CN107956877B - 一种用于轴端的密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轴端的密封结构，包括轴芯；轴承压盖，轴承压盖的端部形成为活动腔；轴承压盖上设有进气通道，进气通道与活动腔连通；第一密封件，第一密封件设于活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；第一密封件套装于轴芯的外表面并轴承的端面密封配合；第二密封件，第二密封件设于活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；第二密封件套装于轴芯外表面并可向着靠近或者远离第一密封件运动；活动座，活动座套装于轴芯外表面；活动座的一端形成为密封端，密封端的外壁与活动腔的内壁密封配合；第一弹性部件，用于提供使密封端向着靠近第二密封件运动的第一弹性应力；第二弹性部件，用于提供使第二密封件向着靠近第一密封件运动的第二弹性应力。本发明其可实现第二密封件与第一密封件自动贴合或脱离。

Description

一种用于轴端的密封结构

技术领域

本发明涉及一种用于轴端的密封结构。

背景技术

防尘密封技术是电主轴设计过程的核心技术之一，综合多行业主轴设计理念和市场发展需求主要分为接触式和非接触式两种，接触式密封优点是可密封压力较大液体介质，缺点是密封件有磨损、寿命受限；非接触式密封普遍采用气密封结构，优点是无摩擦，适用于高转速主轴的密封，缺点是客户端必须提供气源，长期使用耗气量较大，给客户增加额外的制造成本；随着主轴市场竞争愈演愈烈，防尘密封技术已成为客户优先主轴的重要依据之一。

市场调研发现，客户端不能提供气源的占有一定的比例，不能提供合格气源(指空气洁净度)的也占有一定比例；另外终端客户都在缩减制造成本、节能减排，行业发展也倡导绿色产品设计，因此具有气密封结构的电主轴已经不能完全符合客户的需求。

调研还发现具有接触式密封主轴，目前客户端通过频繁启停主轴减少密封环磨损时间，延长密封环使用寿命，同时还要周期性更换密封环，给客户的生产效率造成极大影响，客户需求急需改善。

综上所述，现有密封技术的缺陷已影响到主轴行业的发展，在市场竞争激烈的当下，研究出一种符合客户真正需求的防尘密封技术颇为重要。

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用于轴端的密封结构，其可实现第二密封件与第一密封件自动贴合或脱离，有效减少第二密封件和第一密封件的磨损量。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种用于轴端的密封结构，包括，

通过轴承枢接于轴承座内的轴芯；

轴承压盖，所述轴承压盖套装于轴承外表面并与轴承座固接；轴承压盖的端部形成为活动腔；轴承压盖上设有进气通道，进气通道与活动腔连通；

第一密封件，第一密封件设于活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；第一密封件套装于所述轴芯的外表面并与轴承的端面密封配合；

第二密封件，第二密封件位于第一密封件远离轴承的端部；第二密封件设于所述活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；所述第二密封件套装于轴芯外表面并可向着靠近或者远离第一密封件运动；所述第二密封件用于在向着靠近第一密封件运动时与第一密封件密封配合；

活动座，活动座套装于轴芯外表面；活动座的一端形成为密封端，该密封端穿接于活动腔内；密封端的外壁与活动腔的内壁密封配合；密封端可沿轴芯的轴线向着靠近或者远离第二密封件运动；

第一弹性部件，第一弹性部件设于活动座远离第二密封件的端部并用于提供使密封端向着靠近第二密封件运动的第一弹性应力；

第二弹性部件，第二弹性部件夹持于第二密封件与密封端之间并用于提供使第二密封件向着靠近第一密封件运动的第二弹性应力；第二弹性部件与所述密封端固定连接。

进一步地，第二密封件靠近轴承第一密封件的端部设有第一密封锥面，第一密封件远离轴承的端部设有第二密封锥面，第二密封锥面用于与第一密封锥面密封配合。

进一步地，所述轴承压盖上设有第一套装部以及第二套装部，所述第二套装部位于第一套装部的内侧；第一套装部的内壁与第二套装部的外壁间隔形成进气腔；第二套装部的内侧形成为密封腔；所述第一密封件以及第二密封件均设于密封腔内并与密封腔的内壁密封配合；所述密封端设有向着进气腔延伸的延伸部；延伸部与进气腔的内壁密封配合；进气通道与进气腔连通；进气腔与密封腔共同形成所述活动腔。

