CN115722691A - 一种高精度机床用直联主轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及主轴相关技术领域，且公开了一种高精度机床用直联主轴结构，本发明通过主轴和固定轴套之间设置有驱动绞架，驱动绞架跟随主轴的转动，从而当主轴进行转动过程中，驱动绞架通过转动使润滑油在储油腔和活动槽中循环流动，不仅通过油液对轴承进行润滑，还通过润滑油将主轴中的温度带走，降低主轴温度，与此同时，由于驱动绞架设置多圈螺道，从而使得润滑油在驱动绞架中的滞留时间增长，增加热量降低速率，最终达到循环降温及实时润滑的目的。

Description

一种高精度机床用直联主轴结构

技术领域

本发明涉及主轴相关技术领域，具体为一种高精度机床用直联主轴结构。

背景技术

高精度直联主轴箱一般用在加工中心上，它不用皮带传动，由于技术的需求，现在基本通过刚性联轴器与主轴尾部直接相连。

而直联式主轴虽具有较强的刚性，但温度也会由于直接刚性连接的缘故传递更快，致使主轴会长期的处在高温状态下，导致寿命的降低；另一方面，为了防止外部的灰尘等侵蚀轴承，会通过主轴与固定轴套之间放有密封套环，但密封环的外侧会由于持续跟随主轴转动加剧固定轴套对密封环的磨损，从而造成密封性不足，降低主轴轴承的性能及使用寿命。

发明内容

针对背景技术中提出的现有直联主轴在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种高精度机床用直联主轴结构，具备循环降温及实时润滑的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种高精度机床用直联主轴结构，包括主轴和固定轴套，所述主轴和固定轴套经轴承活动连接，且轴承的数量有两个，所述固定轴套的内部开设有中部贯通的活动槽，且轴承位于活动槽中，所述主轴的侧壁固定安装有位于轴承之间的驱动绞架，所述驱动绞架的外侧开设有螺纹槽，且螺纹槽的圈数至少有七个，所述固定轴套的内壁开设有用于存放润滑油的储油腔，且固定轴套的侧壁设置有向储油腔中注入油液的注油塞，所述主轴的侧壁分别设置有位于轴承一侧的密封挡圈，且轴承位于密封的活动槽中，所述固定轴套的内壁开设有与密封活动槽相通的输油道，且输油道的数量有两个，所述输油道置于密封挡圈和轴承之间。

优选的，所述密封挡圈的外侧固定安装有柔性挡圈，且柔性挡圈的外侧固定安装有与固定轴套内壁滑动连接的密封挡环，所述固定轴套的内壁开设有用于柔性挡圈活动的密封槽，且密封槽的截面形状呈等腰梯形，所述密封挡圈与主轴活动套接。

优选的，所述主轴的侧壁开设有与密封挡圈套接的环槽，且环槽的形状呈椭圆形。

优选的，所述固定轴套的内壁滑动连接有调节拉杆，且调节拉杆的两端分别与两个密封挡圈活动连接，所述隔流孔侧壁开设有用于实现输油道与活动槽通断的隔流孔。

优选的，所述隔流孔的数量设置四个，两个所述隔流孔为一组，一组所述隔流孔位于输油道的两侧，所述密封挡环脱离固定轴套时实现隔流孔与输油道相通。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过主轴和固定轴套之间设置有驱动绞架，驱动绞架跟随主轴的转动，从而当主轴进行转动过程中，驱动绞架通过转动使润滑油在储油腔和活动槽中循环流动，不仅通过油液对轴承进行润滑，还通过润滑油将主轴中的温度带走，降低主轴温度，与此同时，由于驱动绞架设置多圈螺道，从而使得润滑油在驱动绞架中的滞留时间增长，增加热量降低速率，最终达到循环降温及实时润滑的目的。

2、本发明通过密封挡圈的外侧设置有柔性挡圈，柔性挡圈的顶端设置有密封挡环，从而保证在实际使用的过程中，通过驱动绞架转动过程中产生对润滑油的增压，迫使密封挡圈在主轴中滑动，并通过柔性挡圈和密封挡环同步作用进行密封，当密封挡圈被持续推动时，致使柔性挡圈侧壁会贴合在固定轴套的内壁，此时，密封挡环脱离固定轴套的内壁，从而仅通过柔性挡圈与固定轴套内壁的滑动就保证了活动槽与外侧的密封，即通过对柔性挡圈厚度磨损，使其磨损后由于驱动绞架顶出的压力实时推进在固定轴套的侧壁中，实现磨损补偿，最终达到增强密封强度及磨损补偿的目的。

3、本发明通过在固定轴套中布置有调节拉杆，并通过调节拉杆的两端分别与密封挡圈连接，保证在降温的过程中，依据调节拉杆会促使两个密封挡圈同步移动，并通过调节拉杆的侧壁开设有隔流孔，从而保证两个柔性挡圈均与固定轴套贴合后，才能实现储油腔与活动槽中的润滑油循环，一方面增强柔性挡圈可跟随润滑油的流动方向变化适应性调整密封位置，另一方面避免润滑油产生的压力从输油道被输出，致使密封挡圈的推动强度降低，使得密封挡环与固定轴套内壁磨损，造成密封挡环因无法磨损补偿而出现密封不严的现象，最终达到同步密封及适应调整密封位置的目的。

