CN217301601U - 一种高速主轴用防微颗粒密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其中动密封环固定在主轴上，动密封环的外周环设有第一凹凸导向结构；静密封圈与主轴座固定连接，静密封圈位于在动密封环的外周侧，静密封圈的内侧壁上环设有集尘槽，集尘槽的槽底开设有多个贯通静密封圈外侧壁的排尘孔，静密封圈的内侧壁另一端环设有安装槽；孔隙气密环的一端设有第二凹凸导向结构，第二凹凸导向结构与第一凹凸导向结构配合形成有“弓”形迷宫通道，孔隙气密环与动密封环对应迷宫通道的顶部形成有高速降压仓，孔隙气密环的内侧壁上环设有多个气密孔；防泄漏环固定在主轴座的内侧壁上，防泄漏环的一侧壁与静密封圈及动密封环形成有路径曲折的迷宫间隙。

Description

一种高速主轴用防微颗粒密封装置

技术领域

本实用新型涉及数控机床制造技术领域，具体涉及一种高速主轴用防微颗粒密封装置。

背景技术

C/SiC材料在高速加工过程中，会产生微小的C/SiC颗粒，该颗粒具有导电性，容易引起主轴精度丧失、可靠性和安全性降低等一系列问题；另一方面，主轴高速旋转时，主轴与密封之间的间隙受系统刚度的影响会产生变化，密封间隙过小，会引起磨擦导致主轴失效。

因此提供一种能够防止微小颗粒进入高速主轴内部的密封装置是本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种高速主轴用防微颗粒密封装置，可以防止微小颗粒进入高速主轴内部。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其包括：

动密封环，所述动密封环固定在主轴上且与主轴同步转动，所述主轴通过轴承转动连接在主轴座上，所述动密封环的外周端部一体环设有第一凹凸导向结构；

静密封圈，所述静密封圈与主轴座固定连接，所述静密封圈位于在所述动密封环的外周侧，所述静密封圈的内侧壁上且靠近其一端边缘环设有集尘槽，所述集尘槽的槽底开设有多个贯通所述静密封圈外侧壁的排尘孔，所述静密封圈的内侧壁另一端环设有安装槽；

孔隙气密环，所述孔隙气密环的一端设有第二凹凸导向结构，所述第二凹凸导向结构与第一凹凸导向结构配合形成有“弓”形迷宫通道，所述孔隙气密环与所述动密封环对应迷宫通道的顶部形成有高速降压仓；所述孔隙气密环固定在所述安装槽上，所述孔隙气密环的外侧壁与所述安装槽的槽壁形成有密封槽道，所述孔隙气密环的内侧壁上环设有多个气密孔，所述气密孔与所述密封槽道连通；

防泄漏环，所述防泄漏环固定在所述主轴座的内侧壁上，所述防泄漏环的一侧壁与所述静密封圈及动密封环形成有路径曲折的迷宫间隙。

本实用新型的有益效果是：动密封环上设置的第一凹凸导向结构配合孔隙气密环上第二凹凸导向结构，结构紧凑，在不影响密封动环转动的同时，能形成阻挡微小颗粒进入主轴内部的弓形迷宫通道，静密封圈的内侧壁设有集尘槽，集尘槽内设有排出微尘颗粒的排尘孔，孔隙气密环与动密封环对应迷宫通道的顶部形成有高速降压仓，对微尘进行降压和阻挡，同时在气体和离心力的作用下，将微颗粒排出主轴外部；

孔隙气密环上的气密孔与密封槽道连通，形成气密封，将绝大部分的微颗粒带到主轴高速降压仓内，最终带离主轴，防泄漏环与静密封圈及动密封环形成有路径曲折的迷宫间隙，有效解决气体吹向主轴内部，引起润滑脂或油气润滑被吹散而导致的主轴失效，有利于提升主轴寿命。

