CN216263510U - 一种卧式数控车床前端密封防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卧式数控车床前端密封防护结构，包括芯轴，所述芯轴的外表面从左到右依次套有修配隔环和双列圆柱滚子轴承，所述修配隔环和双列圆柱滚子轴承相互紧密接触，所述双列圆柱滚子轴承外圈套接有主轴本体，所述主轴本体上端面安装有快速接头，所述主轴本体左端面固定安装前端盖，所述前端盖以止口定位在主轴本体上，所述前端盖止口端面对双列圆柱滚子轴承外圈有预紧力，所述前端盖上端固定安装有堵头螺丝，所述堵头螺丝正下方开有排水孔，所述主轴本体内设置有气幕通道。本实用新型是在恶劣工况下有效防护车床主轴前端内部清洁，确保轴承润滑系统不受影响，保证车床主轴精度及性能，提高主轴轴承的使用寿命，降低售后维护成本。

Description

一种卧式数控车床前端密封防护结构

技术领域

本实用新型涉及数控车床技术领域，特别涉及一种卧式数控车床前端密封防护结构。

背景技术

现有数控卧式车床主轴，在数控车削加工过程中，会有大量切削液、铁屑、粉尘飞溅，车床主轴车削加工环境相对恶劣。虽然车床主轴头部安装有卡盘可以抵挡切削液直接飞溅进入主轴内部，但是这些杂质汽雾可能会跟随切削液倒流进入主轴头部空腔中从而进入主轴内部，污染轴承，破坏轴承润滑脂，主轴长时间运行会导致轴承异响或者卡死，影响数控卧式车床车削性能。这些问题长期影响着主轴轴承使用寿命。

现有的市面上的数控卧式车床主轴一般采用曲折式迷宫密封防护结构及增加排水孔的方式两项结合同时作用来防止外部异物进入主轴内部，但有些数控卧式车床主轴经常用于精加工，长期在恶劣环境中长期运行，切削液产生的汽雾布满主轴周围环境，防护效果不太理想，依然会有比较高的因主轴轴承进入异物而损坏的故障率。

以市面数控卧式车床主轴为例：

1、车削加工工况恶劣，为提高数控车床加工效率，会使用大量切削液对工件及刀具进行冷却。加工过程会有大量切削液、铁屑、粉尘飞溅，曲折式迷宫密封防护及增加排水孔的方式难以起到有效防护；

2、针对恶劣工况的车床主轴，在主轴停机后，由于主轴运行后内部温度高于环境温度，冷却后就会存在压力差，机床周围的汽雾会因为压力差进入主轴头部空腔凝固成水滴。如果此时主轴头部空腔内的切削液或水滴未完全流干，由于毛细管效应，切削液或水滴很可能会倒吸进入主轴内部，影响轴承润滑系统，损坏轴承；

3、针对恶劣工况的车床主轴，在主轴停机后，工作车间有粉尘、杂质等其他异物会进入主轴头部空腔中，这些异物有一部分跟切削液或水滴从排水孔排出，但还有一部分附着在主轴头部空腔中。长期积累之后，随着主轴高速运转，由于离心力和风切的作用，附着的杂质有可能会进入主轴内部造成主轴故障。故此，我们提出一种卧式数控车床前端密封防护结构。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种卧式数控车床前端密封防护结构，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种卧式数控车床前端密封防护结构，包括芯轴，所述芯轴的外表面从左到右依次套有修配隔环和双列圆柱滚子轴承，所述修配隔环和双列圆柱滚子轴承相互紧密接触，所述双列圆柱滚子轴承外圈套接有主轴本体，所述主轴本体上端面安装有快速接头，所述主轴本体左端面固定安装前端盖，所述前端盖以止口定位在主轴本体上，所述前端盖止口端面对双列圆柱滚子轴承外圈有预紧力，所述前端盖上端固定安装有堵头螺丝，所述堵头螺丝正下方开有排水孔，所述主轴本体内设置有气幕通道，所述气幕通道与快速接头相通。

优选的，所述前端盖与芯轴之间从左往右依次形成有第一道环形空腔、第二道环形空腔和第三道环形空腔，所述前端盖与修配隔环在主轴本体头部内形成有第四道环形空腔。

优选的，所述第一道环形空腔位于前端盖与芯轴之间从左往右第一个梯形环槽处，所述第二道环形空腔位于前端盖与芯轴之间从左往右第二个梯形环槽处，所述第三道环形空腔位于前端盖与芯轴之间定位面凹槽处。

优选的，所述前端盖与芯轴圆周方向从左往右形成有第一级密封、第二级密封和第三级密封，所述第二级密封的结构为轴向梳齿式密封结构，所述第一级密封和第二级密封的结构均为小间隙离心式密封防护结构。

