CN213959863U - 一种电主轴前端密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电主轴前端密封结构，包括套设在电主轴的前轴承安装座伸出部分上的压盖；通过螺纹连接在电主轴的转子前轴端上的压紧螺母；套设在电主轴的前压盖上，并与电主轴的前轴承安装座相连的防尘盖；压盖的内端抵压在电主轴内的支承轴承的外圈上，压紧螺母定位在压盖的外侧，在压盖与压紧螺母相邻部分设有迷宫式连接结构；在压盖与电主轴之间设有一垫圈，压紧螺母设有一向内延伸并抵压在垫圈上的压紧部；由于电主轴在使用过程中需要保证电主轴内部高度密封，以防止灰尘以及水分进入电主轴内部，对电主轴的运行造成影响，上述密封结构保证了在电主轴运行的过程中避免灰尘和水分的进入，减少检修次数，确保电主轴运行平稳。

Description

一种电主轴前端密封结构

【技术领域】

本实用新型涉及电主轴密封结构领域，特别涉及一种电主轴前端密封结构。

【背景技术】

近几年来，在数控机床领域出现将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，即电主轴。电主轴的出现，使得高速数控机床主传动系统取消了带传动和齿轮传动，采用了内装式电动机直接驱动，实现了机床的“零传动”；通常，电主轴包括电主轴单元、轴承及其润滑单元、主轴冷却单元以及动平衡单元。

根据公开号为CN204140884U的中国实用新型文献公开的高速电主轴前端密封装置，包括主轴、用于支撑主轴的轴承、支撑轴承的轴承座、与主轴配合安装的防尘盖以及设置于防尘盖与轴承座之间的防尘罩，防尘罩与主轴之间设有防尘环，且防尘环与防尘罩之间形成第一高压气空气室，轴承与防尘环之间设有轴承压板，且防尘环与轴承压板之间形成第一迷宫式密封结构，轴承座设有与主轴平行的进气口，防尘罩设有连通进气口与第一高压空气室的走气通道。

针对上述对比文件中的电主轴前端密封装置，由于在实际的使用空气从进气口进入第一高压气室后，空气中携带的水分往往不容易去除干净，当第一高压气室内的空气通过第一迷宫式密封结构进入轴承和主轴所在空间，空气中携带的水分仍然会对主轴和轴承形成一定损坏，因此，通过设计一种电主轴前端密封结构非常有必要。

【实用新型内容】

针对上述现有技术中空气经过进气通道以及第一迷宫式密封结构后仍然会携带水分，其密封性能无法完全保护主轴和轴承不受损坏的技术问题，本实用新型的目的是通过设计一种电主轴前端密封结构，通过压盖和压紧螺母配合形成一迷宫式的第二腔体，并且通过压盖的内端和压紧螺母配合垫圈形成一带有排水槽的第一腔体，经过两个腔体的配合更加彻底的去除进入电主轴的空气中的水分。

为了达到上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种电主轴前端密封结构，所述电主轴前端密封结构设置在电主轴的前轴承安装座外端，所述前轴承安装座内设有支承所述电主轴的支承轴承，所述电主轴设有延伸出所述支承轴承的前轴端；所述密封结构包括压盖，所述压盖套设在所述前轴承安装座外端；压紧螺母，所述压紧螺母通过螺纹连接在所述前端轴上；防尘盖，所述防尘盖套设在所述电主轴的压盖上，并与所述前轴承安装座相连；其中，所述压盖的内端抵压在所述支承轴承的外圈上，所述压紧螺母定位在所述压盖的外侧，在所述压盖与所述压紧螺母相邻部分设有迷宫式连接结构；在所述压盖与所述支承轴承之间设有一垫圈，所述压紧螺母设有一向内延伸并抵压在所述垫圈上的压紧部；由于电主轴一般运用在高速转动的数控机床中，需要保证电主轴内部具有非常高的密封程度，以防止灰尘以及水分进入电主轴内部，对电主轴的运行造成影响，上述通过压盖、螺母、垫圈和防尘盖配合形成的密封结构具有非常好的密封性，保证了在电主轴运行的过程中避免灰尘和水分的进入，减少检修次数，确保电主轴运行平稳。

进一步地，所述压盖包括延伸部；所述延伸部抵接在所述支承轴承的外圈上，并与所述压紧螺母的压紧部配合所述垫圈形成第一腔体；通过在支承轴承的外侧设置第一腔体，隔绝了侵入轴承内部的灰尘和水分进入轴承，从而更好的保护轴承。