进一步地，所述第二密封件与密封腔的内壁之间夹持有第一密封圈。

进一步地，所述延伸部的外壁套装有用于与进气腔的内壁密封配合的第二密封圈。

进一步地，所述第二套装部上套装有用于与延伸部的外壁密封配合的第三密封圈。

进一步地，该用于轴端的密封结构还包括固定座，所述固定座固设于活动座远离轴承的一端，所述第一弹性部件夹持于固定座与活动座之间。

进一步地，所述第二密封件靠近活动座的端面设有凹槽，所述活动座上设有凸台；所述凸台用于卡接于所述凹槽内。相比现有技术，本发明的有益效果在于：其工况需要密封时，机床控制系统切断进气，第二密封件可在第二弹性部件以及第一弹性部件的共同作用下向着第一密封件运动，并与第一密封件形成密封结构，密封效果后。而工况不需要密封时，机床控制系统接通进气，可通过进气通道对活动腔吹气，使活动座远离第二密封件运动，第二弹性部件施加于第二密封件的第二弹性应力便可失效，如此第二密封件和第一密封件脱离，使第一密封件和第二密封件无磨损；如此，通过改变第二密封件和第一密封件接触状态，延长密封件使用寿命，同时也能达到防尘密封效果；此外，还可减少气源的使用，节约成本。

附图说明

图1为本发明的分解结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为图2中的A处放大结构示意图；

图4为本发明的轴承压盖的结构示意图。

图中：100、轴芯；10、轴承座；20、轴承；30、第一密封件；31、第二密封锥面；40、第二密封件；41、第一密封锥面；50、第二弹性部件；60、轴承压盖；61、进气通道；62、进气腔；63、密封腔；64、第一套装部；65、第二套装部；70、活动座；80、第一弹性部件；90、固定座。

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1-4所示的一种用于轴端的密封结构，包括轴芯100、轴承压盖60、第一密封件30、第二密封件40、活动座70、第一弹性部件80以及第二弹性部件50。具体轴芯100可通过轴承20枢接在机体的轴承座10上，轴承压盖60套装于轴承20外表面并与轴承座10固接；轴承压盖60的端部形成为活动腔；轴承压盖60上设有进气通道61，进气通道61与活动腔连通；第一密封件30设于活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；第一密封件30套装于轴芯100的外表面并轴承20的端面密封配合；第二密封件40位于第一密封件30远离轴承20的端部；第二密封件40设于活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；第二密封件40套装于轴芯100外表面并可向着靠近或者远离第一密封件30运动；第二密封件40用于在向着靠近第一密封件30运动时与第一密封件30密封配合。

另外，上述活动座70套装于轴芯100外表面，活动座70的一端形成为密封端，该密封端穿接于活动腔内；密封端的外壁与活动腔的内壁密封配合；密封端可沿轴芯100的轴线向着靠近或者远离第二密封件40运动。第一弹性部件80设于活动座70远离第二密封件40的端部，且第一弹性部件80用于提供使密封端向着靠近第二密封件40运动的第一弹性应力；第二弹性部件50夹持于第二密封件40与密封端之间并用于提供使第二密封件40向着靠近第一密封件30运动的第二弹性应力；第二弹性部件50与密封端固定连接。

在上述结构基础上，在使用本发明的密封结构时，可将轴芯100的端部通过轴承20枢接在机体的轴承座10上，轴承压盖60可套装于轴承20外部并与轴承座10固接，第一密封件30、第二密封件40、活动座70、第二弹性部件50以及第一弹性部件80依次远离轴承20安装并形成轴端密封结构，在轴芯100转动时，第一弹性部件80可提供第一弹性应力，使活动座70向着靠近第二密封件40运动，进而使活动座70的密封端压紧第二弹性部件50，使第二弹性部件50可提供第二弹性应力使第二密封件40与第一密封件30贴合，形成稳定的密封结构。在不使用轴芯100时，则可通过进气通道61，在活动腔内通入气体，由于第二密封件40、第一密封件30、活动座70的密封端均与轴芯100密封配合，使活动腔内呈密封状态，因而在气体进入活动腔时，活动座70的密封端可在气压的推力下向着远离第二密封件40运动，从而带动第二弹性部件50远离第二密封件40，因而第二弹性部件50施加于第二密封件40的第二弹性应力便可失效，如此第二密封件40和第一密封件30脱离，防尘功能失效，使第一密封件30和第二密封件40无磨损。

当然，需要说明的是，在轴芯100重新使用的时候，再将气源断开，活动座70便可在第一弹性部件80的作用下复位，重新形成密封结构。如此，通过改变第二密封件40和第一密封件30接触状态，延长密封件使用寿命，同时也能达到防尘密封效果；此外，还可减少气源的使用，节约成本。另外，本发明中的第一密封件可选用现有主轴密封结构中常用的轴承内环压盖，而第二密封件则可选用现有技术中静密封环。且上述的轴承压盖60、第一密封件30、第二密封件40、活动座70、第一弹性部件80以及第二弹性部件50可共同形成为一个微型活塞结构，活动的第二密封件40相当于活塞，活动腔相当于活塞腔。

