CN116816936A - 一种用于电主轴用密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电主轴技术领域，尤其是一种用于电主轴用密封结构。一种用于电主轴用密封结构，包括主轴外壳和芯轴，主轴外壳和芯轴的前后两端通过轴承活动安装，主轴外壳上有向外凸起的安装环，在安装环的外侧固定安装有端盖，端盖和安装环上分别安装有第一进气道和第二进气道，端盖内安装有前后移动的活塞杆，活塞杆用于封堵/打开第一进气道和第二进气道，端盖的前端有排气口，芯轴上安装有旋转叶轮。通过端部可移动的活塞杆用于封堵/打开第一进气道和第二进气道，便于空气进入到主轴内部，通过旋转叶片带动空气形成高压气流，使高压气流从前端内的排气口排出，避免主轴外部的废屑进入到主轴内。

Description

一种用于电主轴用密封结构

技术领域

本发明涉及电主轴技术领域，尤其是一种用于电主轴用密封结构。

背景技术

在中高端五轴数控机床领域，带有车铣功能互相转换的五轴数控机床机床可以实现回转类零件车、铣、镗、钻、攻丝、多轴联动曲面加工、斜面钻孔等复杂多任务加工。加工时会产生大量切削液，切屑粉尘等的污染物，其中部分污染会通过主轴前端的间隙进入主轴，从而污染主轴内部重要零件轴承等。

目前比较常用的有以下几种：①单一结构的迷宫组成的密封端盖：②多结构组成的密封端盖：③以气压形成气幕的密封结构等。单一结构的密封端盖设计简单，成本低，结构紧凑，但是防水和污染的效果差，极易造成内部零件锈蚀等现象，气压较低且不均衡无法对整个环形空间进行：多结构组成的密封端盖，具有良好的密封效果，能防止绝大多数较大颗粒的污染物，但其设计和安装会相对复杂：以气幕密封通过气压对间隙高压，从而达到外部污染物无法进入的效果，但是这往往需要很大的压强才可以做到，对供气设备有着极大要求。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种用于电主轴用密封结构，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于电主轴用密封结构。

本发明的一种用于电主轴用密封结构，包括主轴外壳和芯轴，主轴外壳和芯轴的前后两端通过轴承活动安装，主轴外壳上有向外凸起的安装环，在安装环的外侧固定安装有端盖，端盖和安装环上分别安装有第一进气道和第二进气道，端盖内安装有前后移动的活塞杆，活塞杆用于封堵/打开第一进气道和第二进气道，端盖的前端有排气口，芯轴上安装有旋转叶轮。

这种用于电主轴用密封结构，通过端部可移动的活塞杆用于封堵/打开第一进气道和第二进气道，便于空气进入到主轴内部，通过旋转叶片带动空气形成高压气流，使高压气流从前端内的排气口排出，避免主轴外部的废屑进入到主轴内。

进一步的，在芯轴上有凸起的环状阻挡块，阻挡块内侧为跟随其一起转动的卡块一，在端盖接近安装环的位置有向下延伸的卡块二，卡块一以及卡块二呈现为扣状对接，并且卡块一与卡块二之间具有间隙，使卡块一在卡块二转动。

