[实用新型]一种电主轴鼻端密封结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及高速切削加工领域中电主轴的密封结构，具体是一种电主轴鼻端密封结构。

背景技术

电主轴作为高速切削加工技术应用的重要组成部分，属于高速旋转结构，对主轴转速有较高要求。在高速切削过程中切削液易溅射，并且切削热会导致切削液蒸发而产生水蒸气；此外，在高速旋转情况下，由于高速转动引起的主轴附近的气压差和虹吸效应的存在，切屑、切削液和水蒸气等污染物容易从主轴前端缝隙中被吸附到前端轴承处，破坏轴承润滑等工作环境，使轴承寿命降低甚至烧毁。

由于电主轴属于高速旋转结构，因此其前端密封(即鼻端密封)需采用非接触式密封，该密封结构的优劣将直接影响电主轴前端密封效果的好坏，从而影响电主轴前轴承寿命，甚至是整根电主轴的使用寿命。但现有的密封结构往往难以满足电主轴鼻端密封的要求。不良的密封结构，有可能在几天或数月内就导致一根价值几十万的电主轴故障返修，而一般返修成本在数万元不等。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种行之有效的电主轴鼻端密封结构，可大幅延长电主轴和轴承的使用寿命。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电主轴鼻端密封结构，设置在主轴的前端的外侧，所述的主轴的前端安装有轴承，所述的轴承的外侧安装有轴承座，该密封结构包括挡水环以及设置在所述的挡水环外侧的端盖和压盖，所述的压盖固定在所述的轴承座的前端，所述的端盖固定在所述的压盖的前端，所述的挡水环与所述的主轴螺纹连接，所述的端盖与所述的主轴之间设置有窄间隙的第一环形通道，所述的端盖与所述的挡水环之间设置有环形的储水腔，所述的压盖与所述的挡水环之间设置有第二环形通道，所述的压盖与所述的主轴之间设置有第三环形通道，所述的第二环形通道与所述的第三环形通道在主轴径向上相互错开，所述的第一环形通道、所述的储水腔、所述的第二环形通道及所述的第三环形通道依次连通，形成一连续的排污通道。加工时，主轴高速旋转，主轴前端产生切削液、切屑等污染物，首先大部分污染物因主轴的高速旋转产生的离心力作用而甩离主轴前端，窄间隙的第一环形通道能阻止可能的污染物进入，仅极少量的污染物可能经第一环形通 道进入排污通道内，第一环形通道起到第一级密封的作用；在第一级密封的基础上，储水腔、第二环形通道和第三环形通道构成第二级密封：穿过第一级密封的污染物沿主轴轴向前行时，先进入储水腔，再到达第二环形通道和第三环形通道，由于第二环形通道和第三环形通道在主轴径向上相互错开，污染物难以继续前行，随着主轴的不断旋转，这些污染物被甩到压盖的内壁上，并最终在储水腔内聚集，当主轴静止后，这些污染物因重力作用流出主轴前端。因此，第一级密封和第二级密封构成的密封结构即可实现对电主轴鼻端的有效密封，大幅延长电主轴和轴承的使用寿命。

所述的第二环形通道包括迂回设置的第一迂回槽，所述的挡水环的外表面上间隔设置有多个凸向所述的压盖的第一凸环，在所述的挡水环的外表面上即形成所述的第一迂回槽。第一迂回槽可增大污染物与挡水环的接触面积，增大污染物继续前行的阻力，使污染物远离轴承。

所述的第三环形通道包括迂回设置的第二迂回槽，所述的主轴的外表面上间隔设置有多个凸向所述的压盖的第二凸环，在所述的主轴的外表面上即形成所述的第二迂回槽。在第一迂回槽的基础上，第二迂回槽可进一步增大污染物前行的阻力，更好地保护轴承。

所述的压盖的后端与所述的轴承的前端之间设置有迷宫内环和迷宫外环，所述的迷宫内环和所述的迷宫外环通过凹凸结构配合形成迷宫结构，所述的迷宫内环与所述的迷宫外环之间形成有窄间隙的第四环形通道，所述的第四环形通道与所述的第三环形通道连通，所述的迷宫内环通过轴孔间隙配合形式安装在所述的主轴的外侧，所述的迷宫外环通过轴孔间隙配合形式安装在所述的轴承座的内侧。在第一级密封和第二级密封的基础上，通过凹凸结构配合形成迷宫结构的迷宫内环和迷宫外环构成第三级密封，形成密封的第三道屏障，达到电主轴鼻端的更好的密封效果。

所述的压盖上开设有若干通气孔，所述的若干通气孔与所述的排污通道相连通。通过若干通气孔往排污通道内通入一定压力的洁净的干燥空气，可使排污通道内形成正压力，使排污通道的内部压力高于主轴前端的外部压力，形成由内而外的气流流向，从而形成气密封结构，构成第四级密封，该第四级密封为辅助密封，改变主轴高速旋转带来的密封结构处的压力下降情况，避免虹吸现象，实现电主轴鼻端的最佳密封。