CN107504190B - 一种卧式主轴密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式主轴密封装置，包括轴芯、轴承、壳体、前端盖和轴芯盖，轴承的外环固定安装于所述壳体内壁，前端盖一端固定安装于壳体一端，并与壳体的端面相顶压，轴芯盖固定安装于轴芯的一端，轴芯依次穿接轴承的内环、前端盖和轴芯盖；前端盖的内壁面与轴芯的外壁面相隔形成第一间隙通道，轴芯盖与前端盖相隔形成第二间隙通道，第一间隙通道一端与第二间隙通道一端连通，形成弯折的第一密封通道；前端盖的外壁面开设有环形导流凹槽，第二间隙通道与环形导流凹槽连通；该装置能保证在卧式主轴没旋转或是气源未供应时，卧式主轴仍然能够保持良好的密封效果。

Description

一种卧式主轴密封装置

技术领域

本发明涉及主轴密封的技术领域，尤其涉及一种卧式主轴密封装置。

背景技术

主轴安装在各种不同的机床上，用于对各种零件的加工，然而在零件加工的过程中，需要喷射切削液对刀具和零件进行降温、润滑，同时在此过程中也会产生铁屑等污物，而主轴内部某些零件的配合精度要求非常的高，如有切削液或是切屑等污物进入，会缩短主轴内部零件的使用寿命，严重会导致设备损坏。

主轴按放置方式主要分为两种：一种是立式主轴，另一种是卧式主轴；针对卧式主轴的密封方式有两种：一种是迷宫密封，另一种是气源密封；这些密封方式在使用中存在以下问题：

迷宫密封：主轴在旋转前如先打开切削液，由于主轴没旋转，因此切削液容易慢慢渗入迷宫密封的结构，最后渗入到主轴内部，造成主轴内零部件的损坏；气源密封：主轴旋转时，如无法接通气源，则同样也无法保证主轴的密封；无论迷宫密封还是气源密封，在轴芯未旋转或是未接气源时，均无法起到密封作用，切削液都可能通过缝隙进入系统内部，主轴的密封效果得不到保证。

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卧式主轴密封装置，其能在无气源工况或是主轴在静止状态下，保证密封效果。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种卧式主轴密封装置，包括轴芯、轴承、壳体、前端盖和轴芯盖，所述轴承的外环固定安装于所述壳体内壁，所述前端盖一端固定安装于所述壳体一端，并与所述壳体的端面相顶压，所述轴芯盖固定安装于所述轴芯的一端，所述轴芯依次穿接所述轴承的内环、前端盖和轴芯盖；

所述前端盖的内壁面与所述轴芯的外壁面相隔形成第一间隙通道，所述轴芯盖与所述前端盖相隔形成第二间隙通道，所述第一间隙通道一端与所述第二间隙通道一端连通，形成弯折的第一密封通道；

所述前端盖的外壁面开设有环形导流凹槽，所述第二间隙通道与所述环形导流凹槽连通。

进一步地，所述壳体开设有第一气体通道，所述前端盖开设有第二气体通道，所述第一气体通道与所述第二气体通道连通，所述第二气体通道与所述第一间隙通道连通。

进一步地，所述轴芯的外壁面开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽与所述前端盖相隔形成第一均压腔；所述前端盖的内壁开设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽与所述轴芯盖相隔形成第二均压腔；所述前端盖的外壁开设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽与所述轴芯盖相隔形成第三均压腔；所述第一均压腔与所述第二气体通道连通，所述第二均压腔通过所述第一间隙通道与所述第一均压腔连通，所述第三均压腔通过所述第二间隙通道与所述第二均压腔连通。

进一步地，所述卧式主轴密封装置还包括密封环组件，所述密封环组件包括第一密封环和第二密封环，所述第一密封环一端与所述壳体一端相顶压，另一端与所述前端盖一端相顶压；所述第二密封环一端与所述轴承端面相顶压，另一端与所述轴芯内端面相顶压；

