CN217492706U - 主动型防水电主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主动型防水电主轴，它包括转子轴、定子部分、迷宫盖和离心盘；其中，所述转子轴旋转连接在所述定子部分中；所述迷宫盖和所述离心盘均设于所述转子轴和所述定子部分之间；所述离心盘的内周部密封固定连接在所述转子轴上；所述迷宫盖的外周部密封固定连接在所述定子部分上；所述离心盘和所述迷宫盖之间配合形成有迷宫离心腔。本实用新型能够在转子轴和定子部分之间形成持久可靠的防水密封，能够提高防水密封的效果和持久性。

Description

主动型防水电主轴

技术领域

本实用新型涉及一种主动型防水电主轴。

背景技术

目前，在数控机床中，电主轴带动刀具旋转进而对产品进行切屑加工，在加工过程中离不开冷却液的冷却和润滑。电主轴包括转子轴和定子部分，在喷射冷却液的时候，冷却液会渗入到所述转子轴和所述定子部分之间，进而会使转子轴和定子部分之间的轴承腐蚀并损坏。

为了防止冷却液进入，通常会在所述转子轴和所述定子部分之间设置密封结构，现有的用于电主轴中的密封结构主要有小间隙密封和密封圈密封。采用密封圈密封时，密封圈与转子轴长期摩擦后会被磨损，进而导致密封变差甚至密封失效。而小间隙密封也达不到理想的密封效果，电主轴在长期使用后冷却液会透过小间隙密封进入到转子轴和定子部分之间，进而损坏转子轴和定子部分之间的轴承等元件。以上两种密封形式均存在缺点，密封效果不理想，密封效果不持久。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种主动型防水电主轴，它能够在转子轴和定子部分之间形成持久可靠的防水密封，能够提高防水密封的效果和持久性。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种主动型防水电主轴，它包括转子轴、定子部分、迷宫盖和离心盘；其中，