优选的，所述前端盖与芯轴径向方向从上往下形成有第四级密封和第五级密封，所述第四级密封和第五级密封的结构均为径向梳齿式密封防护结构。

优选的，所述气幕通道的结构为气压密封防护结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型目的是在恶劣工况下有效防护车床主轴前端内部清洁，确保轴承润滑系统不受影响，保证车床主轴精度及性能；

2、本实用新型在恶劣工况下，通过车床轴前端的多层密封防护结构可以保护主轴轴承不因为异物影响到轴承的润滑环境，提高主轴轴承的使用寿命，降低售后维护成本；

3、本实用新型通过设置气幕通道，并向气幕通道通入一定气流量的气压后，使得主轴本体的头部内部压力大于外部，使得汽雾、杂质无法进入主轴本体内部，同时还将第一道环形空腔和第二道环形空腔中的异物吹出，保持主轴本体头部的内部清洁。

附图说明

图1为本实用新型一种卧式数控车床前端密封防护结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种卧式数控车床前端密封防护结构的部分结构示意图；

图3为本实用新型一种卧式数控车床前端密封防护结构的部分结构放大示意图。

图中：1、芯轴；2、修配隔环；3、前端盖；4、堵头螺丝；5、快速接头；6、主轴本体；7、双列圆柱滚子轴承；8、气幕通道；9、排水孔；11、第一级密封；12、第二级密封；13、第三级密封；14、第四级密封；15、第五级密封；31、第一道环形空腔；32、第二道环形空腔；33、第三道环形空腔；34、第四道环形空腔。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，一种卧式数控车床前端密封防护结构，包括芯轴1，芯轴1的外表面从左到右依次套有修配隔环2和双列圆柱滚子轴承7，修配隔环2和双列圆柱滚子轴承7相互紧密接触，双列圆柱滚子轴承7外圈套接有主轴本体6，主轴本体6上端面安装有快速接头5，主轴本体6左端面固定安装前端盖3，前端盖3以止口定位在主轴本体6上，前端盖3止口端面对双列圆柱滚子轴承7外圈有预紧力，前端盖3上端固定安装有堵头螺丝4，堵头螺丝4正下方开有排水孔9，主轴本体6内设置有气幕通道8，气幕通道8与快速接头5相通。

前端盖3与芯轴1之间从左往右依次形成有第一道环形空腔31、第二道环形空腔32和第三道环形空腔33，前端盖3与修配隔环2在主轴本体6头部内形成有第四道环形空腔34；第一道环形空腔31位于前端盖3与芯轴1之间从左往右第一个梯形环槽处，第二道环形空腔32位于前端盖3与芯轴1之间从左往右第二个梯形环槽处，第三道环形空腔33位于前端盖3与芯轴1之间定位面凹槽处；前端盖3与芯轴1圆周方向从左往右形成有第一级密封11、第二级密封12和第三级密封13，第二级密封12的结构为轴向梳齿式密封结构，第一级密封11和第二级密封12的结构均为小间隙离心式密封防护结构；前端盖3与芯轴1径向方向从上往下形成有第四级密封14和第五级密封15，第四级密封14和第五级密封15的结构均为径向梳齿式密封防护结构；气幕通道8的结构为气压密封防护结构。

需要说明的是，本实用新型为一种卧式数控车床前端密封防护结构，使用步骤如下，

步骤一：车床主轴工作时，主轴前端所述芯轴1、修配隔环2处于高速运转状态，外界汽雾、杂质进入主轴前端的唯一方式只有从旋转体的芯轴1与非旋转体前端盖3之间的缝隙中进入；

步骤二：车床主轴的前端往往都装有卡盘，切削液没法直接喷到密封间隙处，但是当主轴高速运转时，大量切削液飞溅到密封间隙处，芯轴1与前端盖3在前端形成的第一级密封11小间隙离心密封，可有效阻隔大量飞溅切削液，铁削等杂质，主轴转速越高，防护效果越好。主轴停机后，前端盖3前端大尖角处可以防止切削液倒流，此刻离心密封结构失效，但部分切削液在毛细管效应下倒吸进入第一道环形空腔31；