所述第一密封环的另一端与所述轴芯的内端面相隔形成第三间隙通道；所述第三间隙通道与所述第一间隙通道连通；

所述第一密封环开设有第三气体通道，所述第一气体通道通过所述第三气体通道与所述第二气体通道连通。

进一步地，所述第一密封环包括第一水平圈及与第一水平圈相连且向外延伸的第一竖直圈，所述第一竖直圈内壁开有第四环形凹槽；

所述第二密封环包括第二水平圈及与第二水平圈相连且向内延伸的第二竖直圈；所述第二竖直圈外壁开有第五环形凹槽；

所述第四环形凹槽与所述第五环形凹槽相对形成导流排液腔，所述第一竖直圈与所述第二竖直圈相隔形成第四间隙通道，所述第一水平圈与所述第二竖直圈相隔形成第五间隙通道，所述第一水平圈与所述第二水平圈相隔形成第六间隙通道；

所述第四间隙通道、第五间隙通道和第六间隙通道依次连通，所述第四间隙通道与所述导流排液腔连通；所述第三间隙通道一端与所述第一间隙通道连通，另一端与第四间隙通道连通。

进一步地，所述第一竖直圈沿第一竖直圈径向贯通有排液孔，所述第五环形凹槽与所述排液孔连通。

进一步地，所述第一水平圈开设有环形插槽，所述第二竖直圈固接有环形插圈，所述环形插圈插接于所述环形插槽，并相隔形成第七间隙通道；所述第四间隙通道、第七间隙通道、第五间隙通道和第六间隙通道依次连通，形成弯折的第二密封通道。

进一步地，所述第一水平圈与所述第一竖直圈一体成型；所述第二水平圈、第二竖直圈和环形插圈一体成型。

进一步地，所述第四环形凹槽的轴向长度和所述第五环形凹槽的轴向长度沿槽顶至槽底的方向逐渐缩小。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：在使用该种卧式主轴密封装置时，在卧式主轴没旋转时，喷射切削液，由于前端盖的外壁面开设有环形导流凹槽，因此喷到环形导流凹槽位置的切削液在重力的作用下，沿环形导流凹槽流走，阻止切削液流入卧式主轴，从而保证在卧式主轴没旋转或是没有采用气源密封的方式进行密封时，卧式主轴仍然能够保持密封效果；同时第一间隙通道与第二间隙通道连通形成弯折的第一密封通道，进一步加强了卧式主轴的密封效果。

附图说明

图1为本发明一种卧式主轴密封装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为密封组件的纵切剖面图。

图中：1、轴芯；10、第一环形凹槽；101、第一均压腔；2、轴承；3、壳体；30、第一气体通道；4、前端盖；40、第一间隙通道；41、第二间隙通道；42、环形导流凹槽；43、第二气体通道；44、第二环形凹槽；441、第二均压腔；45、第三环形凹槽；451、第三均压腔；5、轴芯盖；6、密封环组件；61、第一密封环；611、第三间隙通道；612、第三气体通道；613、第一水平圈；6131、第五间隙通道；6132、第六间隙通道；6133、环形插槽；614、第一竖直圈；6141、第四环形凹槽；6142、第四间隙通道；6143、排液孔；62、第二密封环；621、第二水平圈；622、第二竖直圈；6221、第五环形凹槽；6222、环形插圈；7、导流排液腔；8、第七间隙通道。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-2所示，一种卧式主轴密封装置，包括轴芯1、轴承2、壳体3、前端盖4和轴芯盖5，轴承2的外环固定安装于所述壳体3内壁，前端盖4一端固定安装于壳体3一端，并与壳体3的端面相顶压，轴芯盖5固定安装于轴芯1的一端，轴芯1依次穿接轴承2的内环、前端盖4和轴芯盖5；

前端盖4的内壁面与轴芯1的外壁面相隔形成第一间隙通道40，轴芯盖5与前端盖4相隔形成第二间隙通道41，第一间隙通道40一端与第二间隙通道41一端连通，形成弯折的第一密封通道；

前端盖4的外壁面开设有环形导流凹槽42，第二间隙通道41与环形导流凹槽42连通。

在上述结构的基础上，在使用该种卧式主轴密封装置时，在卧式主轴没旋转时，喷射切削液，由于前端盖4的外壁面开设有环形导流凹槽42，因此喷到环形导流凹槽42位置的切削液在重力的作用下，沿环形导流凹槽42流走，阻止切削液流入卧式主轴，从而保证在卧式主轴没旋转或是没有采用气源密封的方式进行密封时，卧式主轴仍然能够保持密封效果；同时第一间隙通道40与第二间隙通道41连通形成弯折的第一密封通道，进一步加强了卧式主轴的密封效果。

