CN216279391U - 一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，包括轴芯，所述轴芯外表面从后到前依次套接有前端轴承、外迷宫环和内迷宫环，所述前端轴承设置有两个，两个所述前端轴承相互紧密接触，所述轴芯前端套接有前密封盖，所述前密封盖前端设置有端键，所述端键和前密封盖均通过螺丝与轴芯固定连接，两个所述前端轴承外表面共同套接有主轴本体。本实用新型所述的一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，通过设置第一级密封至第五级密封防护结构等迷宫防护结构可以保护前端轴承不因为汽雾或杂质影响到轴承的润滑环境，提高前端轴承的使用寿命，有效防护主轴前端内部的清洁，保证主轴精度，有效降低主轴的售后维护成本。

Description

一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构

技术领域

本实用新型涉及数控机床技术领域，特别涉及一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构。

背景技术

现有数控加工中心主轴，在数控加工过程中，会有大量切削液、铁屑、粉尘飞溅，机床的加工环境存在很多汽雾。这些杂质汽雾一旦进入主轴内部，污染轴承，造成轴承润滑异常，轴承不久就会损坏，长时间运行主轴会异响或者卡死，影响机床正常运行。这些问题长期影响主轴轴承的使用寿命。

现有的市面上的数控加工中心主轴一般采用简单曲折式迷宫防护结构及前端气幕吹气的方式两项结合同时作用来防止外部异物进入主轴内部，但数控机床长期在恶劣环境中长期运行，且受限于气幕吹气的均匀程度和气压的大小不同，防护效果不太理想，依然会有很高比例的此类故障率。

现有的数控加工中心主轴前端迷宫防护结构存在以下弊端，以市面数控加工中心主轴为例：

1、加工工况恶劣，加工过程会有大量切削液、铁屑、粉尘飞溅，单靠气幕吹气及简单的曲折式迷宫防护难以起到有效防护。

2、主轴在停机后，气幕吹气持续一段时间。一旦气幕停止吹气，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内部。

3、主轴在停机之后，虽然气幕吹气会持续工作，但有时也不能排除会出现停止吹气的情况，此时工作车间依然有粉尘、杂质、汽雾等，这些异物会进入主轴的内部，长期积累之后，会造成主轴故障。故此，我们提出一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，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：

一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，包括轴芯，所述轴芯外表面从后到前依次套接有前端轴承、外迷宫环和内迷宫环，所述前端轴承设置有两个，两个所述前端轴承相互紧密接触，所述轴芯前端套接有前密封盖，所述前密封盖前端设置有端键，所述端键和前密封盖均通过螺丝与轴芯固定连接，两个所述前端轴承外表面共同套接有主轴本体，所述主轴本体前端固定安装有前端盖，所述前端盖前端固定安装有封盖，所述主轴本体外表面左部设置有气体流道。

优选的，所述封盖前端面比前密封盖凸出1-2mm并形成尖角部，且封盖内孔开口处设置有倒角部，所述尖角部和倒角部共同形成初级密封防护结构。

优选的，所述前端盖和前密封盖之间从外到内依次形成第一道环形空腔和第二道环形空腔，所述前端盖和轴芯之间从前到后依次形成第三道环形空腔和第四道环形空腔。

优选的，所述第三道环形空腔位于前端盖和轴芯之间从前到后第一个三角形环槽处，所述第四道环形空腔位于气体流道内部、轴芯阶梯状处和第二个三角形环槽三者交接处。

优选的，所述前端盖和前密封盖之间形成两道迷宫密封间隙，且该两道迷宫密封间隙分别形成第一级密封和第二级密封，所述第一级密封和第二级密封均呈径向梳齿式阶梯型迷宫结构。

优选的，所述前端盖和轴芯三角形环槽处形成两道迷宫密封间隙，且该两道迷宫密封间隙分别形成第三级密封和第四级密封，所述第三级密封和第四级密封均呈轴向梳齿式阶梯型迷宫结构。