进一步地，可在第二密封件40靠近轴承20第一密封件30的端部设有第一密封锥面41，对应的在第一密封件30远离轴承20的端部设有第二密封锥面31，如此，在第二密封件40向着靠近第一密封件30运动时，第二密封锥面31可与第一密封锥面41密封配合，采用锥面设计，可提高第二密封件40与第一密封件30的接触质量，防尘效果更佳。

进一步地，在本实施例中，参见图1以及图4，上述的轴承压盖60上具体可设有第一套装部64以及第二套装部65，使第二套装部65位于第一套装部64的内侧。上述第一套装部64的内壁与第二套装部65的外壁可间隔形成进气腔62，而第二套装部65的内侧形成为密封腔63，在此结构基础上，上述的第一密封件30以及第二密封件40均可设于密封腔63内并与密封腔63的内壁密封配合。此外，在上述的密封端设有向着进气腔62延伸的延伸部，使延伸部与进气腔62的内壁密封配合，进气通道61与进气腔62连通，进气腔62与密封腔63共同形成活动腔。

如此，可通过在进气腔62内通气，使气压集中施加在延伸至进气腔62的延伸部上，即在同样的气压情况下，活动座70更容易被推动，使资源得到更好的利用。当然，在活动腔为一体的情况下，在活动腔内导入较多的气体也能实现将其推动。

进一步地，第二密封件40与密封腔63的内壁之间夹持有第一密封圈，延伸部的外壁套装有用于与进气腔62的内壁密封配合的第二密封圈，第二套装部65上套装有用于与延伸部的外壁密封配合的第三密封圈；如此，可使活动腔与轴线、密封端形成密封结构，密封效果较好。

进一步地，该用于轴端的密封结构还可包括固定座90，该固定座90固设于活动座70远离轴承20的一端，第一弹性部件80夹持于固定座90与活动座70之间，如此，便于第一弹性部件80的安装。在没有固定座90的情况下，可直接在轴端设置台阶面，同样也能实现第一弹性部件80安装。

进一步地，可在第二密封件40靠近活动座70的端面设有凹槽，对应的，在活动座70上设有凸台，凸台卡接于凹槽内，防止第二密封件40在第一密封件30转动摩擦力作用下而转动，造成结构损坏。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 (1)

1.一种用于轴端的密封结构，其特征在于：包括，

通过轴承枢接于轴承座内的轴芯；

轴承压盖，所述轴承压盖套装于轴承外表面并与轴承座固接；轴承压盖的端部形成为活动腔；轴承压盖上设有进气通道，进气通道与活动腔连通；

第一密封件，第一密封件设于活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；第一密封件套装于所述轴芯的外表面并与轴承的端面密封配合；

第二密封件，第二密封件位于第一密封件远离轴承的端部；第二密封件设于所述活动腔内并与活动腔的内壁密封配合；所述第二密封件套装于轴芯外表面并可向着靠近或者远离第一密封件运动；所述第二密封件用于在向着靠近第一密封件运动时与第一密封件密封配合；

活动座，活动座套装于轴芯外表面并与活动座的一端形成为密封端，该密封端穿接于活动腔内；密封端的外壁与活动腔的内壁密封配合；密封端可沿轴芯的轴线向着靠近或者远离第二密封件运动；

第一弹性部件，第一弹性部件设于活动座远离第二密封件的端部并用于提供使密封端向着靠近第二密封件运动的第一弹性应力；

第二弹性部件，第二弹性部件夹持于第二密封件与密封端之间并用于提供使第二密封件向着靠近第一密封件运动的第二弹性应力；第二弹性部件与所述密封端固定连接；

第二密封件靠近轴承第一密封件的端部设有第一密封锥面，第一密封件远离轴承的端部设有第二密封锥面，第二密封锥面用于与第一密封锥面密封配合；

所述轴承压盖上设有第一套装部以及第二套装部，所述第二套装部位于第一套装部的内侧；第一套装部的内壁与第二套装部的外壁间隔形成进气腔；第二套装部的内侧形成为密封腔；所述第一密封件以及第二密封件均设于密封腔内并与密封腔的内壁密封配合；所述密封端设有向着进气腔延伸的延伸部；延伸部与进气腔的内壁密封配合；进气通道与进气腔连通；进气腔与密封腔共同形成所述活动腔；

所述第二密封件与密封腔的内壁之间夹持有第一密封圈；

所述延伸部的外壁套装有用于与进气腔的内壁密封配合的第二密封圈；

所述第二套装部上套装有用于与延伸部的外壁密封配合的第三密封圈；

该用于轴端的密封结构还包括固定座，所述固定座固设于活动座远离轴承的一端，所述第一弹性部件夹持于固定座与活动座之间；

所述第二密封件靠近活动座的端面设有凹槽，所述活动座上设有凸台；所述凸台用于卡接于所述凹槽内。