所述转子轴旋转连接在所述定子部分中；

所述迷宫盖和所述离心盘均设于所述转子轴和所述定子部分之间；

所述离心盘的内周部密封固定连接在所述转子轴上；

所述迷宫盖的外周部密封固定连接在所述定子部分上；

所述离心盘和所述迷宫盖之间配合形成有迷宫离心腔。

进一步，所述离心盘比所述迷宫盖更靠近所述转子轴的用于安装刀具的端部。

进一步提供一种所述迷宫离心腔的具体结构，所述迷宫盖的朝向所述离心盘的一端部上从内向外依次交替设置有第一凸齿和第一凹槽；

所述离心盘的朝向所述迷宫盖的一端部上从内向外依次交替设置有第二凸齿和第二凹槽；

所述第一凸齿的宽度小于所述第二凹槽的宽度，所述第二凸齿的宽度小于所述第一凹槽的宽度；

所述第一凸齿插入至所述第二凹槽中并且所述第二凸齿插入至所述第一凹槽中进而在所述迷宫盖和所述离心盘之间形成所述迷宫离心腔。

进一步，所述离心盘的外周部设有与所述迷宫离心腔的外周部连通并用于排出所述迷宫离心腔中的液体的离心边孔；

所述离心边孔沿所述离心盘的周向依次设有至少两个。

进一步提供一种所述定子部分的具体结构，所述定子部分包括外壳和端盖；其中，

所述端盖连接在所述外壳的一端部上；

所述转子轴旋转连接在所述外壳中并从所述端盖中穿过；

所述迷宫盖和所述离心盘均设于所述转子轴和所述外壳之间；

所述迷宫盖的外周部密封固定连接在所述外壳上；

所述离心盘位于所述迷宫盖和所述端盖之间。

进一步，所述外壳和所述转子轴之间设有环形腔；

所述环形腔还位于所述端盖和所述离心盘之间；

所述离心盘的外侧壁与所述外壳之间设有第一间隙，所述环形腔通过所述第一间隙与所述迷宫离心腔连通；

所述外壳上设有至少一个与所述环形腔连通并用于排出所述环形腔中的液体的出液孔。

进一步为了防止冷却液进入到所述环形腔中，所述主动型防水电主轴还包括设于所述环形腔中的防水罩和多个离心块；其中，

所述端盖上设有朝向所述环形腔的锥形密封面；

所述防水罩为锥形结构并套于所述转子轴上，所述防水罩的小径端密封固定连接在所述转子轴上，多个所述离心块连接在所述防水罩的大径端上并沿所述防水罩的周向依次排列；

所述防水罩的内锥面与所述锥形密封面适配并贴合在所述锥形密封面上以防止冷却液从所述端盖和转子轴之间的间隙进入到所述环形腔中。

进一步，所述外壳和所述转子轴之间还设有轴承室；

所述离心盘和所述迷宫盖均位于所述环形腔和所述轴承室之间；

所述迷宫盖的内侧壁与所述转子轴之间设有第二间隙；

所述轴承室通过所述第二间隙与所述迷宫离心腔的内周部连通。

进一步提供一种所述迷宫盖的具体安装方式，所述外壳中设有位于所述轴承室的外侧的台阶部；

所述迷宫盖的外周部通过螺栓密封锁紧连接在所述台阶部上。

进一步，所述端盖的内侧壁与所述转子轴之间设有密封间隙。

采用了上述技术方案后，在使用过程中所述转子轴上安装有刀具，在向所述刀具喷射冷却液时，冷却液会从所述离心盘一侧进而到所述定子部分和所述转子部分之间。由于所述离心盘与所述转子轴之间是密封的，所述迷宫盖与所述定子部分之间是密封的，所述迷宫离心腔由于自身结构比较曲折，本身就具备很好的防水性能，冷却液难以穿过所述迷宫离心腔，因此在所述转子轴和所述定子部分之间形成了可靠的防水密封。并且当冷却液从所述离心盘的外侧进入到所述迷宫离心腔中后，由于所述转子轴旋转时会带动所述离心盘高速旋转，进而会带动所述迷宫离心腔中的冷却液高速旋转，进而在离心力的作用下迷宫离心腔中的冷却液会向外侧甩出所述迷宫离心腔，进而防止了冷却液穿过所述迷宫离心腔后进入到定子部分和转子轴之间的更深处，进一步提高了防水密封的效果。此外，而且所述离心盘和所述迷宫盖之间不接触，不会因磨损而导致密封性能下降，所述迷宫盖与所述定子部分相对固定，所述离心盘与所述转子轴相对固定，均不存在摩擦和磨损，因此能够长久保持较好的密封效果，密封更加稳定、可靠和持久，进而能够防止转子轴和定子部分之间的轴承等元件被冷却液腐蚀损坏。

附图说明

图1为本实用新型的主动型防水电主轴的结构示意图；

图2为图1的局部详图；

图3为图2的局部详图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1~3所示，一种主动型防水电主轴，它包括转子轴1、定子部分100、迷宫盖2和离心盘3；其中，