进一步地，在本实施例中，壳体3开设有第一气体通道30，前端盖4开设有第二气体通道43，第一气体通道30与第二气体通道43连通，第二气体通道43与第一间隙通道40连通，通过设置气体通道，接入压缩空气，利用压缩空气吹出进入第一间隙通道40的切削液，进一步加强卧式主轴的密封效果。

进一步地，在本实施例中，轴芯1的外壁面开设有第一环形凹槽10，第一环形凹槽10与前端盖4相隔形成第一均压腔101；前端盖4的内壁开设有第二环形凹槽44，第二环形凹槽44与轴芯盖5相隔形成第二均压腔441；前端盖4的外壁开设有第三环形凹槽45，第三环形凹槽45与轴芯盖5相隔形成第三均压腔451；第一均压腔101与第二气体通道43连通，第二均压腔441通过第一间隙通道40与第一均压腔101连通，第三均压腔451通过第二间隙通道41与第二均压腔441连通，通过设置各均压腔，能够使压缩空气以同等的压力通过第一间隙通道40和第二间隙通道41，并在第二间隙通道41与环形导流凹槽42的连接处形成气幕，阻止切削液进入第二间隙通道41，增强卧式主轴的密封效果。

进一步地，如图1-3所示，在本实施例中，该种卧式主轴密封装置还包括密封环组件6，密封环组件6包括第一密封环61和第二密封环62，第一密封环61一端与壳体3一端相顶压，另一端与前端盖4一端相顶压；第二密封环62一端与轴承2端面相顶压，另一端与轴芯1内端面相顶压；通过设置密封环组件6，增加切削液进入卧式主轴的难度。

第一密封环61的另一端与轴芯1的内端面相隔形成第三间隙通道611；第三间隙通道611与第一间隙通道40连通，通过增加间隙通道的长度和曲折性，使切削液更加难以进入卧式主轴。

第一密封环61开设有第三气体通道612，第一气体通道30通过第三气体通道612与第二气体通道43连通，通过设置气体通道，接入压缩空气，利用压缩空气吹出进入第一间隙通道40的切削液，进一步加强卧式主轴的密封效果。

进一步地，在本实施例中，第一密封环61包括第一水平圈613及与第一水平圈613相连且向外延伸的第一竖直圈614，第一竖直圈614内壁开有第四环形凹槽6141；

第二密封环62包括第二水平圈621及与第二水平圈621相连且向内延伸的第二竖直圈622；第二竖直圈622外壁开有第五环形凹槽6221；

第四环形凹槽6141与第五环形凹槽6221相对形成导流排液腔7，第一竖直圈614与第二竖直圈622相隔形成第四间隙通道6142，第一水平圈613与第二竖直圈622相隔形成第五间隙通道6131，第一水平圈613与第二水平圈621相隔形成第六间隙通道6132；通过设置导流排液腔7，可储存部分进入间隙通道的切削液。

第四间隙通道6142、第五间隙通道6131和第六间隙通道6132依次连通，第四间隙通道6142与导流排液腔7连通；第三间隙通道611一端与第一间隙通道40连通，另一端与第四间隙通道6142连通，通过增加间隙通道的长度和曲折性，使切削液更加难以进入主轴。

进一步地，在本实施例中，第一竖直圈614沿第一竖直圈614径向贯通有排液孔6143，第五环形凹槽6221与排液孔6143连通，通过设置排液孔6143，储存在导流排液腔7的切削液在重力作用下便可经排液孔6143流出卧式主轴。

进一步地，在本实施例中，第一水平圈613开设有环形插槽6133，第二竖直圈622固接有环形插圈6222，环形插圈6222插接于环形插槽6133，并相隔形成第七间隙通道8；第四间隙通道6142、第七间隙通道8、第五间隙通道6131和第六间隙通道6132依次连通，形成弯折的第二密封通道，增加间隙通道的长度和曲折性，使切削液更加难以进入主轴，增强主轴的密封效果。