在芯轴和端盖内通过卡块一和卡块二组成迷宫，就有一定的放水防屑的作用，用于停机或者主轴转速较低的车削时使用。

进一步的，端盖内有多个弹簧安装孔，在每一个弹簧安装孔内都安放有弹簧，弹簧的端部与密封板接触，密封板与可活动的活塞杆接触。

端盖内的密封板用于对端部的出气口进行密封，在停机或者主轴转速较低的时候进行封堵操作，提高密封效果。

进一步的，在芯轴上安装有跟随其一起转动的排气盖一，端盖的内侧有向内延伸的排气盖二，排气盖一与排气盖二之间具有空气流通的通道。

排气盖一和排气盖二之间的通道用于被旋转叶轮带动的高压空气流动，方便将空气引导到排气口。

进一步的，排气盖一与排气盖二的端面上有环形的密封卡槽，在密封板的内侧与密封卡槽对应的位置安装有密封圈。

当停机或者主轴转速较低的车削的时候，通过密封板上的密封圈卡入到排气盖一和排气盖二端部的密封卡槽内，完成密闭，避免废屑水进入。

进一步的，在端盖内固定有固定叶轮，排气盖一与排气盖二在靠近固定叶轮的一侧有用于气流导入的开口。

端盖内侧安装有固定叶轮，用于梳理旋转叶轮输送来的混乱气流，使气流稳定。

进一步的，固定叶轮上有通孔，该通孔用于安装活塞杆。

活塞杆通过固定轮进行限位安装，方便活塞杆进行前后移动。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：这种用于电主轴用密封结构利用主轴自身的旋转使叶片产生高速气流，经过定子叶片的导向将这股高速高压气体引导至排气口，电主轴通常是以一万转以上的速度进行旋转，转子叶片高速旋转会产生一股吸力，气缸内部气体被吸入高速转子叶片中，气体也获得极大的能量，形成较大的压强，气体的流动是从高压流向低压，这就导致排气口会有一股大的压强在对外排气，以达到阻止污染物进入主轴的效果，另外，电主轴停止转动或在进行车削工作时，转子叶片无法带动气流形成高压，本装置前端的结构能够确保主轴处于完全密封状态。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的图2的局部放大示意；

图4是本发明的端部剖视图一；

图5是本发明的端部剖视图二；

图中1、主轴外壳，2、芯轴，3、安装环，4、端盖，5、第一进气道，6、第二进气道，7、活塞杆，8、排气口，9、旋转叶轮，10、环状阻挡块，11、卡块一，12、卡块二，13、弹簧安装孔，14、密封板，15、排气盖一，16、排气盖二，17、密封卡槽，18、密封圈，19、固定叶轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1-图3，主轴外壳1和芯轴2之间通过轴承活动安装，使芯轴2能够在主轴外壳1内进行转动，同时主轴外壳1上向外凸起的安装环3用于与设备进行对接安装，前后移动活塞杆7在向图3中左侧移动的时候，对第一进气道5和第二进气道6进行封堵，此时外部的空气不会进入到电主轴内部，旋转叶轮9即使跟着芯轴2转动，也不会产生向外的高压，方便主轴在低速或停止的时候进密闭，避免此时切削水和杂质进入到主轴内；

当活塞杆7在向图3右侧移动之后，芯轴2高速转动，产生高压空气，并且气流从排气口8排出，在主轴端部形成气幕，起到密封防水防杂质的目的。

参见图3，在芯轴2和端盖4上分别安装的卡块一11和卡块二12的结构图中所示，为互相扣住的结构，两者之间形成密封用的迷宫，在芯轴2转动的时候，利用这迷宫结构提供一部分的密封效果，适用于停机和低转速的车削操作。

参见图4和图5，端盖4内的密封板14通过弹簧提供向内侧的推力，在低转速的车削和停车的时候用于密封操作，密封板14与活塞杆7接触，带动活塞杆7先图中左侧移动，对第一进气道5和第二进气道6进行封堵。

参见图5，排气盖一15和排气盖二16之间具有通道，在安装在芯轴2上的旋转叶轮9高速转动的时候，高压气流通过上述通道之后由排气口8排出，在主轴的端部形成气幕，起到防水和防屑的作用。

在主轴停机或者低转速操作的时候，密封板14在弹簧的作用下带动密封圈18卡入到排气盖一15和排气盖二16端部的密封卡槽17内，完成密封，使主轴的端部密闭，满足防水防屑的作用。