所述转子轴1旋转连接在所述定子部分100中，所述转子轴1与所述定子部分100同轴设置；

所述迷宫盖2和所述离心盘3均设于所述转子轴1和所述定子部分100之间；

所述离心盘3的内周部密封固定连接在所述转子轴1上；

所述迷宫盖2的外周部密封固定连接在所述定子部分100上；

所述离心盘3和所述迷宫盖2之间配合形成有迷宫离心腔4；具体的，在使用过程中所述转子轴1上安装有刀具，在向所述刀具喷射冷却液时，冷却液会从所述离心盘3一侧进而到所述定子部分100和所述转子部分之间。由于所述离心盘3与所述转子轴1之间是密封的，所述迷宫盖2与所述定子部分100之间是密封的，所述迷宫离心腔4由于自身结构比较曲折，本身就具备很好的防水性能，冷却液难以穿过所述迷宫离心腔4，因此在所述转子轴1和所述定子部分100之间形成了可靠的防水密封。并且当冷却液从所述离心盘3的外侧进入到所述迷宫离心腔4中后，由于所述转子轴1旋转时会带动所述离心盘3高速旋转，进而会带动所述迷宫离心腔4中的冷却液高速旋转，进而在离心力的作用下迷宫离心腔4中的冷却液会向外侧甩出所述迷宫离心腔4，进而防止了冷却液穿过所述迷宫离心腔4后进入到定子部分100和转子轴1之间的更深处，进一步提高了防水密封的效果。此外，而且所述离心盘3和所述迷宫盖2之间不接触，不会因磨损而导致密封性能下降，所述迷宫盖2与所述定子部分100相对固定，所述离心盘3与所述转子轴1相对固定，均不存在摩擦和磨损，因此能够长久保持较好的密封效果，密封更加稳定、可靠和持久，进而能够防止转子轴1和定子部分100之间的轴承21等元件被冷却液腐蚀损坏。

在本实施例中，所述离心盘3比所述迷宫盖2更靠近所述转子轴1的用于安装刀具的端部；具体的，在主动型防水电主轴中，所述转子轴1的一端部上用于安装刀具是本领域技术人员众所周知的。

如图1~3所示，所述迷宫盖2的朝向所述离心盘3的一端部上从内向外依次交替设置有第一凸齿5和第一凹槽6；

所述离心盘3的朝向所述迷宫盖2的一端部上从内向外依次交替设置有第二凸齿7和第二凹槽8；

所述第一凸齿5的宽度小于所述第二凹槽8的宽度，所述第二凸齿7的宽度小于所述第一凹槽6的宽度；

所述第一凸齿5插入至所述第二凹槽8中并且所述第二凸齿7插入至所述第一凹槽6中进而在所述迷宫盖2和所述离心盘3之间形成所述迷宫离心腔4；在本实施例中，所述第一凸齿5、第一凹槽6、第二凸齿7和第二凹槽8均为环形结构。

如图1~3所示，所述离心盘3的外周部设有与所述迷宫离心腔4的外周部连通并用于排出所述迷宫离心腔4中的液体的离心边孔9；

所述离心边孔9沿所述离心盘3的周向依次设有至少两个；在本实施例中，所述迷宫离心腔4的宽度在3mm左右，所述离心边孔9的直径也在3mm左右。

如图1~3所示，所述定子部分100可以包括外壳10和端盖11；其中，

所述端盖11连接在所述外壳10的一端部上；

所述转子轴1旋转连接在所述外壳10中并从所述端盖11中穿过，所述转子轴1与所述外壳10同轴设置；

所述迷宫盖2和所述离心盘3均设于所述转子轴1和所述外壳10之间；

所述迷宫盖2的外周部密封固定连接在所述外壳10上；

所述离心盘3位于所述迷宫盖2和所述端盖11之间；具体的，所述端盖11可以通过螺栓锁紧密封连接在所述外壳10上，刀具用于安装在所述转子轴1的穿过所述端盖11的一端部上。

