CN209050597U - 一种主轴结构 - Google Patents

Abstract

一种主轴结构，包括主轴套筒、设置于主轴套筒内的主轴、以及设置于主轴与主轴套筒之间的轴承，所述主轴套筒设有开口端，所述主轴的前端由开口端向外伸出与负载连接，所述主轴套筒的开口端设有密封件，所述密封件包括内密封盘与环套内密封盘的外密封盘，所述内密封盘与外密封盘之间形成有正对轴承的空腔，所述主轴套筒、外密封盘形成有与空腔连通的进气通道，用于输入高压气体，保证主轴与主轴套筒之间的腔体内的气压，并形成连续弯折的迷宫式路径，避免液体、碎屑、沙砾等进入腔体内损坏轴承，保证轴承的使用安全，也保证主轴的精度与性能。

Description

一种主轴结构

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种主轴结构。

背景技术

数控缓进给磨床通过其主轴带动砂轮转动磨削工件，现有结构中，主轴通过轴承安装在主轴套筒内，主轴的前端通过法兰盘与砂轮连接，砂轮转动磨削工件的同时，冷却液以0.6MPa压力持续冲刷砂轮和加工件，带走工件磨削产生的碎屑以及砂轮消耗产生的沙砾。然而，现有主轴结构的密封效果欠佳，在高压的冷却液的冲击下，碎屑以及沙砾会进入轴承，使其在短时间内迅速损坏，进而导致主轴无法继续工作。

实用新型内容

有鉴于此，提供一种密封好、性能佳的主轴结构。

一种主轴结构，包括主轴套筒、设置于主轴套筒内的主轴、以及设置于主轴与主轴套筒之间的轴承，所述主轴套筒设有开口端，所述主轴的前端由开口端向外伸出与负载连接，所述主轴套筒的开口端设有密封件，所述密封件包括内密封盘与环套内密封盘的外密封盘，所述内密封盘与外密封盘之间形成有正对轴承的空腔，所述主轴套筒、外密封盘形成有与空腔连通的进气通道，用于输入高压气体。

较佳地，所述内密封盘朝向空腔内伸出有第一齿部，所述外密封盘朝向空腔内伸出有第二齿部，所述第一齿部与第二齿部部分相叠。

较佳地，所述第一齿部为多个，所述第二齿部为多个，每一第一齿部与一对应的第二齿部部分相叠。

较佳地，所述各个第一齿部间隔设置，且长度不一。

较佳地，所述各个第二齿部间隔设置，且长度不一。

较佳地，各个对应部分相叠的第一、第二齿部将所述空腔分隔为多个，并形成连续弯折的迷宫式路径。

较佳地，还包括固定所述密封件的法兰，所述法兰内部形成空间容纳内密封盘与外密封盘，所述法兰形成有径向贯穿的开口，连通法兰的内部空间与外界

较佳地，所述法兰的内壁面为阶梯面，所述外密封盘的外周面为阶梯面，且与法兰的内壁面相匹配。

较佳地，所述外密封盘的内径小于主轴套筒的内径、外密封盘的外径大于主轴套筒的外径，所述进气通道包括形成于主轴套筒的外壁面的第一进气口、与第一进气口连通并贯穿主轴套筒的外端面的第一进气槽、形成于外密封盘并正对第一进气槽的第二进气口、以及连通第二进气口与空腔的第二进气槽，所述第二进气槽相对第一进气槽倾斜一定角度。

较佳地，所述轴承为角接触球轴承，包括与主轴紧密配合的内环、与主轴套筒紧密配合的外环、以及设置于外环与内环之间的钢球，所述空腔正对钢球。

相较于现有技术，本实用新型主轴结构设置有密封件并形成进气通道输入高压气体，可以有效保证主轴与主轴套筒之间的腔体内的气压，并形成连续弯折的迷宫式路径，避免液体、碎屑、沙砾等进入腔体内损坏轴承，保证轴承的使用安全，也保证主轴的精度与性能。

