[发明专利]一种旋转轴气幕产生单元、气密封装置及其加工方法

说明书

本发明公开了一种旋转轴气幕产生单元、气密封装置及其加工方法，属于旋转机构端盖的密封技术领域。本发明包括轴向定位机构，该轴向定位机构是与旋转轴同轴的环形结构，轴向定位机构内设置有上述的气幕产生单元和与之相连的供气单元；气幕产生单元包括导流面和限流面，导流面和限流面构成四周封闭两端开口的气幕产生单元，导流面用于引导出气端气流朝向旋转轴的非密封端喷射。本发明的气流由进气端进入气幕产生单元，气流在导流面的引导作用下由进气端流动至出气端，气流朝向旋转轴的非密封端喷射，避免空气和颗粒物进入旋转轴中，提高了气密封效果。

本发明专利申请是针对申请号为2017101765790分案申请，原申请的申请日为：2017-03-23，发明创造名称为：一种气密封的气幕产生单元和旋转轴气密封装置。

技术领域

本发明涉及旋转机构与固定端盖的密封技术领域，更具体地说，涉及一种气密封的气幕产生单元和旋转轴气密封装置。

背景技术

机床主轴通过轴承与机床主体相连，以便能够使主轴相对于壳体旋转。在采用机床对工件进行加工的过程中常常将工具或工件安装于主轴的顶端，开动电机通过主轴带动顶端的工具或工件高速旋转，从而进行切削、磨削、铣削等加工。在机加工的过程中为防止被加工工件与刀具之间咬死、提高加工表面精度，在工件加工的过程中往往将冷却液或切削液等喷射在工具、工件上。但是，由于主轴相对于壳体是处于相对旋转的运动状态，高速旋转的机床主轴与壳体端盖之间存在着间隙。因此，机加工过程中的冷却液、碎屑等易穿过壳体与主轴之间的空隙进入轴承中，致使轴承咬死，并引发一系列的生产事故。

为防止冷却液及碎屑进入，常用的密封方法有：迷宫密封、橡胶密封等。但是，现有的密封技术存在以下技术问题：1)切削过程中，由于冷却液喷射速度快、颗粒粒径小，迷宫式密封的效果较差，无法完全阻挡冷却液夹带微小切屑颗粒进入，造成主轴、轴承和其它零部件发生磨损。2)橡胶密封是接触密封，虽然密封效果较好，但是橡胶易与高速旋转的主轴发生摩擦，从而致使主轴温度过高而发生热变形，并导致主轴回转精度降低、寿命下降，进而影响机床的使用和加工性能，降低机床加工的可靠性。

经检索，已经有相关技术方案公开。如油脂磨用电主轴的气密封结构设计方法(专利号：ZL200810237316.7，公告日：2011.07.27)，水轮发电机外加动力的气密封装置(专利号：ZL201320463129.7，公告日：2013.12.25)，提出了气密封的方法，但该技术方案中的气密封效果较差，且气密封的空气需要充分干燥，不然易造成气体中的水分进入轴承和主轴中，从而影响轴承其使用寿命。

此外，发明创造的名称为：一种混合机主轴轴端密封装置(申请号：201210130775.1，公布日：2013.10.30)和机床主轴前端密封装置(专利号：ZL201420353044.8，公告日：2014.12.24)，采用多重密封保护，显著提高密封性能；但是其结构复杂，需要两个密封系统，使得密封成本较高。因此，亟需开发出适用于高速旋转主轴的密封装置，从而提高主轴的使用寿命和工件的加工精度。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中高速旋转主轴的密封效果较差，提供一种气密封的气幕产生单元和旋转轴气密封装置；

其中提供的一种气密封的气幕产生单元，通过导流面引导出气端气流朝向旋转轴的非密封端喷射，可以避免空气和颗粒物进入旋转轴中，进而可以提高气密封的效果；进一步地，结合进气端的截面积大于出气端的截面积，可以提高出气端出气强度和气密封效果；

其中提供的一种旋转轴气密封装置，轴向定位机构内设置有气幕产生单元和与之相连的供气单元，可以避免空气和颗粒物进入旋转轴中，进而可以提高气密封的效果；进一步地，结合环形供气通道的截面积大于气幕产生单元进气端的截面积，可以提高气密封的出气强度和气密封效果；