[发明专利]采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速电机主轴的密封装置，尤其涉及一种采用电机内装式电主轴的水润滑动静压轴承密封结构。

背景技术

高速数控机床的设计制造水平决定了我国整个制造业的水平，而现代高速数控机床的核心部件就是高速电主轴装置，其性能的高低直接影响到机床高速精密加工精度。采用电机内装式水润滑动静压电主轴的结构具有如下优点：一是结构紧凑，重量减轻；二是轴承受力状况较好，不易造成载荷偏载，精度较高。电主轴在水润滑动静压轴承油膜的支撑下做回转运动，承受流体动力与流体静力的综合作用，具有刚度大、阻尼小、寿命长、高速性能好等优点。由于采用水作为润滑介质，其粘度较油低，内部的摩擦力较小，在主轴超高速转动下功耗较低，因此发热量小，温升低，并且支撑刚度高、冷却效果好，为提高主轴转速创造了条件。

但是，由于采用水作为润滑介质，如果润滑介质水泄漏到电主轴电机中，容易导致腐蚀和绝缘损坏，可能造成严重事故，因此保证润滑介质水不泄露到电机内以及主轴外，是水润滑电主轴设计的关键之一。现有的密封结构装置有抽气式密封装置，主要利用真空抽气机在排水通道处形成负压，将泄漏的润滑介质水引入回水箱内。但是这种密封结构存在密封不可靠的问题，特别是在电主轴超高速运转情况下，密封效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于为采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴提出一种能够对泄漏的润滑介质水进行可靠有效密封的密封结构。这种结构可以同时实现阻止泄漏的水进入电机内部空间和防止主轴外部空间的杂质进入超高速电主轴内部，从而提供电机安全运行的可靠环境。

为了达到上述目的，本发明是采用下述技术方案予以实现的：

一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，包括套装于伸出电机转子的电主轴上的滑动轴承，滑动轴承两端的电主轴上套装有前后对称的气封盖，并与滑动轴承两端紧固，其特征在于：滑动轴承中设有进气通道和排水通道，各气封盖与电主轴之间设置有通过进气通道与外部连通的环形气压密封装置，气封盖与电主轴间的间隙形成吹气通道；在滑动轴承内壁轴向两端对称开设有环形多级回水槽，该环形多级回水槽由排水通道连通外部。

上述方案中，所述的环形多级回水槽为环形三级回水槽，其具体结构为，在滑动轴承内壁轴向两端自内向外对称开设有环形一级回水槽、环形二级回水槽、环形三级回水槽；该环形三级回水槽均由排水通道18连通，排出泄漏的润滑水。

所述环形气压密封装置包括环形气压密封槽和环形气压均匀腔，其中，环形气压密封槽设置在各气封盖与电主轴之间的内壁上；环形气压均匀腔设置在气封盖与滑动轴承端部径向结合处，环形气压密封槽周向均匀分布有连通环形气压均匀腔的多个通孔。所述通孔数量为6~48个。该通孔为斜孔，其中心线与轴线之间的夹角为45°到135°。

本发明与现有技术相比，具有密封可靠，结构简单等优点。通过将水润滑动静压轴承与密封的环形回水槽结构做成一个整体，工艺性较好，减少了装配环节，消除了安装误差对密封效果的影响。而气封盖与轴承通过螺栓紧固，安装简单，安装后形成了气压环形密封槽和气压环形均匀槽，设计巧妙，气封盖单独加工，减少了气压环形密封槽和气压环形均匀槽之间通孔的加工难度，降低加工成本。通过引入外部气源，气源气体通过进气通道进入环形气压均匀腔，通过环形气压密封槽周向均匀分布的通孔进入环形气压密封槽，主轴外部空间的杂质不易进入超高速电主轴内部，同时将泄漏的润滑水通过环形回水槽排除，防止电机进水。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴的一种密封结构示意图。

图2是图1中I部的放大图。

图1、图2中：1、电主轴；2、气封盖（前）；3、环形气压密封槽（前）；4、环形气压均匀腔（前）；5、环形三级回水槽（前）；6、环形二级回水槽（前）；7、环形一级回水槽（前）；8、进气通道；9、轴承盖；10、滑动轴承；11、气封盖（后）；12、电机转子；13、环形气压密封槽（后）；14、环形气压均匀腔（后）；15、环形三级回水槽（后）；16、环形二级回水槽（后）；17、环形一级回水槽（后）；18、排水通道；19、通孔。

具体实施方式