附图说明

图1为本实用新型主轴结构的一实施例的示意图。

图2为图1所示主轴结构中圆圈的放大图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

如图1所示，本实用新型主轴结构包括主轴箱10、设置于主轴箱10内的主轴套筒20、设置于主轴套筒20内的主轴30、以及设置于主轴30与主轴套筒20之间的轴承40。

所述主轴箱10、主轴套筒20、主轴30同轴设置，其中主轴30与主轴套筒20之间有一定宽度的间隔，形成腔体50用于安装所述轴承40。所述轴承40优选地为角接触球轴承，可同时承受径向负荷和轴向负荷，且能在较高的转速下工作。所述轴承40的内环42与主轴30紧密配合、外环44与主轴套筒20紧密配合、外环44与内环42之间的钢球46在两者之间形成点接触，极大地减小了摩擦。通常，钢球46之间形成有较大的缝隙，流体可以顺畅通过。所述主轴30在轴承40的支撑下高速、平稳地转动，其前端由主轴套筒20的开口端向外伸出与负载，如砂轮36等连接。本实施例中，所述主轴30的前端通过螺钉32等与一法兰盘34固定连接，所述砂轮36固定套设于法兰盘34上并随主轴30同步高速转动。

较佳地，本实用新型主轴结构还在主轴套筒20的开口端设有内密封盘60与外密封盘70，其中内密封盘60套设于主轴30的前端、外密封盘70环套内密封盘60，内、外密封盘60、70共同构成密封件，避免工作中产生的碎屑、沙砾等进入主轴结构，特别是进入轴承40。本实施例中，所述内、外密封盘60、70通过法兰80固定，所述法兰80为环形，套设于主轴30上并完全罩盖所述内、外密封盘60、70，其中法兰80的外边缘形成有螺孔82，通过螺钉84等与主轴箱10固定连接。所述法兰80内部形成空间，容纳内、外密封盘60、70，所述空间的轴向高度与内、外密封盘60、70的高度相当，径向尺寸则与外密封盘70的相匹配。较佳地，所述法兰80的内壁面86为阶梯面，对外密封盘70在径向以及轴向上均起到定位作用。较佳地，所述法兰80的底部形成有开口88，所述开口88沿径向贯穿法兰80，连通法兰80的内部空间与外界。

如图2所示，所述内密封盘60套设于主轴30上，其外径略大于轴承40的外端面处的内环42的外径、但略小于外环44的内径，也就是说内密封盘60的外周面正对轴承40的钢球46。所述内密封盘60的外周面沿径向向外延伸形成有第一齿部62，本实施例中所述内密封盘60的第一齿部62为2个，在轴向上间隔设置且具有不同的径向长度。所述外密封盘70的外径则略大于主轴箱10的内径，如此可以有效封堵主轴箱10与主轴套筒20之间的间隙。所述外密封盘70的外周面71为阶梯面，与法兰盘34的内壁面86相匹配。较佳地，所述法兰盘34与外密封盘70之间设有O形密封圈90。所述外密封盘70的内径不小于轴承40的外端面处的外环44的内径，外密封盘70的内周面沿径向向内延伸形成有第二齿部72，本实施例中所述第二齿部72为2个，在轴向上间隔设置且具有不同的径向长度。

所述内密封盘60的每一第一齿部62与外密封盘70的一个对应的第二齿部72相配合。具体地，相配合的第一齿部62与第二齿部72中，在径向上第一齿部62的外径略大于第二齿部72的内径，在轴向上第一齿部62与第二齿部72恰好相错。如此在内、外密封盘60、70相套之后，内密封盘60的外周面与外密封盘70的内周面之间由于尺寸差形成有空腔64与66，且正对轴承40的钢球46。另外，相对应的第一齿部62与第二齿部72由于尺寸差在径向上部分相叠，相叠的第一齿部62、第二齿部72将轴承40的内环42与外环44之间的腔体50密封。本实施例中，第一齿部62、第二齿部72均为两个，各个相叠的第一齿部62、第二齿部72在密封轴承40的同时，还将内、外密封盘60、70之间的空腔分隔为第一空腔64、第二空腔66。

优选地，本实用新型主轴结构形成有进气通道与第一空腔64连接，具体地，所述主轴套筒20在其外壁面上形成有第一进气口22，并在其内部沿轴向形成有第一进气槽24，所述第一进气槽24的一端与第一进气口22垂直连通，另一端贯穿主轴套筒20的外端面与外密封盘70连通。所述外密封盘70形成有与第一进气槽24对应的第二进气口74以及连通所述第二进气口74与第一空腔64的第二进气槽76，所述第二进气槽76相对第一进气槽24倾斜设置。所述第一进气口22、第一进气槽24、第二进气口74、第二进气槽76共同构成进气通道。当高压气体由第一进气口22输入时，其沿进气通道流动进入第一空腔64，之后部分高压气体由法兰80与内密封盘60之间的间隙、以及法兰80与主轴30之间的间隙向主轴结构之外流动，另外部分高压气体由第一齿部62、第二齿部72之间的间隙进入第二空腔66并最终进入主轴30与主轴套筒20之间的腔体50。