固定叶轮19是安装在端盖4的内侧的，固定叶轮19将被旋转叶轮9吹过来的高压空气进行梳理，使气流稳定，确保主轴的动平衡。

固定叶轮19上为活塞杆7提供一个安装位置，也对活塞杆7的移动进行导向。

本发明的工作原理如下：

当主轴处于停机或者低转速的车削操作的时候，此时旋转叶轮9的转速交底，带动主轴内的空气流通的能力也较差，那么主轴内的空气经过排气盖一15以及排气缸二16的气流速度较慢，此时密封板14上的密封圈18被安装在弹簧安装孔13内的弹簧带动下压紧在排气盖一15以及排气缸二16端部密封卡槽17内，气流的推力难易推开密封板14，此时密封板14也推动活塞杆7对第一进气道5和第二进气道6进行封堵，此时，主轴的前端以及两个进气口都为密闭状态，就能保证此时主轴的密封效果，有效密封切削液和废屑进入到主轴内部。

当主轴需要高速转动的进行加工的时候，第一进气道5和第二进气道6上连通气泵，气泵将空气压入，此时注入的空气的压力要大于推动密封板14上弹簧弹力的总和，此时气流进入到主轴内部，一部分流向卡块一11和卡块二12组成的迷宫位置，此时迷宫位置的气流压力大于端部排气口8的压力，及时此时主轴并未启动，由于空气流的存在，主轴端部也不会进入切削液，起到密封的作用，当主轴高速（9000-18000r/min）转动的时候，带动安装芯轴2上的旋转叶轮9转动，从第一进气道5和第二进气道6处吸入大量干净的空气，形成高压气流，高压气流经过固定叶轮19的梳理之后，使气流稳定，高压气流通过排气盖一15和排气盖二16之间形成的通道排出，此时气流的推力远远大于弹簧推动密封板14的推力，这样就能保持密封板14被压紧在端盖4端部，气流通过排气口8排出，在主轴端部形成气幕，满足防止高速颗粒直接冲击主轴内部零件的目的。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于电主轴用密封结构，包括主轴外壳（1）和芯轴（2），主轴外壳（1）和芯轴（2）的前后两端通过轴承活动安装，其特征在于：主轴外壳（1）上有向外凸起的安装环（3），在安装环（3）的外侧固定安装有端盖（4），端盖（4）和安装环（3）上分别安装有第一进气道（5）和第二进气道（6），端盖（4）内安装有前后移动的活塞杆（7），活塞杆（7）用于封堵/打开第一进气道（5）和第二进气道（6），端盖（4）的前端有排气口（8），芯轴（2）上安装有旋转叶轮（9）。

2.根据权利要求1所述的一种用于电主轴用密封结构，其特征在于：在芯轴（2）上有凸起的环状阻挡块（10），阻挡块（10）内侧为跟随其一起转动的卡块一（11），在端盖（4）接近安装环（3）的位置有向下延伸的卡块二（12），卡块一（11）以及卡块二（12）呈现为扣状对接，并且卡块一（11）与卡块二（12）之间具有间隙，使卡块一（11）在卡块二（12）转动。

3.根据权利要求2所述的一种用于电主轴用密封结构，其特征在于：端盖（4）内有多个弹簧安装孔（13），在每一个弹簧安装孔（13）内都安放有弹簧，弹簧的端部与密封板（14）接触，密封板（14）与可活动的活塞杆（7）接触。

4.根据权利要求3所述的一种用于电主轴用密封结构，其特征在于：在芯轴（2）上安装有跟随其一起转动的排气盖一（15），端盖（4）的内侧有向内延伸的排气盖二（16），排气盖一（15）与排气盖二（16）之间具有空气流通的通道。

5.根据权利要求4所述的一种用于电主轴用密封结构，其特征在于：排气盖一（15）与排气盖二（16）的端面上有环形的密封卡槽（17），在密封板（14）的内侧与密封卡槽（17）对应的位置安装有密封圈（18）。

6.根据权利要求5所述的一种用于电主轴用密封结构，其特征在于：在端盖（4）内固定有固定叶轮（19），排气盖一（15）与排气盖二（16）在靠近固定叶轮（19）的一侧有用于气流导入的开口。

7.根据权利要求6所述的一种用于电主轴用密封结构，其特征在于：固定叶轮（19）上有通孔，该通孔用于安装活塞杆（7）。