步骤三：车床主轴车削时中途换刀或者停机不工作，离心密封结构失去截流能力。恶劣工况下主轴停机后，车床主轴所处环境存在大量汽雾，飞溅的切削液残留在芯轴1和前端盖3密封间隙处积成水滴。每一级密封间隙距离在0.02-0.03㎜之间，由于毛细管效应，水滴会通过第一级密封11间隙处进入第一道环形空腔31中。因为第一道环形空腔31处开有排水孔9，使得流进第一道环形空腔31的切削液、杂质第一时间从排水孔9流出，只有少部分残留在腔壁上。汽雾从第一级密封11小间隙处进入环形空腔内容器突然增大，形成很强的漩涡，在空腔容积比间隙容积大很多的时候，气体流动速度几乎等于零，气体动能由于漩涡变为热能，加热气体本身，气体中的汽雾被加热成水汽残留在第一道环形空腔31中。由于温差的存在，第一道环形空腔31气体还会继续经过第二级密封12，进入第二道环形空腔32中，不过此时的气体已经过滤过一次气体中的汽雾。气体流速会在第二级密封12轴向梳齿式迷宫结构中损失动能，流速变得更慢。第二道环形空腔32也称为膨胀室、集氧槽，此时的汽雾几乎全部被阻隔液化，残留在第一道环形空腔31第二道环形空腔32中。气体继续往上走就到了第三道环形空腔33和第四道环形空腔34。第三道环形空腔33和第四道环形空腔34作用机理与第一道环形空腔31、第二道环形空腔32相同，目的都是减弱气体流速，气体失去前进的动能，无法继续爬升。从而使车床主轴前端内部保持清洁；

步骤四：车床主轴在车削加工时，会在主轴上端部处型号为PT1/8的快速接头5接气管吹气，气幕通道8会通过前端盖3在第二道环形空腔32形成膨胀腔，由于气压作用气体会源源不断的从各缝隙流出直致从第一级密封11处及排水孔9吹出，进一步的提高车床主轴前端空腔处的清洁。主轴气幕吹气稳定工作时，可有效阻挡汽雾、杂质入侵。同时可以将累积或残留在第一道环形空腔31和第二道环形空腔32里的异物吹出，保证主轴内部清洁；

步骤五：第三级密封13、第四级密封14和第五级密封15形成径向梳齿式迷宫密封防护结构。功能机理与轴向梳齿式迷宫密封防护结构一致，主要目的是防护气幕吹气时，气体分流直接作用于前端轴承，破坏轴承润滑环境，使得气体全部从排水孔9及第一级密封11口处吹出。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种卧式数控车床前端密封防护结构，包括芯轴(1)，其特征在于：所述芯轴(1)的外表面从左到右依次套有修配隔环(2)和双列圆柱滚子轴承(7)，所述修配隔环(2)和双列圆柱滚子轴承(7)相互紧密接触，所述双列圆柱滚子轴承(7)外圈套接有主轴本体(6)，所述主轴本体(6)上端面安装有快速接头(5)，所述主轴本体(6)左端面固定安装前端盖(3)，所述前端盖(3)以止口定位在主轴本体(6)上，所述前端盖(3)止口端面对双列圆柱滚子轴承(7)外圈有预紧力，所述前端盖(3)上端固定安装有堵头螺丝(4)，所述堵头螺丝(4)正下方开有排水孔(9)，所述主轴本体(6)内设置有气幕通道(8)，所述气幕通道(8)与快速接头(5)相通。

2.根据权利要求1所述的一种卧式数控车床前端密封防护结构，其特征在于：所述前端盖(3)与芯轴(1)之间从左往右依次形成有第一道环形空腔(31)、第二道环形空腔(32)和第三道环形空腔(33)，所述前端盖(3)与修配隔环(2)在主轴本体(6)头部内形成有第四道环形空腔(34)。

3.根据权利要求2所述的一种卧式数控车床前端密封防护结构，其特征在于：所述第一道环形空腔(31)位于前端盖(3)与芯轴(1)之间从左往右第一个梯形环槽处，所述第二道环形空腔(32)位于前端盖(3)与芯轴(1)之间从左往右第二个梯形环槽处，所述第三道环形空腔(33)位于前端盖(3)与芯轴(1)之间定位面凹槽处。

4.根据权利要求3所述的一种卧式数控车床前端密封防护结构，其特征在于：所述前端盖(3)与芯轴(1)圆周方向从左往右形成有第一级密封(11)、第二级密封(12)和第三级密封(13)，所述第二级密封(12)的结构为轴向梳齿式密封结构，所述第一级密封(11)和第二级密封(12)的结构均为小间隙离心式密封防护结构。

5.根据权利要求4所述的一种卧式数控车床前端密封防护结构，其特征在于：所述前端盖(3)与芯轴(1)径向方向从上往下形成有第四级密封(14)和第五级密封(15)，所述第四级密封(14)和第五级密封(15)的结构均为径向梳齿式密封防护结构。

6.根据权利要求5所述的一种卧式数控车床前端密封防护结构，其特征在于：所述气幕通道(8)的结构为气压密封防护结构。

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