主轴30高速转动并带动负载36磨削工件时，主轴30与主轴套筒20之间的腔体50内形成负压，使得磨削所形成的碎屑以及沙砾等有被吸入腔体50的趋势。本实用新型主轴结构在其主轴套筒20与密封件上形成进气通道，向第一空腔64输入高压气体，通常为0.6MPa压力的空气，部分高压气体由第一、第二齿部62、72之间的间隙进入第二空腔66并最终进入腔体50，在流动的过程中动能逐渐损失，气压降低到接近于大气压力，一来弥补腔体50内的压力损失使得腔体50内的气压不小于大气压，避免负压作用将冷却液、碎屑、以及沙砾等吸入腔体50，损坏轴承40；二来使得腔体50内没有气体的定向流动，保证轴承40的润滑脂不会被高压气流带走，持续润滑、降低磨损。另外，部分高压气体沿法兰80与内密封盘60之间的间隙、以及法兰80与主轴30之间的间隙向外吹气，在法兰80和法兰盘34之间形成气幕，进一步防止磨削液、碎屑、砂砾进入腔体50内。

再另外，本实用新型主轴结构的密封件的内、外密封盘60、70分别形成第一齿部62与第二齿部72，第一齿部62与第二齿部72部分相叠，如此内、外密封盘60、70之间形成连续弯折的迷宫式路径，即使有微量的磨削液经由法兰80与密封件之间的间隙进入第一空腔64，也难以通过内、外密封盘60、70的第一齿部62与第二齿部72交叠构成的迷宫式路径而进入主轴30与主轴套筒20之间的腔体50损坏轴承40，最终被密封件所阻挡的磨削液由法兰80的开口88向外甩出，如此可以有效避免液体、碎屑、沙砾等进入轴承40，保证轴承40的使用安全与使用寿命，也保证主轴30的精度与性能。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种主轴结构，包括主轴套筒、设置于主轴套筒内的主轴、以及设置于主轴与主轴套筒之间的轴承，所述主轴套筒设有开口端，所述主轴的前端由开口端向外伸出与负载连接，其特征在于，所述主轴套筒的开口端设有密封件，所述密封件包括内密封盘与环套内密封盘的外密封盘，所述内密封盘与外密封盘之间形成有正对轴承的空腔，所述主轴套筒、外密封盘形成有与空腔连通的进气通道，用于输入高压气体。

2.如权利要求1所述的主轴结构，其特征在于，所述内密封盘朝向空腔内伸出有第一齿部，所述外密封盘朝向空腔内伸出有第二齿部，所述第一齿部与第二齿部部分相叠。

3.如权利要求2所述的主轴结构，其特征在于，所述第一齿部为多个，所述第二齿部为多个，每一第一齿部与一对应的第二齿部部分相叠。

4.如权利要求3所述的主轴结构，其特征在于，所述各个第一齿部间隔设置，且长度不一。

5.如权利要求3所述的主轴结构，其特征在于，所述各个第二齿部间隔设置，且长度不一。

6.如权利要求4或5所述的主轴结构，其特征在于，各个对应部分相叠的第一、第二齿部将所述空腔分隔为多个，并形成连续弯折的迷宫式路径。

7.如权利要求1所述的主轴结构，其特征在于，还包括固定所述密封件的法兰，所述法兰内部形成空间容纳内密封盘与外密封盘，所述法兰形成有径向贯穿的开口，连通法兰的内部空间与外界。

8.如权利要求7所述的主轴结构，其特征在于，所述法兰的内壁面为阶梯面，所述外密封盘的外周面为阶梯面，且与法兰的内壁面相匹配。

9.如权利要求1所述的主轴结构，其特征在于，所述外密封盘的内径小于主轴套筒的内径、外密封盘的外径大于主轴套筒的外径，所述进气通道包括形成于主轴套筒的外壁面的第一进气口、与第一进气口连通并贯穿主轴套筒的外端面的第一进气槽、形成于外密封盘并正对第一进气槽的第二进气口、以及连通第二进气口与空腔的第二进气槽，所述第二进气槽相对第一进气槽倾斜一定角度。

10.如权利要求1所述的主轴结构，其特征在于，所述轴承为角接触球轴承，包括与主轴紧密配合的内环、与主轴套筒紧密配合的外环、以及设置于外环与内环之间的钢球，所述空腔正对钢球。