如图1~3所示，所述外壳10和所述转子轴1之间设有环形腔12；

所述环形腔12还位于所述端盖11和所述离心盘3之间；

所述离心盘3的外侧壁与所述外壳10之间设有第一间隙13以防止所述外壳10和所述离心盘3之间产生摩擦，所述环形腔12通过所述第一间隙13与所述迷宫离心腔4连通；

所述外壳10上设有至少一个与所述环形腔12连通并用于排出所述环形腔12中的液体的出液孔14；具体的，所述出液孔14设有多个，多个所述出液孔14沿所述外壳10的周向依次均匀分布。其中，在向刀具喷射冷却液时，会有少量的冷却液从所述端盖11与所述转子轴1之间的间隙进入到所述环形腔12中，虽然进入到环形腔12中的冷却液很少并且能够从所述出液孔14排出，但是在长期使用过程中，还是会有少量的冷却液穿过所述第一间隙13后进入到所述迷宫离心腔4中。此时由于所述转子轴1高速旋转时会带动所述离心盘3高速旋转，进而会带动所述迷宫离心腔4中的冷却液高速旋转，进而在离心力的作用下迷宫离心腔4中的冷却液会向外侧甩出，然后从所述离心边孔9排出到所述第一间隙13中，然后进入到所述环形腔12中，然后再从所述出液孔14排走，进而实现了主动排出积聚的冷却液，防水密封效果更好，有效防止了冷却液穿过所述迷宫离心腔4后进入到外壳10和转子轴1之间的更深处，提高了防水密封性能。在本实施例中，所述出液孔14设有16个。

如图1~3所示，所述主动型防水电主轴还可以包括设于所述环形腔12中的防水罩15和多个离心块16；其中，

所述端盖11上设有朝向所述环形腔12的锥形密封面17；

所述防水罩15为锥形结构并套于所述转子轴1上，所述防水罩15的小径端密封固定连接在所述转子轴1上，多个所述离心块16连接在所述防水罩15的大径端上并沿所述防水罩15的周向依次排列；

所述防水罩15的内锥面与所述锥形密封面17适配并贴合在所述锥形密封面17上以防止冷却液从所述端盖11和转子轴1之间的间隙进入到所述环形腔12中；具体的，在所述转子轴1停止旋转时，所述防水罩15的内锥面贴合在所述锥形密封面17上，所述防水罩15还与所述转子轴1密封固定连接，因此冷却液无法从所述端盖11和转子轴1之间的间隙进入到所述环形腔12中。当所述转子轴1旋转时带动所述防水罩15旋转，进而带动所述防水罩15的大径端上的离心块16旋转，离心块16在离心力的作用下带动所述防水罩15的大径端向外扩张，进而使所述防水罩15产生弹性变形，防水罩15的大径端直径变大，进而使所述防水罩15的内锥面与所述锥形密封面17脱离接触，以防止所述防水罩15与所述端盖11的锥形密封面17产生摩擦，避免所述锥形密封面17和所述防水罩15被磨损。进一步具体的，在转子轴1静止时所述迷宫离心腔4中的冷却液无法被甩出，因此增加所述防水罩15进行防水。

在本实施例中，所述防水罩15的小径端可以通过抱箍部件抱紧连接在所述主轴上，进而使所述防水罩15的小径端与所述转子轴1固定密封连接；其中，所述防水罩15的材质可以为316不锈钢，316不锈钢的弹性就能够满足所述防水罩15的弹性变形要求。

在本实施例中，所述锥形密封面17的锥角为90°，所述离心块16设有16个。

如图1~3所示，所述外壳10和所述转子轴1之间还可以设有轴承室18；

所述离心盘3和所述迷宫盖2均位于所述环形腔12和所述轴承室18之间；

所述迷宫盖2的内侧壁与所述转子轴1之间设有第二间隙19以防止所述转子轴1和所述迷宫盖2之间产生磨损；

所述轴承室18通过所述第二间隙19与所述迷宫离心腔4的内周部连通；具体的，所述迷宫离心腔4为环形结构，在所述迷宫离心腔4中的冷却液被向外甩时，冷却液从所述迷宫离心腔4的内侧沿径向向外侧流动，此时会造成所述迷宫离心腔4的外周部的压力增大而内周部的压力减小，此时迷宫离心腔4的内周部的压力小于所述轴承室18中的压力，因此即使有少量的冷却液进入到所述轴承室18中，也会从所述第二间隙19被吸入所述迷宫离心腔4中，然后在离心力的作用下被甩向外侧，然后穿过所述离心边孔9进入到所述第一间隙13中。