进一步地，所述压盖上设有排水槽；所述排水槽与所述第一腔体连通；通过设置排水槽，将进入内部到达第一腔体内的灰尘和水分排出。

进一步地，所述压紧螺母背对所述前轴端的一侧设有第一环形凹槽和第二环形凹槽；所述压盖靠近所述前轴端的一侧设有第一环形凸起和第二环形凸起；所述第一环形凸起与所述第二环形凸起配合插接在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽内形成第二腔体；所述第二腔体与所述第一腔体连通；通过多个凸起和凹槽形成一迷宫式的第二腔体，其作用是更好的隔绝外部的灰尘和水分进入，从而保证电轴承的运行平稳。

优选的，所述第二环形凸起顶部设有向远离所述电主轴方向的凸耳，并与所述第二环形凹槽形成一腔室；在迷宫式的第二腔体进口处设置了一腔室，可以更好的去除空气中的水分和灰尘，减少灰尘和空气进入迷宫式的第二腔体内。

进一步地，所述防尘盖配合所述螺母和所述压盖形成第三腔体，并与所述第二腔体连通；通过防尘罩、螺母与压盖形成第三腔体，避免了外部空气中的水分和灰尘进入。

优选的，所述防尘盖的内部设有第一环形台肩和第二环形台肩；其中所述第一环形台肩抵接所述前轴承安装座，所述第二环形台肩抵接所述压盖的外边缘；通过设置第一环形台肩和第二环形台肩来连接防尘盖，不仅增强了防尘盖与前轴承安装座之间的结构强度，同时还保证了第三腔体的密封性。

进一步地，所述压盖上设有定位沉孔，与所述前轴承安装座相连；设置定位沉孔使得外形更加平整美观。

进一步地，所述防尘盖上设有排泄口；通过设置排泄口连通排水槽，将第三腔体与第一腔体连通，使得第一腔体内的水分和灰尘可以从排泄口排出，从而减少空气中的水分以及灰尘对电主轴内部结构带来的损坏。

上述技术方案带来的技术效果为：

1、通过压盖的延伸部、压紧螺母的压紧部配合垫圈形成第一腔体；通过压盖和压紧螺母形成的第二腔体；通过防尘盖与压盖配合形成的第三腔体；将三个腔体连通，形成了阻隔水份和灰尘进入电主轴内的多个通道，第三腔体收容和排出进入电主轴的绝大部分水分和灰尘，是第一层防护，由于第二腔体为迷宫式的密封结构，通过多个凸起和凹槽的配合，延长了机械密封的距离，具有更好的密封性，同时在支承轴承外侧设置垫圈形成的第一腔体与排水槽相连，进一步阻挡水分和空气中的灰尘进入轴承，从而使得整个密封结构的密封性更好。

2、构成密封结构的各个零件的的连接采用的是定位沉孔的螺纹连接，其结构上更加合理，同时更加精简美观。

3、在迷宫式的第二腔体的进口处通过第二环形凸起与第二环形凹槽的配合形成了个腔室，进一步阻挡进入电主轴内部的水分和灰尘，更好的保护电主轴的结构，避免受到损坏。

【附图说明】

图1为本实用新型中电主轴的局部的剖面图,其中主要为密封装置安装在电主轴上；

图2为本实用新型中压盖的剖面示意图；

图3为本实用新型中压紧螺母的俯视图；

图4为本实用新型中压紧螺母的剖面示意图；

图5为本实用新型中防尘盖的俯视图；

图6为本实用新型中防尘盖的剖面示意图；

其中，1、前轴承安装座；2、支承轴承；4、压盖；5、压紧螺母；6、垫圈；7、防尘盖；3、转子；41、延伸部；51、压紧部；101、第一腔体；102、第二腔体； 52、第一环形凹槽；53、第二环形凹槽；42、第一环形凸起；43、第二环形凸起；102、第二腔体；111、腔室；71、第一环形台肩；72、第二环形台肩；103、第三腔体；44、排水槽；431、凸耳；73、排泄口。

【具体实施方式】

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如术语“上”、“下”、“左”、“右”、“轴向”、“径向”、“竖直”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语，就作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