优选的，所述外迷宫环和内迷宫环共同形成第五级密封防护结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构通过设置第一级密封、第二级密封提高前端盖和前密封盖之间的密封程度，通过设置第三级密封和第四级密封提高前端盖和轴芯之间的密封程度，再通过设置初级密封防护结构进一步加强封盖和前密封盖之间的密封程度，有效防护主轴前端内部的清洁，保证主轴精度；

2、本实用新型一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构通过设置第一级密封、第五道密封防护结构等迷宫防护结构可以保护前端轴承不因为汽雾或杂质影响到轴承的润滑环境，提高前端轴承的使用寿命；

3、本实用新型一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构防护效果明显，有效降低主轴的售后维护成本。

附图说明

图1为本实用新型一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构的B处的整体结构示意图；

图3为本实用新型一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构的A处的整体结构示意图。

图中：1、轴芯；2、端键；3、前密封盖；4、封盖；5、前端盖；6、主轴本体；7、外迷宫环；8、内迷宫环；9、前端轴承；10、气体流道；31、尖角部；32、倒角部；33、初级密封防护结构；41、第一道环形空腔；42、第二道环形空腔；43、第三道环形空腔；44、第四道环形空腔；51、第一级密封；52、第二级密封；53、第三级密封；54、第四级密封；55、第五级密封防护结构。

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，一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，包括轴芯1，轴芯1外表面从后到前依次套接有前端轴承9、外迷宫环7和内迷宫环8，前端轴承9设置有两个，两个前端轴承9相互紧密接触，轴芯1前端套接有前密封盖3，前密封盖3前端设置有端键2，端键2和前密封盖3均通过螺丝与轴芯1固定连接，两个前端轴承9外表面共同套接有主轴本体6，主轴本体6前端固定安装有前端盖5，前端盖5前端固定安装有封盖4，主轴本体6外表面左部设置有气体流道10。

封盖4前端面比前密封盖3凸出1-2mm并形成尖角部31，且封盖4内孔开口处设置有倒角部32，尖角部31和倒角部32共同形成初级密封防护结构33，倒角部32的设置可以防止切削液倒流。

前端盖5和前密封盖3之间从外到内依次形成第一道环形空腔41和第二道环形空腔42，前端盖5和轴芯1之间从前到后依次形成第三道环形空腔43和第四道环形空腔44。

第三道环形空腔43位于前端盖5和轴芯1之间从前到后第一个三角形环槽处，第四道环形空腔44位于气体流道10内部、轴芯1阶梯状处和第二个三角形环槽三者交接处。

前端盖5和前密封盖3之间形成两道迷宫密封间隙，且该两道迷宫密封间隙分别形成第一级密封51和第二级密封52，第一级密封51和第二级密封52均呈径向梳齿式阶梯型迷宫结构。

前端盖5和轴芯1三角形环槽处形成两道迷宫密封间隙，且该两道迷宫密封间隙分别形成第三级密封53和第四级密封54，第三级密封53和第四级密封54均呈轴向梳齿式阶梯型迷宫结构。

外迷宫环7和内迷宫环8共同形成第五级密封防护结构55，第五级密封防护结构55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9，破坏轴承润滑环境。