优选的，所述动密封环的外侧壁上且对应所述集尘槽的槽口环设有锯齿槽，所述锯齿槽的一侧槽壁竖直，所述锯齿槽的相对两槽壁成60°夹角布置。

优选的，所述气密孔的轴向与主轴的轴向成115°圆周分布。

优选的，所述动密封环的外侧壁与所述静密封圈及孔隙气密环的内侧壁有一定间隔距离。

优选的，所述动密封环的外侧壁与所述静密封圈及孔隙气密环的内侧壁的间隔距离为0.15-0.2mm。

优选的，多个所述排尘孔圆周分布在所述集尘槽上。

附图说明

图1为本实用新型一种高速主轴用防微颗粒密封装置装配结构的截面图；

图2为本实用新型一种高速主轴用防微颗粒密封装置的静密封圈及孔隙气密环示意图；

图3为本实用新型一种高速主轴用防微颗粒密封装置A处放大示意图；

图4为本实用新型一种高速主轴用防微颗粒密封装置A处结构标注图；

图5为本实用新型一种高速主轴用防微颗粒密封装置静密封圈及孔隙气密环装配截面图。

1动密封环、2主轴、3主轴座、4第一凹凸导向结构、5静密封圈、6集尘槽、7排尘孔、8安装槽、9孔隙气密环、10第二凹凸导向结构、11迷宫通道、12高速降压仓、13密封槽道、14气密孔、15防泄漏环、16迷宫间隙、17锯齿槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参阅本实用新型附图1至5，根据本实用新型实施例一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其包括：

动密封环1，动密封环1固定在主轴2上且与主轴同步转动，主轴2通过轴承转动连接在主轴座3上，动密封环1的外周端部一体环设有第一凹凸导向结构4；

静密封圈5，静密封圈5与主轴座固定连接，静密封圈5位于在动密封环1的外周侧，静密封圈5的内侧壁上且靠近其一端边缘环设有集尘槽6，集尘槽6的槽底开设有多个贯通静密封圈5外侧壁的排尘孔7，静密封圈5的内侧壁另一端环设有安装槽8；微颗粒可以由集尘槽收集从排尘孔排出。

孔隙气密环9，孔隙气密环9的一端设有第二凹凸导向结构10，第二凹凸导向结构10与第一凹凸导向结构4配合形成有“弓”形迷宫通道11，进一步阻挡微小颗粒的进入。具有结构紧凑，利于主轴刚度，孔隙气密环9与动密封环1对应迷宫通道的顶部形成有高速降压仓12；高速降压仓由于第一凹凸导向结构随动密封环的高速转动，产生一定的高速气流，在孔隙气密环与第一凹凸导向结构之间的区域形成低压区域，对微尘进行降压和阻挡，同时在气体和离心力的作用下，将微颗粒排出主轴外部，孔隙气密环9固定在安装槽8上，孔隙气密环9的外侧壁与安装槽8的槽壁形成有密封槽道13，形成气密封，孔隙气密环9的内侧壁上环设有多个气密孔14，气密孔14与密封槽道13连通；密封槽道内部的微尘可在气密孔气体作用下，流经迷宫通道进入到高速降压仓内，最终带离主轴。

防泄漏环15，防泄漏环15固定在主轴座3的内侧壁上，防泄漏环15的一侧壁与静密封圈5及动密封环1形成有路径曲折的迷宫间隙16。形成“Z”迷宫间隙，保证动密封环随主轴转动的同时，解决气体吹向主轴内部，引起润滑脂或油气润滑被吹散而导致的主轴失效问题，有利于提升主轴寿命。

在另一些实施例中，动密封环1的外侧壁上且对应集尘槽6的槽口环设有锯齿槽17，锯齿槽17的一侧槽壁竖直，锯齿槽17的相对两槽壁成a2为60°夹角布置。锯齿槽也是为了收集微颗粒，对剩余侵入主轴内部的颗粒进行收集，通过与其对应设置的集尘槽和排尘孔在离心力作用下排出主轴外。