在本实施例中，所述转子轴1通过两个轴承21旋转连接在所述外壳10中，所述轴承室18中安装有其中一个所述轴承21，所述转子轴1上还连接有用于抵住所述轴承21以定位所述轴承21的锁紧螺母22。

具体的，所述迷宫离心腔4中的冷却液在所述离心盘3的带动下高速旋转，进而在离心力的作用下迷宫离心腔4中的冷却液会向外侧甩出，然后从所述离心边孔9排出到所述第一间隙13中，然后进入到所述环形腔12中，然后再从所述出液孔14排走，进而实现了主动排出积聚的冷却液，防水密封效果更好，有效防止了冷却液穿过所述迷宫离心腔4后进入到所述轴承室18中，进而避免了轴承21等元件被冷却液腐蚀损坏。

如图1~3所示，所述外壳10中可以设有位于所述轴承室18的外侧的台阶部20；

所述迷宫盖2的外周部通过螺栓密封锁紧连接在所述台阶部20上，所述离心盘3的内周部可以密封紧配连接在所述转子轴1上。

如图1~3所示，所述端盖11的内侧壁与所述转子轴1之间设有密封间隙；具体的，所述端盖11与所述转子轴1之间通过所述密封间隙实现小间隙密封，小间隙密封可以依靠现有加工手段保证；进一步具体的，设置所述防水罩15能够挡住大多数的冷却液，避免冷却液进入到所述环形腔12中，因此只有少量的冷却液会进入到所述环形腔12中。

本实用新型的工作原理如下：

在使用过程中所述转子轴1上安装有刀具，在向所述刀具喷射冷却液时，冷却液会从所述离心盘3一侧进而到所述定子部分100和所述转子部分之间。由于所述离心盘3与所述转子轴1之间是密封的，所述迷宫盖2与所述定子部分100之间是密封的，所述迷宫离心腔4由于自身结构比较曲折，本身就具备很好的防水性能，冷却液难以穿过所述迷宫离心腔4，因此在所述转子轴1和所述定子部分100之间形成了可靠的防水密封。并且当冷却液从所述离心盘3的外侧进入到所述迷宫离心腔4中后，由于所述转子轴1旋转时会带动所述离心盘3高速旋转，进而会带动所述迷宫离心腔4中的冷却液高速旋转，进而在离心力的作用下迷宫离心腔4中的冷却液会向外侧甩出所述迷宫离心腔4，进而防止了冷却液穿过所述迷宫离心腔4后进入到定子部分100和转子轴1之间的更深处，进一步提高了防水密封的效果。此外，而且所述离心盘3和所述迷宫盖2之间不接触，不会因磨损而导致密封性能下降，所述迷宫盖2与所述定子部分100相对固定，所述离心盘3与所述转子轴1相对固定，均不存在摩擦和磨损，因此能够长久保持较好的密封效果，密封更加稳定、可靠和持久，进而能够防止转子轴1和定子部分100之间的轴承21等元件被冷却液腐蚀损坏。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主动型防水电主轴，其特征在于，它包括转子轴（1）、定子部分（100）、迷宫盖（2）和离心盘（3）；其中，