需要说明的是，本实用新型为一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，其密封防护步骤如下：步骤一，主轴工作时，主轴前端所述轴芯1、前密封盖3、端键2、内迷宫环8、前端轴承9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与非旋转体之间的缝隙中进入；步骤二，当主轴高速运转时，前密封盖3大径倒角部32、前密封盖3尖角部31与封盖4端面共同形成离心密封，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，倒角部32和尖角部31均可以防止切削液倒流，但此刻离心密封结构失效，这是主轴前端的初级密封防护结构33；步骤三，主轴在切削加工时会在主轴法兰处接气管吹气，气体流道10会通过前端盖5在第四道环形空腔44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51均匀吹出，进一步的提高初级密封防护结构33处的清洁，主轴气幕稳定工作时，可有效阻挡汽雾、杂质入侵，保证主轴内部清洁，这是这主轴前端的中级气压密封防护结构；步骤四，主轴中途换刀或者停机不工作时，离心密封结构截流能力减弱，主轴停机时后半小时，气幕吹气也停止工作，机床所处环境存在大量汽雾，主轴工作时会产生热能，在主轴冷却过程中，前密封盖3处会积有水滴，每一级密封间隙距离在0.02-0.03㎜，由于毛细管效应，水滴会通过第一级密封51间隙处进入第一道环形空腔41，同时主轴内部冷却过程中，主轴前端内部气压减小，环境气压大，机床周围汽雾会在气压差作用下伴随气体流入主轴前端迷宫防护结构中，气体通过第一级密封51间隙后到达两密封齿型形成比较大的第一道环形空腔41，汽雾在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，气体动能由于旋涡变为热能，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41中，由于温差的存在气体还会继续进入下一道缝隙，不过此时的气体已经过滤过一此气体中的汽雾，气体进入第二道环形空腔42需要经过曲折复杂径向梳齿式迷宫结构，此时气体流速会在梳齿式迷宫结构中损失动能，流速变得更慢，气体进入第二道环形空腔42和进入第一道环形空腔41机理是一样的，此时的汽雾几乎全部被阻隔液化，残留在第一道环形空腔41和第二道环形空腔42中，气体继继续往上走就到了第三道环形空腔43，作用与第一道环形空腔41相同，最终气体到达最大的第四道环形空腔44，此处环形空腔最大，从外部进入的气体几乎全部集中在此处，气体动能几乎耗尽无法继续爬升，当机床气幕开启吹气的时候，会把藏在各空腔内的杂、水汽吹干，从而主轴到达前端内部保持清洁的作用，这是主轴前端的终极迷宫密封结构；步骤五，第四级密封54间隙与内迷宫环8外迷宫环7之间的迷第五级密封防护结构55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9，破坏轴承润滑环境。

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 (4)

1.一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，包括轴芯(1)，其特征在于：所述轴芯(1)外表面从后到前依次套接有前端轴承(9)、外迷宫环(7)和内迷宫环(8)，所述前端轴承(9)设置有两个，两个所述前端轴承(9)相互紧密接触，所述轴芯(1)前端套接有前密封盖(3)，所述前密封盖(3)前端设置有端键(2)，所述端键(2)和前密封盖(3)均通过螺丝与轴芯(1)固定连接，两个所述前端轴承(9)外表面共同套接有主轴本体(6)，所述主轴本体(6)前端固定安装有前端盖(5)，所述前端盖(5)前端固定安装有封盖(4)，所述主轴本体(6)外表面左部设置有气体流道(10)；

所述前端盖(5)和前密封盖(3)之间形成两道迷宫密封间隙，且该两道迷宫密封间隙分别形成第一级密封(51)和第二级密封(52)，所述第一级密封(51)和第二级密封(52)均呈径向梳齿式阶梯型迷宫结构；

所述前端盖(5)和轴芯(1)三角形环槽处形成两道迷宫密封间隙，且该两道迷宫密封间隙分别形成第三级密封(53)和第四级密封(54)，所述第三级密封(53)和第四级密封(54)均呈轴向梳齿式阶梯型迷宫结构；

所述外迷宫环(7)和内迷宫环(8)共同形成第五级密封防护结构(55)。

2.根据权利要求1所述的一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，其特征在于：所述封盖(4)前端面比前密封盖(3)凸出1-2mm并形成尖角部(31)，且封盖(4)内孔开口处设置有倒角部(32)，所述尖角部(31)和倒角部(32)共同形成初级密封防护结构(33)。

3.根据权利要求1所述的一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，其特征在于：所述前端盖(5)和前密封盖(3)之间从外到内依次形成第一道环形空腔(41)和第二道环形空腔(42)，所述前端盖(5)和轴芯(1)之间从前到后依次形成第三道环形空腔(43)和第四道环形空腔(44)。

4.根据权利要求3所述的一种数控加工中心主轴前端迷宫防护结构，其特征在于：所述第三道环形空腔(43)位于前端盖(5)和轴芯(1)之间从前到后第一个三角形环槽处，所述第四道环形空腔(44)位于气体流道(10)内部、轴芯(1)阶梯状处和第二个三角形环槽三者交接处。

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