CN112943934B - 一种机床主轴前端密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机床主轴前端密封结构，属于机械技术领域。本发明包括与主轴转动连接的筒形基座，主轴前端固定有筒体，筒体上设有环形槽，基座前端延伸至环形槽内，基座与环形槽形成轴向截面呈“凵”形的曲折通道；主轴前端外侧壁上设有环状安装槽，安装槽内固定有环状密封单元，密封单元由沿主轴轴向依次堆叠的环体组成，环体具有弹性且具备开口，相邻两环体开口错开，环体外壁与基座内壁贴在一起，处于首尾的两环体分别紧压在安装槽两槽壁上形成密封；筒体和主轴之间构成一个环状气槽，曲折通道连通气槽，主轴和基座之间构成用于连通气槽和安装槽的环形间隙，基座外固定有送风机，基座内设有连通送风机出口和气槽的气道。本发明寿命长。

Description

一种机床主轴前端密封结构
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种机床主轴密封结构，特别是一种机床主轴前端密封结构。
背景技术
机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴，刀具在切削工件时需要通过冷却液对切削位置进行冷却，且为避免冷却液飞溅通过主轴前端进入到主轴箱内，现有的做法一般是在主轴前端设置油封式密封。
在实际使用时，油封在主轴高速运行下容易成型磨损，导致其无法很好阻挡雾化后的冷却液，密封效果随时间推移存在较为明显的减弱。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种寿命长且密封效果好的机床主轴前端密封结构。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种机床主轴前端密封结构，包括与主轴转动连接的筒形基座，其特征在于，主轴前端套有筒体，且筒体和主轴密封固连，筒体上设有与其同轴的环形槽，基座前端延伸至环形槽内，基座与环形槽间隙配合以形成轴向截面呈“凵”形的曲折通道；主轴前端外侧壁上设有与主轴同轴且呈环状的安装槽，安装槽内固定有呈环状的密封单元，密封单元由沿主轴轴向依次堆叠的环体组成，环体具有弹性且具备开口，且相邻两环体的开口错开设置，环体的外侧壁与基座的内侧壁均为圆周面且两者贴在一起，安装槽包括沿主轴轴向分布的两槽壁，且处于首尾的两环体分别紧压在两槽壁上形成密封；筒体和主轴之间构成一个气槽，气槽呈环状并与主轴同轴，气槽位于曲折通道和安装槽之间，曲折通道连通气槽，且主轴和基座之间构成用于连通气槽和安装槽的环形间隙，基座外固定有送风机，基座内设有连通送风机出口和气槽的气道。
使用时，曲折通道用于阻挡冷却液水粒；密封单元随主轴运转，产生类似发动机活塞环式效果以形成涡旋式气流，有效地阻挡水雾的入侵；送风机通过气道往气槽内送气，一部分气体排入曲折通道以形成一股向外推动的作用力，可有效阻挡水雾进入到曲折通道内，加强本结构的密封性能，另一部分气体经环形间隙排入安装槽，以加快冷却单元的冷却速度，延缓环体的磨损速度，来延长寿命。
在上述的机床主轴前端密封结构中，上述的气槽的轴向截面呈V形，且气槽的两内侧壁分别延伸至环形间隙和曲折通道处，以引导排入气槽内的气体更快进入到曲折通道和环形间隙内，来提高密封效果和寿命。
在上述的机床主轴前端密封结构中，安装槽的其中一个槽壁沿主轴轴向设置有安装孔，安装孔有多个并沿主轴周向均布，每个安装孔内均轴向设置有弹簧，弹簧一端抵压在对应的环体上，弹簧另一端抵压在安装孔内壁上。弹簧既施力在密封单元上使其更贴紧安装槽槽壁形成更好密封，又可通过弹力缓冲密封单元受力防止其发生窜动，以进一步提高密封效果。
