[发明专利]一种用在脂润滑轴承上的直通式非接触气密封结构设计

说明书

技术领域

本发明属于轴承密封技术领域，特别涉及到一种用在脂润滑轴承上的直通式非接触气密封结构设计。

背景技术

目前电主轴对轴承的润滑大量采用油脂润滑，这种润滑方式为了保护外界污染物进入，多在轴承前端采用迷宫型间隙密封、接触式皮碗密封或者气密封方式。这三种密封方式：

1、在迷宫型间隙密封结构中，因为密封间隙的存在，对于工作环境存在大量冷却液和水汽的或者工作端上仰环境中，水和加工形成的颗粒状杂质经常进入轴承和主轴内部，导致轴承润滑脂失效甚至烧毁安装在内部的主轴电机；另外存在的问题是，形成密封结构的零件的尺寸精度和形状精度要求严格，加工要求严格，经常需要返修，提高了管理和生产成本。

2、接触式皮碗密封可以形成严密的防护，避免外界污染物体进入，但是缺点明显，主要是接触面处的线速度严格限制和工作寿命偏低并且不稳定，进而也造成主轴轴承寿命的不确定。

3、气密封的主要问题是单点倾斜出气，密封不均匀，同样存在工作隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用在脂润滑轴承上的直通式非接触气密封结构设计，该密封结构设计可避免在油脂润滑轴承上因为主轴工作端密封问题引发的废水、水汽、固体颗粒杂质进入电主轴轴承中，提高了电主轴轴承使用寿命，提高了轴承和主轴的工作可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

所述的用在脂润滑轴承上的直通式非接触气密封结构设计是先在用于固定轴承的前盖上加工出一条水平气路和与之相贯通的竖直气路，水平气路与预先加工好的壳体气路联通，通过O型密封圈密封在联通处，壳体气路上设置进气嘴，然后将前盖通过螺栓固定在壳体上以便压紧轴承外圈；前盖上的竖直气路外端用堵头堵死，竖直气路的另一端与采取过盈配合、紧密安装在前盖内孔槽中的分气环气路联通，分气环在内径和外径面上分别设计有错位环槽，沿环槽圆面法线方向的环槽内均匀分布着八个直列的小通孔，这八个小通孔与内、外相错位的环槽联通，分气环的外环槽对应前盖下端的竖直气路，分气环的内环槽对应在固定螺母上，分气环内径与固定螺母外经之间留有一定间隙，固定螺母旋接在转轴上以便压紧轴承内圈；压缩空气通过进气嘴进入水平气路、竖直气路，在分气环外环槽形成的气腔中聚集并均匀分布，再通过分气环上的八个小通孔高速喷出进入固定螺母与分气环之间的间隙中形成新的气腔，对高速流动的压力空气进行均匀化分并形成可靠的压力环带，由于外部空气流动阻力小，高速流动的压缩空气不断向转轴外部喷出，阻挡外界杂质进入旋转的轴承中。

由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：

1、整体密封结构设计合理，结构简单，方便实用，不影响主轴端部空间；

2、气路和密封环加工方便、安装与调试也方便，使用成本低；

3、使用密封介质是压缩空气，无毒无污染；

4、降低了气流噪声，改善了工作环境；

5、缩短主轴悬壁，提高主轴刚性；

6、对压缩空气的最低压力要求降低，使用范围广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图1中：1-转轴；2-固定螺母；3-分气环；4-前盖；5-堵头；6-O型密封圈；7-进气嘴；8-壳体；9-轴承。

具体实施方式

如图1所示：前盖(4)是一个组合件，分气环(3)和前盖(4)采用过盈配合，采用压装的方式组合在一起，前盖(4)上的竖直气孔外端用堵头(5)堵死。前盖(4)和壳体(8)用螺栓可靠联接，安装时必须保证壳体(8)与前盖(4)的水平气孔对准联通，并用O型密封圈(6)严密防漏。

工作时压缩空气经过固定在壳体(8)的进气嘴(7)进入转轴(1)壳体(8)的水平气路中，再进入前盖(4)的水平气路和竖直气路，进入前盖(4)与分气环(3)外径环槽形成的气腔中，压缩空气经过聚集和均匀分布，通过分布在分气环(3)小通孔高速喷出，进入分气环(3)与固定螺母(2)之间的狭小间隙中在分气环(3)的内径上的环槽固定螺母(2)与所形成气腔，压缩空气在此重新均匀散布，并形成环型的分布均匀的压力环带，切断了转轴(1)轴承(9)与外界的物质交换。固定螺母(2)固定在转轴(1)上并随着转轴(1)一起旋转。转轴(1)上加载各种工装进行旋转工作。

本发明的密封结构设计采用直通式非接触气密封，可以阻挡外界各种杂质经由各处间隙进入轴承(9)的可能性，从而达到保护轴承免遭各种杂质损害的作用，进而提高轴承(9)的使用寿命。