附图说明

图1为本发明整体外形立体结构示意图；

图2为本发明整体内部立体结构示意图；

图3为本发明整体剖视结构示意图；

图4为本发明密封挡圈结构示意图。

图中：1、主轴；2、固定轴套；3、轴承；4、密封挡圈；5、驱动绞架；6、储油腔；7、注油塞；8、调节拉杆；9、隔流孔；10、输油道；11、密封挡环；12、柔性挡圈；13、活动槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，一种高精度机床用直联主轴结构，包括主轴1和固定轴套2，通过主轴1和固定轴套2经轴承3活动连接，且轴承3的数量有两个，并在固定轴套2的内部开设有中部贯通的活动槽13，且轴承3位于活动槽13中，并在主轴1的侧壁固定安装有位于轴承3之间的驱动绞架5，且驱动绞架5的外侧开设有螺纹槽，螺纹槽的圈数至少有七个，并通过在固定轴套2的内壁开设有用于存放润滑油的储油腔6，且固定轴套2的侧壁设置有向储油腔6中注入油液的注油塞7，主轴1的侧壁分别设置有位于轴承3一侧的密封挡圈4，通过密封挡圈4实现固定轴套2内部的活动槽13密封，且轴承3位于密封的活动槽13中，并在固定轴套2的内壁开设有与密封活动槽13相通的输油道10，且输油道10的数量有两个，输油道10置于密封挡圈4和轴承3之间，从而保证在实际工作的过程中，通过驱动绞架5跟随主轴1进行转动，从而迫使驱动绞架5转动时使得活动槽13中的润滑在活动槽13、输油道10、储油腔6之间循环流动，一方面对主轴1的温度进行降低，另一方面还通过油液对轴承3进行实时润滑，对轴承3同步进行降温，同时驱动绞架5会跟随主轴1的旋向变化使得活动槽13中润滑油的流动方向改变，而驱动绞架5中设置有多圈螺槽，从而增强了润滑油滞留在驱动绞架5中的时间，即大大的增强主轴1中温度向外输出强度。

请参阅图3，其中，为了避免密封挡圈4外侧因持续与固定轴套2内壁的滑动磨损，从而导致其密封不严的现象，因而通过在密封挡圈4的外侧固定安装有柔性挡圈12，且柔性挡圈12的外侧固定安装有与固定轴套2内壁滑动连接的密封挡环11，同时，在固定轴套2的内壁开设有用于柔性挡圈12活动的密封槽，且密封槽的截面形状呈等腰梯形，密封挡圈4与主轴1活动套接，从而保证驱动绞架5在转动过程中产生的润滑油冲击，致使密封挡圈4在主轴1侧壁中滑动，而润滑油的冲击迫使柔性挡圈12贴合在密封槽的斜面上，迫使密封挡环11脱离固定轴套2，保证密封挡圈4在跟随主轴1转动过程中，始终保证柔性挡圈12侧壁与固定轴套2内壁进行滑动连接，并通过驱动绞架5转动施加的液压力同时作用在柔性挡圈12上，保证密封的同时还使得柔性挡圈12在磨损后受到压力压动自主进行磨损补偿，即保证了密封性能，而密封挡环11仅密封挡圈4在主轴1滑动时才会与固定轴套2内壁接触形成密封，即保证了切换时的密封性。

请参阅图3和图4，其中，为了使得密封挡圈4仅会在主轴1上滑动，同时还跟随主轴1进行转动，因而通过在主轴1的侧壁开设有与密封挡圈4套接的环槽，且环槽的形状呈椭圆形，从而保证密封挡圈4在主轴1滑动的同时传动转矩，并通过环槽的设置，保证了密封挡圈4在贴合主轴1时，通过密封挡圈4的侧壁贴合，进一步的保证其密封的性能。

请参阅图2和图3，其中，为了防止驱动绞架5将活动槽13液压油聚集时，大量的油从输油道10中回流，从而使得密封挡圈4无法进行正常的活动，因而通过在固定轴套2的内壁滑动连接有调节拉杆8，且调节拉杆8的两端分别与两个密封挡圈4活动连接，并通过在隔流孔9侧壁开设有用于实现输油道10与活动槽13通断的隔流孔9，从而保证在实际使用的过程中，驱动绞架5通过润滑油对一个密封挡圈4施压后，会经调节拉杆8实现两个密封挡圈4同步动作，保证密封的稳定，避免因单一密封不严而造成油液泄露的现象。