在上述的机床主轴前端密封结构中，密封单元位于弹簧和筒体之间，即弹簧处于密封单元后侧，使处于最前侧的环体紧压在安装槽槽壁上，进一步阻挡水雾进入。
在上述的机床主轴前端密封结构中，筒体和主轴螺纹连接，且筒体后端面抵压在主轴外壁上，以限制筒体安装位置，使曲折通道一次性成型。
在上述的机床主轴前端密封结构中，筒体的内侧壁上开设有定位槽，定位槽呈环状并与筒体同轴，定位槽内设有o形圈，且o形圈的内周面与主轴外侧壁相抵，有效加强主轴和筒体之间的密封效果。
在上述的机床主轴前端密封结构中，基座包括同轴设置且均呈筒状的基体和支撑体，支撑体设于基体前侧且两者通过螺栓可拆卸固连，主轴与基体转动连接，支撑体与筒体之间构成上述的曲折通道，且环体与支撑体接触形成密封。采用上述设计，在卸下支撑体和环体后，安装槽完全暴露在外，便于密封单元的更换。
在上述的机床主轴前端密封结构中，曲折通道的宽度为0.1mm～0.3mm。
与现有技术相比，本机床主轴前端密封结构具有以下优点：
1、使用时，曲折通道用于阻挡冷却液水粒；密封单元随主轴运转，产生类似发动机活塞环式效果以形成涡旋式气流，有效地阻挡水雾的入侵；送风机通过气道往气槽内送气，一部分气体排入曲折通道以形成一股向外推动的作用力，可有效阻挡水雾进入到曲折通道内，加强本结构的密封性能，另一部分气体经环形间隙排入安装槽，以加快冷却单元的冷却速度，延缓环体的磨损速度，来延长寿命。
2、弹簧既施力在密封单元上使其更贴紧安装槽槽壁形成更好密封，又可通过弹力缓冲密封单元受力防止其发生窜动，以进一步提高密封效果。
附图说明
图1是本机床主轴前端密封结构的示意图。
图2是图1中A处的放大结构示意图。
图3是图1中B处的放大结构示意图。
图4是相邻两环体的位置结构示意图。
图中，1、主轴；2、基座；2a、基体；2b、支撑体；2b1、气道；3、轴承；4、螺栓；5、筒体；6、o形圈；7、曲折通道；8、环体；9、气槽；10、环形间隙；11、送风机；12、弹簧。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本机床主轴1前端密封结构包括套在主轴1外且呈筒状的基座2，且基座2通过轴承3与主轴1转动连接。在本实施例中，基座2包括同轴设置且均呈筒状的基体2a和支撑体2b，支撑体2b设于基体2a前侧且两者通过多根螺栓4可拆卸固连，主轴1通过轴承3与基体2a转动连接。
具体来说，主轴1前端套有筒体5，且筒体5和主轴1密封固连。在本实施例中，筒体5和主轴1的连接方式如下：筒体5和主轴1螺纹连接，且筒体5后端面抵压在主轴1外壁上，以限制筒体5安装位置；进一步说明，筒体5的内侧壁上开设有定位槽，定位槽呈环状并与筒体5同轴，定位槽内设有o形圈6，且o形圈6的内周面与主轴1外侧壁相抵，有效加强主轴1和筒体5之间的密封效果。自然，在不考虑筒体5和主轴1可拆卸的前提下，筒体5和主轴1也可采用焊接方式密封固连。
如图1和图2所示，筒体5上设有与其同轴的环形槽，且环形槽的槽口朝后设置。支撑体2b前端延伸至环形槽内，支撑体2b与环形槽间隙配合以形成轴向截面呈“凵”形的曲折通道7，曲折通道7的宽度为0.1mm～0.3mm，且优选这一宽度为0.15mm。主轴1前端外侧壁上设有与主轴1同轴且呈环状的安装槽，安装槽包括沿主轴1轴向分布的两槽壁。如图3和图4所示，安装槽内固定有呈环状的密封单元，密封单元由沿主轴1轴向依次堆叠的环体8组成，环体8具有弹性且具备开口，相邻两环体8的开口错开设置。实际产品中，优选环体8采用不锈钢材料制成。其中，环体8的外侧壁与支撑体2b的内侧壁均为圆周面且两者贴在一起，且处于首尾的两环体8分别紧压在两槽壁上形成密封，此时，整个密封单元卡紧定位在安装槽内。筒体5和主轴1之间构成一个气槽9，气槽9呈环状并与主轴1同轴，气槽9位于曲折通道7和安装槽之间，曲折通道7连通气槽9，且主轴1和支撑体2b之间构成用于连通气槽9和安装槽的环形间隙10。基座2外固定有送风机11，支撑体2b内设有连通送风机11出口和气槽9的气道2b1。优选气道2b1呈直条状且长度延伸方向与主轴1轴向垂直。