近些年来，随着机床行业的发展，传统的驱动方式也得到了很大的改进，在高速数控机床中，由于传统驱动方式，比如带轮传动和齿轮传动，随着行业日新月异的变化，逐渐被电主轴所取代。电主轴是一种将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，由内置电动机直接驱动机床主轴，从而精简了结构，移除了传统的采用带轮或者齿轮的传动方式，实现了机床的“零传动”，它融合了高速轴承技术、高速电机技术、润滑、冷却装置、高频变频装置等等，是一种集多种技术于一体的高科技产品。在实际的使用过程中，需要注意的是电主轴的密封性，往往在电主轴上会设置密封性能良好的密封结构，防止外界的水分或者灰尘随着空气的流动进入电主轴的内部，从而避免对电主轴内部的结构造成损坏，保证了电主轴可以拥有更长的使用寿命，因此，为保证电主轴在使用过程中具有更好的密封性，本实用新型设计了一种电主轴前端密封结构，通过多个配件配合，无需配置油雾润滑装置和空气压缩机，工作场地无油污污染，具有无断油，环保节能并且主轴运行平稳，检修次数少，维护成本低等优点。

如图1所示，电主轴的前部设有一前轴承安装座1，该密封结构安装在电主轴的前轴承安装座1外端，通过前轴承安装座1将整个电主轴的转子3包裹在内，并且前轴承安装座1内设有转子3的支承轴承2，转子3延伸出支承轴承2的一端为前轴端。密封结构包括相互配合连接的压盖4、压紧螺母5、垫圈6和防尘盖7，压紧螺母5、垫圈6与转子3同步转动；其中，压盖4套设在转子3的前轴端上，包括一向支承轴承2方向延伸并抵压支承轴承2的延伸部41，压盖4采用的是不锈钢材料，其作用是减少磨削灰中带磁性的砂轮灰的吸附，便于砂轮灰的清洁；压紧螺母5连接在转子3的前轴端上，并设有一向内延伸并抵压垫圈6的压紧部51，其采用的是不锈钢材料，其结构更加牢固；防尘盖7套设在转子3的前轴端上，并与前轴承安装座1相连，防尘盖7采用的也是不锈钢材料制作的，其作用是减少磨削灰中带磁性的砂轮灰的吸附，便于主轴前端的清洁，同时增加美观度；垫圈6套设在转子3的前轴端上，设置在支承轴承2与压盖4之间，垫圈6的作用是阻挡水分以及磨削灰进入支承轴承2，从而更好地保护支承轴承2，延长支承轴承2的使用寿命。

由于电主轴一般运用在高速转动的数控机床中，通过上述4个配件之间的相互组合、精确配合，以确保电主轴高度密封程度，避免外界的水分以及灰尘进入电主轴的内部对转子3的运行造成影响，防止水分或者灰尘进入电主轴内部造成电主轴内部结构生锈或者运行不灵活，通过该密封结构则保证了电主轴在使用过程中具有良好的密封性能，防止对电主轴的内部结构造成损坏，延长电主轴的使用寿命。

结合图1、图3和图4所示，压紧螺母5的压紧部51与压盖4上的抵压支承轴承 2外圈的延伸部41，配合垫圈6形成了第一腔体101，第一腔体101的作用是作为电主轴内最后的容纳空腔来阻挡水分和灰尘进入支承轴承2内，并且在压盖4上还设有排水槽44，通过设置排水槽44将第一腔体101与第三腔体103连通，将第一腔体101中的水分和灰尘排出至第三腔体103内，防止水分和灰尘进入电主轴的内部对电主轴的内部结构造成损坏；由于在空气经过第三腔体103和第二腔体 102后才进入第一腔体101，进入第一腔体101中的空气中所携带的主要是水分，其中携带的灰尘相对较少，进一步减轻了空气中的水分和灰尘对电主轴内部结构造成的损坏。

结合图1～4所示，压紧螺母5与压盖4之间通过配合形成一迷宫式的第二腔体102，其目的是更好的隔绝外部水分和灰尘的进入；压紧螺母5背对前轴端的一侧设有第一环形凹槽52和第二环形凹槽53，压盖4靠近前轴端的一侧设有第一环形凸起42和第二环形凸起43，通过将第一环形凸起42与第二环形凸起43配合插接在第一环形凹槽52和第二环形凹槽53内形成第二腔体102；将第二腔体102 设置为迷宫式的结构，气体进入密封结构后所经过的区域更多，可以更加彻底的去除空气中的水分和灰尘，以确保空气的干净程度，减少空气中携带的水分和灰尘，更好的保护电主轴的结构；另外，为了更好的将空气中的水分和灰尘去除，在第二环形凸起43的顶部设有向远离主轴方向的凸耳431，并与第二环形凹槽53形成一腔室111；该腔室111设置在第二腔体102的进口处，在空气沿第二腔体102传输经过该腔室111，可以更好的去除空气中的水分和灰尘，减少灰尘和空气进入迷宫式的第二腔体102内，从而使得经过第二腔体102传输至第一腔体101内的空气中的水分和灰尘含量更少，大大减轻了空气中的水分和灰尘对电主轴的结构造成损坏。

