栓部件19和外壳11之间的间隙；第二轴承15前端依次设置轴套14、弹簧13和挡圈12等，挡圈12径向与外壳11连接，弹簧13的作用力，经轴套14传递至第二轴承15和主轴2，将主轴2压向滑轮17。
主轴后端第二轴承15的密封也是压缩气体从外壳11上侧进入，通过主轴2上的螺旋结构，气体进入螺栓部件19，从长垫片18和环状部件20的间隙喷出，有效阻止异物进入，由于主轴2后端不处于加工区域，冷却液或磨屑等相对较少，因此密封不用与主轴前端第一轴承9的密封一致。

Claims (5)

1.一种机床主轴的密封结构，其特征在于，该机构的主轴通过两个轴承固定在轴固定部件上，第一轴承位于主轴的前部外侧，第二轴承位于主轴的后部外侧；第一轴承的前端部安装有轴承外圈轴套和内圈轴套于主轴上，同时内圈轴套和外圈轴套之间形成迷宫密封，内圈轴套的侧面还设有锯齿状环形凹槽；
内圈轴套的一侧与外圈轴套之间设置O型圈，内圈轴套的另一侧与密封端盖之间设置V型密封圈，V型密封圈和O型圈通过带螺纹的密封端盖固定在主轴上，密封端盖与主轴通过螺纹连接，密封端盖的径向外侧设置外法兰盘，由密封端盖、内圈轴套、外圈轴套、V型密封圈、O型圈和外法兰盘形成气室。
2.按照权利要求1所述的机床主轴的密封结构，其特征在于，气室构成主轴前端第一轴承的第一道密封单元，锯齿状环形凹槽构成主轴前端第一轴承的第二道密封单元，迷宫密封构成主轴前端第一轴承的第三道密封单元。
3.按照权利要求1所述的机床主轴的密封结构，其特征在于，第二轴承后端依次设置螺栓部件、长垫片于主轴上，长垫片插设于滑轮中，长垫片通过其径向外侧面与滑轮配合；第二轴承前端依次设置轴套、弹簧和挡圈，挡圈径向与外壳连接，弹簧的作用力经轴套传递至第二轴承和主轴，使主轴压向滑轮。
4.按照权利要求3所述的机床主轴的密封结构，其特征在于，长垫片为径向外侧面带有台阶的筒形结构，长垫片的台阶部分前端面与螺栓部件对应，长垫片的台阶部分后端面与滑轮抵接。
5.按照权利要求3所述的机床主轴的密封结构，其特征在于，长垫片套装于主轴的后部，长垫片利用主轴后端的压片通过螺栓固定，螺栓部件沿着长垫片前方插入于主轴和外壳之间，固定第二轴承内圈；外壳的后端固定着环状部件，环状部件与螺栓部件的后端面压接，通过环状部件从外部阻隔螺栓部件和外壳之间的间隙。
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