进一步说明，气槽9的轴向截面呈V形，且气槽9的两内侧壁分别延伸至环形间隙10和曲折通道7处，以引导排入气槽9内的气体更快进入到曲折通道7和环形间隙10内，来提高密封效果和寿命。安装槽的其中一个槽壁沿主轴1轴向设置有安装孔，安装孔有多个并沿主轴1周向均布，每个安装孔内均轴向设置有弹簧12，弹簧12一端抵压在对应的环体8上，弹簧12另一端抵压在安装孔内壁上。弹簧12既施力在密封单元上使其更贴紧安装槽槽壁形成更好密封，又可通过弹力缓冲密封单元受力防止其发生窜动，以进一步提高密封效果。优选密封单元位于弹簧12和筒体5之间，即弹簧12处于密封单元后侧，使处于最前侧的环体8紧压在安装槽槽壁上，进一步阻挡水雾进入。
在本实施例中，安装孔为盲孔，且弹簧12远离密封单元的一端紧压在安装孔底壁上；安装孔的数量为4个。
使用时，曲折通道7用于阻挡冷却液水粒；密封单元随主轴1运转，产生类似发动机活塞环式效果以形成涡旋式气流，有效地阻挡水雾的入侵；送风机11通过气道2b1往气槽9内送气，一部分气体排入曲折通道7以形成一股向外推动的作用力，可有效阻挡水雾进入到曲折通道7内，加强本结构的密封性能，另一部分气体经环形间隙10排入安装槽，以加快冷却单元的冷却速度，延缓环体8的磨损速度，来延长寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种机床主轴前端密封结构，包括与主轴转动连接的筒形基座，其特征在于，主轴前端套有筒体，且筒体和主轴密封固连，筒体上设有与其同轴的环形槽，基座前端延伸至环形槽内，基座与环形槽间隙配合以形成轴向截面呈“凵”形的曲折通道；主轴前端外侧壁上设有与主轴同轴且呈环状的安装槽，安装槽内固定有呈环状的密封单元，密封单元由沿主轴轴向依次堆叠的环体组成，环体具有弹性且具备开口，且相邻两环体的开口错开设置，环体的外侧壁与基座的内侧壁均为圆周面且两者贴在一起，安装槽包括沿主轴轴向分布的两槽壁，且处于首尾的两环体分别紧压在两槽壁上形成密封；筒体和主轴之间构成一个气槽，气槽呈环状并与主轴同轴，气槽位于曲折通道和安装槽之间，曲折通道连通气槽，且主轴和基座之间构成用于连通气槽和安装槽的环形间隙，基座外固定有送风机，基座内设有连通送风机出口和气槽的气道；
上述的气槽的轴向截面呈V形，且气槽的两内侧壁分别延伸至环形间隙和曲折通道处；
安装槽的其中一个槽壁沿主轴轴向设置有安装孔，安装孔有多个并沿主轴周向均布，每个安装孔内均轴向设置有弹簧，弹簧一端抵压在对应的环体上，弹簧另一端抵压在安装孔内壁上；
密封单元位于弹簧和筒体之间；
筒体和主轴螺纹连接，且筒体后端面抵压在主轴外壁上；
筒体的内侧壁上开设有定位槽，定位槽呈环状并与筒体同轴，定位槽内设有o形圈，且o形圈的内周面与主轴外侧壁相抵；
基座包括同轴设置且均呈筒状的基体和支撑体，支撑体设于基体前侧且两者通过螺栓可拆卸固连，主轴与基体转动连接，支撑体与筒体之间构成上述的曲折通道，且环体与支撑体接触形成密封；
曲折通道的宽度为0.1mm～0.3mm。
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