请参阅图3，其中，为了实现密封挡圈4在左右移动过程中，同样可以保证输油道10与活动槽13相通，因而通过将隔流孔9的数量设置四个，两个隔流孔9为一组，一组隔流孔9位于输油道10的两侧，并在密封挡环11脱离固定轴套2时实现隔流孔9与输油道10相通，从而保证在实际使用过程中，只有当柔性挡圈12处于密封到位后，才能实现输油道10与隔流孔9之间的打开，即保证了活动槽13中有足够的油液压力实现柔性挡圈12密封到位。

本发明的工作原理如下：通过注油塞7在储油腔6中注有足量的润滑油，此时，位于密封挡圈4之间的活动槽13同样存有润滑油，之后，主轴1转动进行工作。

依据图3，主轴1进行正向转动时，会带动驱动绞架5同样的进行转动，而驱动绞架5的转动会迫使活动槽13中的润滑油从驱动绞架5的右侧输送至驱动绞架5的左侧，并通过润滑油在驱动绞架5中有一定的滞留时间，从而更易于将主轴1中的高温吸收，同时驱动绞架5增强了与润滑油的接触面积，进一步的增强降温速率，其次，驱动绞架5左侧液压油压力增强，进而会推动左侧的密封挡圈4向左运动，而密封挡圈4活动过程中，通过密封挡环11的外侧与固定轴套2的内壁滑动连接，并伴随着密封挡圈4持续推动，直至柔性挡圈12侧壁贴合在固定轴套2的内部上，此时，密封挡圈4由于持续受到润滑油的压力作用，致使柔性挡圈12持续向前，直至密封挡环11不在与固定轴套2的内壁接触，此时柔性挡圈12跟随主轴1运动同时其侧壁与固定轴套2内壁相对滑动形成密封，与此同时，当左侧的密封挡圈4向左侧运动的过程中，会同步的拉扯调节拉杆8，致使右侧的密封挡圈4同步向左侧运动，致使右侧柔性挡圈12的左侧壁与固定轴套2的内壁滑动形成密封，而随着柔性挡圈12持续向左侧运动时，会迫使隔流孔9逐步的接近输油道10，致使输油道10与隔流孔9相通，储油腔6与活动槽13通过输油道10进行连通，而驱动绞架5转动迫使润滑油通过储油腔6和活动槽13之间循环流动进行降温，并在润滑油流动时，通过作用在轴承3上，同样对其实时降温及润滑。

同理，当主轴1进行反向转动时，会迫使驱动绞架5将润滑油向右侧增压，使得密封挡圈4向右侧运动，最终实现润滑油的循环。

最后，当主轴1停机后，受到柔性挡圈12的弹性恢复，迫使隔流孔9会远离输油道10，使得储油腔6与活动槽13再次形成封堵，以便于下次主轴1转动过程中，通过旋向的改变快速切换柔性挡圈12的密封位置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高精度机床用直联主轴结构，包括主轴(1)和固定轴套(2)，其特征在于：所述主轴(1)和固定轴套(2)经轴承(3)活动连接，且轴承(3)的数量有两个，所述固定轴套(2)的内部开设有中部贯通的活动槽(13)，且轴承(3)位于活动槽(13)中，所述主轴(1)的侧壁固定安装有位于轴承(3)之间的驱动绞架(5)，所述驱动绞架(5)的外侧开设有螺纹槽，且螺纹槽的圈数至少有七个，所述固定轴套(2)的内壁开设有用于存放润滑油的储油腔(6)，且固定轴套(2)的侧壁设置有向储油腔(6)中注入油液的注油塞(7)，所述主轴(1)的侧壁分别设置有位于轴承(3)一侧的密封挡圈(4)，且轴承(3)位于密封的活动槽(13)中，所述固定轴套(2)的内壁开设有与密封活动槽(13)相通的输油道(10)，且输油道(10)的数量有两个，所述输油道(10)置于密封挡圈(4)和轴承(3)之间。

2.根据权利要求1所述的一种高精度机床用直联主轴结构，其特征在于：所述密封挡圈(4)的外侧固定安装有柔性挡圈(12)，且柔性挡圈(12)的外侧固定安装有与固定轴套(2)内壁滑动连接的密封挡环(11)，所述固定轴套(2)的内壁开设有用于柔性挡圈(12)活动的密封槽，且密封槽的截面形状呈等腰梯形，所述密封挡圈(4)与主轴(1)活动套接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度机床用直联主轴结构，其特征在于：所述主轴(1)的侧壁开设有与密封挡圈(4)套接的环槽，且环槽的形状呈椭圆形。

4.根据权利要求2所述的一种高精度机床用直联主轴结构，其特征在于：所述固定轴套(2)的内壁滑动连接有调节拉杆(8)，且调节拉杆(8)的两端分别与两个密封挡圈(4)活动连接，所述隔流孔(9)侧壁开设有用于实现输油道(10)与活动槽(13)通断的隔流孔(9)。

5.根据权利要求4所述的一种高精度机床用直联主轴结构，其特征在于：所述隔流孔(9)的数量设置四个，两个所述隔流孔(9)为一组，一组所述隔流孔(9)位于输油道(10)的两侧，所述密封挡环(11)脱离固定轴套(2)时实现隔流孔(9)与输油道(10)相通。

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