如图1、图5和图6所示，防尘盖7内部设有第一环形台肩71和第二环形台肩 72，其中第一环形台肩71抵接前轴承安装座1，第二环形台肩72抵接压盖4的外边缘，防尘盖7与前轴承安装座1相连，并配合压紧螺母5和压盖4形成了第三腔体103，第三腔体103与所述第二腔体102连通；防尘盖7套设在转子3上，两者之间存在间隙，在电主轴运行的过程中，空气中的水分和灰尘会通过缝隙进入电主轴内部的第三腔体103内，进而空气通过防尘盖7、压紧螺母5与压盖4形成的第三腔体103进入第二腔体102内，经过第二腔体102后，空气会到达第一腔体101 内，由于空气在经过第二腔体102时，在迷宫式结构的作用下去除了空气中大部分灰尘，只有少量灰尘进入第一腔体101，故此时第一腔体101内的空气中携带的是水分以及少量的灰尘；在防尘盖7上还设有一排泄口73，该排泄口73的开口方向呈向下设置，以便于水分以及灰尘的排出，并且在排泄口73处通过排水槽 44将其与第一腔体101连通，方便第一腔体101内的带有水分以及少量灰尘的空气经过排水槽44，从排泄口73排出；通过设置排水槽44和排泄口73，使得水分和灰尘能够排出电主轴外，从而最大程度上避免了外部空气中的水分和灰尘进入电主轴的内部，更好地保护电主轴的内部结构，延长电主轴的使用寿命。

又如图1所示，在上述的密封结构中，各个组件之间的连接方式采用的是螺纹连接，由于电主轴高速转动，所以必须保证密封装置的各个组件之间的连接强度更好，同时由于电主轴需要拆卸清理，因此也需要将密封结构设置为可拆卸的，所以采用螺纹连接的方式是一种优选。在压盖4和防尘盖7上设置了定位沉孔，在保证了整体结构的强度基础上，提高了整个密封结构的平整性以及美观程度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电主轴前端密封结构，所述电主轴前端密封结构设置在电主轴的前轴承安装座外端，所述前轴承安装座内设有支承所述电主轴的支承轴承，所述电主轴设有延伸出所述支承轴承的前轴端；其特征在于，所述密封结构包括压盖，所述压盖套设在所述前轴承安装座外端；压紧螺母，所述压紧螺母通过螺纹连接在所述前轴端上；防尘盖，所述防尘盖套设在所述电主轴的压盖上，并与所述前轴承安装座相连； 其中，所述压盖的内端抵压在所述支承轴承的外圈上，所述压紧螺母定位在所述压盖的外侧，在所述压盖与所述压紧螺母相邻部分设有迷宫式连接结构；在所述压盖与所述支承轴承之间设有一垫圈，所述压紧螺母设有一向内延伸并抵压在所述垫圈上的压紧部。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述压盖包括延伸部；所述延伸部抵接在所述支承轴承的外圈上，并与所述压紧螺母的压紧部配合所述垫圈形成第一腔体。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述压盖上设有排水槽；所述排水槽与所述第一腔体连通。

4.根据权利要求2或3所述的密封结构，其特征在于，所述压紧螺母背对所述前轴端的一侧设有第一环形凹槽和第二环形凹槽；所述压盖靠近所述前轴端的一侧设有第一环形凸起和第二环形凸起；所述第一环形凸起与所述第二环形凸起配合插接在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽内形成第二腔体；所述第二腔体与所述第一腔体连通。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述第二环形凸起顶部设有向远离所述电主轴方向的凸耳，并与所述第二环形凹槽形成一腔室。

6.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述防尘盖配合所述螺母和所述压盖形成第三腔体，并与所述第二腔体连通。

7.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于，所述防尘盖配合所述螺母和所述压盖形成第三腔体，并与所述第二腔体连通。

8.根据权利要求1或2或3所述的密封结构，其特征在于，所述防尘盖的内部设有第一环形台肩和第二环形台肩；其中所述第一环形台肩抵接所述前轴承安装座，所述第二环形台肩抵接所述压盖的外边缘。

9.根据权利要求1或2或3所述的密封结构，其特征在于，所述压盖上设有定位沉孔，与所述前轴承安装座相连。

10.根据权利要求1或2或3所述的密封结构，其特征在于，所述防尘盖上设有排泄口。

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