所述转子轴（1）旋转连接在所述定子部分（100）中；

所述迷宫盖（2）和所述离心盘（3）均设于所述转子轴（1）和所述定子部分（100）之间；

所述离心盘（3）的内周部密封固定连接在所述转子轴（1）上；

所述迷宫盖（2）的外周部密封固定连接在所述定子部分（100）上；

所述离心盘（3）和所述迷宫盖（2）之间配合形成有迷宫离心腔（4）。

2.根据权利要求1所述的主动型防水电主轴，其特征在于，所述离心盘（3）比所述迷宫盖（2）更靠近所述转子轴（1）的用于安装刀具的端部。

3.根据权利要求1所述的主动型防水电主轴，其特征在于，

所述迷宫盖（2）的朝向所述离心盘（3）的一端部上从内向外依次交替设置有第一凸齿（5）和第一凹槽（6）；

所述离心盘（3）的朝向所述迷宫盖（2）的一端部上从内向外依次交替设置有第二凸齿（7）和第二凹槽（8）；

所述第一凸齿（5）的宽度小于所述第二凹槽（8）的宽度，所述第二凸齿（7）的宽度小于所述第一凹槽（6）的宽度；

所述第一凸齿（5）插入至所述第二凹槽（8）中并且所述第二凸齿（7）插入至所述第一凹槽（6）中进而在所述迷宫盖（2）和所述离心盘（3）之间形成所述迷宫离心腔（4）。

4.根据权利要求3所述的主动型防水电主轴，其特征在于，

所述离心盘（3）的外周部设有与所述迷宫离心腔（4）的外周部连通并用于排出所述迷宫离心腔（4）中的液体的离心边孔（9）；

所述离心边孔（9）沿所述离心盘（3）的周向依次设有至少两个。

5.根据权利要求1所述的主动型防水电主轴，其特征在于，所述定子部分（100）包括外壳（10）和端盖（11）；其中，

所述端盖（11）连接在所述外壳（10）的一端部上；

所述转子轴（1）旋转连接在所述外壳（10）中并从所述端盖（11）中穿过；

所述迷宫盖（2）和所述离心盘（3）均设于所述转子轴（1）和所述外壳（10）之间；

所述迷宫盖（2）的外周部密封固定连接在所述外壳（10）上；

所述离心盘（3）位于所述迷宫盖（2）和所述端盖（11）之间。

6.根据权利要求5所述的主动型防水电主轴，其特征在于，

所述外壳（10）和所述转子轴（1）之间设有环形腔（12）；

所述环形腔（12）还位于所述端盖（11）和所述离心盘（3）之间；

所述离心盘（3）的外侧壁与所述外壳（10）之间设有第一间隙（13），所述环形腔（12）通过所述第一间隙（13）与所述迷宫离心腔（4）连通；

所述外壳（10）上设有至少一个与所述环形腔（12）连通并用于排出所述环形腔（12）中的液体的出液孔（14）。

7.根据权利要求6所述的主动型防水电主轴，其特征在于，还包括设于所述环形腔（12）中的防水罩（15）和多个离心块（16）；其中，

所述端盖（11）上设有朝向所述环形腔（12）的锥形密封面（17）；

所述防水罩（15）为锥形结构并套于所述转子轴（1）上，所述防水罩（15）的小径端密封固定连接在所述转子轴（1）上，多个所述离心块（16）连接在所述防水罩（15）的大径端上并沿所述防水罩（15）的周向依次排列；

所述防水罩（15）的内锥面与所述锥形密封面（17）适配并贴合在所述锥形密封面（17）上以防止冷却液从所述端盖（11）和转子轴（1）之间的间隙进入到所述环形腔（12）中。

8.根据权利要求6所述的主动型防水电主轴，其特征在于，

所述外壳（10）和所述转子轴（1）之间还设有轴承室（18）；

所述离心盘（3）和所述迷宫盖（2）均位于所述环形腔（12）和所述轴承室（18）之间；

所述迷宫盖（2）的内侧壁与所述转子轴（1）之间设有第二间隙（19）；

所述轴承室（18）通过所述第二间隙（19）与所述迷宫离心腔（4）的内周部连通。

9.根据权利要求8所述的主动型防水电主轴，其特征在于，

所述外壳（10）中设有位于所述轴承室（18）的外侧的台阶部（20）；

所述迷宫盖（2）的外周部通过螺栓密封锁紧连接在所述台阶部（20）上。

10.根据权利要求5所述的主动型防水电主轴，其特征在于，所述端盖（11）的内侧壁与所述转子轴（1）之间设有密封间隙。

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