进一步的，气密孔14的轴向与主轴的轴向成a1为115°布置。多个气密孔是圆周分布在孔隙气密环的内侧壁上的，方便导向微颗粒进入到迷宫通道，引流到高速降压仓外排。

在另一些具体实施例中，动密封环1的外侧壁与静密封圈5及孔隙气密环9的内侧壁有一定间隔距离。保证动密封环的正常转动。

具体的，动密封环1的外侧壁与静密封圈5及孔隙气密环9的内侧壁的间隔距离d1为0.15mm。弓形迷宫通道的间距d2为0.2mm，第一凹凸导向结构的顶部边缘与静密封圈的一端侧壁间距d3为0.6mm。

更具体的，多个排尘孔7圆周分布在集尘槽6上。便于微颗粒的外排。

高速降压仓的截面有所变化，通过截面变化，侵入颗粒压力在高速减压仓内变低，降低流速，同时，主轴高速旋转产生的离心力又将沉降的颗粒甩离主轴。

本实用新型高速主轴用防微颗粒密封装置每个组成可以实现多种功能，设计结构紧凑，有利于提升主轴刚度。侵入主轴的颗粒，通过多级控制，实现良好的密封效果。

对于实施例公开的装置和使用方法而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其特征在于，包括：

动密封环(1)，所述动密封环(1)固定在主轴(2)上且与主轴同步转动，所述主轴(2)通过轴承转动连接在主轴座(3)上，所述动密封环(1)的外周端部一体环设有第一凹凸导向结构(4)；

静密封圈(5)，所述静密封圈(5)与主轴座固定连接，所述静密封圈(5)位于在所述动密封环(1)的外周侧，所述静密封圈(5)的内侧壁上且靠近其一端边缘环设有集尘槽(6)，所述集尘槽(6)的槽底开设有多个贯通所述静密封圈(5)外侧壁的排尘孔(7)，所述静密封圈(5)的内侧壁另一端环设有安装槽(8)；

孔隙气密环(9)，所述孔隙气密环(9)的一端设有第二凹凸导向结构(10)，所述第二凹凸导向结构(10)与第一凹凸导向结构(4)配合形成有“弓”形迷宫通道(11)，所述孔隙气密环(9)与所述动密封环(1)对应迷宫通道的顶部形成有高速降压仓(12)；所述孔隙气密环(9)固定在所述安装槽(8)上，所述孔隙气密环(9)的外侧壁与所述安装槽(8)的槽壁形成有密封槽道(13)，所述孔隙气密环(9)的内侧壁上环设有多个气密孔(14)，所述气密孔(14)与所述密封槽道(13)连通；

防泄漏环(15)，所述防泄漏环(15)固定在所述主轴座(3)的内侧壁上，所述防泄漏环(15)的一侧壁与所述静密封圈(5)及动密封环(1)形成有路径曲折的迷宫间隙(16)。

2.根据权利要求1所述的一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其特征在于，所述动密封环(1)的外侧壁上且对应所述集尘槽(6)的槽口环设有锯齿槽(17)，所述锯齿槽(17)的一侧槽壁竖直，所述锯齿槽(17)的相对两槽壁成60°夹角布置。

3.根据权利要求1所述的一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其特征在于，所述气密孔(14)的轴向与主轴的轴向成115°圆周分布。

4.根据权利要求1所述的一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其特征在于，所述动密封环(1)的外侧壁与所述静密封圈(5)及孔隙气密环(9)的内侧壁有一定间隔距离。

5.根据权利要求4所述的一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其特征在于，所述动密封环(1)的外侧壁与所述静密封圈(5)及孔隙气密环(9)的内侧壁的间隔距离为0.15-0.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种高速主轴用防微颗粒密封装置，其特征在于，多个所述排尘孔(7)圆周分布在所述集尘槽(6)上。

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