进一步地，在本实施例中，第一水平圈613与第一竖直圈614一体成型；第二水平圈621、第二竖直圈622和环形插圈6222一体成型，以上一体成型的设计可提升密封的稳定性，同时也便于生产加工。

进一步地，在本实施例中，第四环形凹槽6141的轴向长度和第五环形凹槽6221的轴向长度沿槽顶至槽底的方向逐渐缩小，这样设计便于聚集切削液，加快切削液流入排液孔6143，从而加快切削液流出主轴。

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 (4)

1.一种卧式主轴密封装置，其特征在于：包括轴芯、轴承、壳体、前端盖和轴芯盖，所述轴承的外环固定安装于所述壳体内壁，所述前端盖一端固定安装于所述壳体一端，并与所述壳体的端面相顶压，所述轴芯盖固定安装于所述轴芯的一端，所述轴芯依次穿接所述轴承的内环、前端盖和轴芯盖；

所述前端盖的内壁面与所述轴芯的外壁面相隔形成第一间隙通道，所述轴芯盖与所述前端盖相隔形成第二间隙通道，所述第一间隙通道一端与所述第二间隙通道一端连通，形成弯折的第一密封通道；

所述前端盖的外壁面开设有环形导流凹槽，所述第二间隙通道与所述环形导流凹槽连通；

所述壳体开设有第一气体通道，所述前端盖开设有第二气体通道，所述第一气体通道与所述第二气体通道连通，所述第二气体通道与所述第一间隙通道连通；

所述卧式主轴密封装置还包括密封环组件，所述密封环组件包括第一密封环和第二密封环，所述第一密封环一端与所述壳体一端相顶压，另一端与所述前端盖一端相顶压；所述第二密封环一端与所述轴承端面相顶压，另一端与所述轴芯内端面相顶压；

所述第一密封环的另一端与所述轴芯的内端面相隔形成第三间隙通道；所述第三间隙通道与所述第一间隙通道连通；

所述第一密封环开设有第三气体通道，所述第一气体通道通过所述第三气体通道与所述第二气体通道连通;

所述第一密封环包括第一水平圈及与第一水平圈相连且向外延伸的第一竖直圈，所述第一竖直圈内壁开有第四环形凹槽；

所述第二密封环包括第二水平圈及与第二水平圈相连且向内延伸的第二竖直圈；所述第二竖直圈外壁开有第五环形凹槽；

所述第四环形凹槽与所述第五环形凹槽相对形成导流排液腔，所述第一竖直圈与所述第二竖直圈相隔形成第四间隙通道，所述第一水平圈与所述第二竖直圈相隔形成第五间隙通道，所述第一水平圈与所述第二水平圈相隔形成第六间隙通道；

所述第四间隙通道、第五间隙通道和第六间隙通道依次连通，所述第四间隙通道与所述导流排液腔连通；所述第三间隙通道与所述第一间隙通道连通，另一端与第四间隙通道连通；

所述第一竖直圈沿第一竖直圈径向贯通有排液孔，所述第五环形凹槽与所述排液孔连通；

所述第四环形凹槽的轴向长度和所述第五环形凹槽的轴向长度沿槽顶至槽底的方向逐渐缩小。

2.如权利要求1所述的一种卧式主轴密封装置，其特征在于：所述轴芯的外壁面开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽与所述前端盖相隔形成第一均压腔；所述前端盖的内壁开设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽与所述轴芯盖相隔形成第二均压腔；所述前端盖的外壁开设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽与所述轴芯盖相隔形成第三均压腔；所述第一均压腔与所述第二气体通道连通，所述第二均压腔通过所述第一间隙通道与所述第一均压腔连通，所述第三均压腔通过所述第二间隙通道与所述第二均压腔连通。

3.如权利要求1所述的一种卧式主轴密封装置，其特征在于：所述第一水平圈开设有环形插槽，所述第二竖直圈固接有环形插圈，所述环形插圈插接于所述环形插槽，并相隔形成第七间隙通道；所述第四间隙通道、第七间隙通道、第五间隙通道和第六间隙通道依次连通，形成弯折的第二密封通道。

4.如权利要求3所述的一种卧式主轴密封装置，其特征在于：所述第一水平圈与所述第一竖直圈一体成型；所述第二水平圈、第二竖直圈和环形插圈一体成型。