專利名稱：電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及電機(jī)內(nèi)裝式電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工精度為主要特征的高速精密加工是當(dāng)代四大先 進(jìn)制造技術(shù)之一，是繼數(shù)控技術(shù)之后使制造技術(shù)產(chǎn)生第二次革命性飛躍的一項(xiàng)高新技術(shù)。 高速精密加工機(jī)床不僅具有極高的生產(chǎn)效率，而且可顯著地提高零件的加工精度和表面 質(zhì)量。高速精密機(jī)床的主軸作為核心功能部件，其性能的高低直接影響到高速精密加工 機(jī)床的整體發(fā)展水平。高速精密電主軸是一種基于軸承技術(shù)、精密制造與裝配技術(shù)的高 度機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品。其特點(diǎn)在于，將電機(jī)的功能與機(jī)床主軸功能從結(jié)構(gòu)上融為 一體，省去了復(fù)雜的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、可快速起動(dòng)和停車、 易于實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速和精密控制等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代制造業(yè)向高速度、高精度、高效率方向 的飛速發(fā)展，對機(jī)床主軸單元的性能要求越來越高，電主軸正逐步取代傳統(tǒng)的皮帶傳動(dòng) 式機(jī)械主軸，成為現(xiàn)代機(jī)床主軸的主流結(jié)構(gòu)。目前，應(yīng)用于高速精密電主軸的軸承主要 有磁懸浮軸承、空氣軸承、滾動(dòng)軸承和液體滑動(dòng)軸承。其中，磁懸浮軸承轉(zhuǎn)速高，磨損 小，但由于其控制系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高，其作為電主軸的實(shí)用性受到限制?？諝廨S承具有 轉(zhuǎn)速高，磨損小，精度高的優(yōu)點(diǎn)，但由于其剛度小，承載能力有限，只能用于微小切削 力加工的小功率主軸上。滾動(dòng)軸承是目前電主軸的主要支撐結(jié)構(gòu)，具有速度高、結(jié)構(gòu)簡 單、可批量生產(chǎn)、維修時(shí)可以整體更換等優(yōu)點(diǎn)，但是存在兩個(gè)固有的不足 一是由于滾 動(dòng)軸承是在接觸狀態(tài)下高頻率旋轉(zhuǎn)工作，不可避免地存在摩擦磨損和疲勞磨損，使用壽 命較短，工作一段時(shí)間之后，必須拆開主軸進(jìn)行維修，并且主軸的維修及裝配工藝復(fù)雜， 對維修人員的水平要求很高，維修或更換主軸需要花費(fèi)很多的時(shí)間和成本，對機(jī)床的生
產(chǎn)作業(yè)效率造成不良影響；二是由于滾動(dòng)軸承是依靠有限個(gè)滾動(dòng)體的剛性接觸提供承載
力，在軸承內(nèi)外滾道與滾珠接觸到的地方應(yīng)力很高，而沒有接觸到的地方應(yīng)力較小，在 圓周方向上必然存在著變形不均勻的現(xiàn)象，因此采用滾動(dòng)軸承作為支撐的電主軸不適用 于對加工精度和表面光潔度要求非常高的場合，如精密磨床、精密鏜床等。
液體滑動(dòng)軸承由于承載能力強(qiáng)、潤滑介質(zhì)具有阻尼減振和"均化"誤差的作用，因 此采用液體滑動(dòng)軸承作為支撐的機(jī)床主軸剛性好、回轉(zhuǎn)精度高，非常適合于作為精密機(jī) 床如精密磨床和精密鏜床的主軸部件。目前工程上采用液體滑動(dòng)軸承作為支撐的電主軸 常為電機(jī)后置式結(jié)構(gòu)或電機(jī)直聯(lián)式結(jié)構(gòu)，即電機(jī)定轉(zhuǎn)子位于前后軸承的后端，這種結(jié)構(gòu) 存在以下弱點(diǎn) 一是結(jié)構(gòu)尺寸大、軸承受力情況差、不利于機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊化；二是重量 大，插補(bǔ)響應(yīng)慢，輪廓形面加工精度難以保證；三是后置電機(jī)容易造成載荷偏載，偏載 負(fù)荷容易導(dǎo)致軸承溫升升高，不利于提高速度和精度。如果采用電機(jī)內(nèi)裝式液體動(dòng)靜壓 電主軸結(jié)構(gòu)，則具有如下明顯優(yōu)點(diǎn) 一是重量減小約50%，當(dāng)主軸頭作為機(jī)床的移動(dòng)部 件實(shí)行全數(shù)控插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)響應(yīng)速度很快，工件輪廓加工精度更高；二是結(jié)構(gòu)尺寸 減小約50%，有利于機(jī)床頭架和尾架的布置，由于可以很方便地避免加工過程中后置電 機(jī)與尾架或工件干涉，可提高機(jī)床的加工工件的尺寸范圍，減小機(jī)床結(jié)構(gòu)尺寸；三是軸 承受力狀況明顯改善，溫升明顯降低，轉(zhuǎn)速和精度更高。
但是，電機(jī)內(nèi)裝式電主軸在使用過程中存在前后滑動(dòng)軸承泄漏的液體難以密封的問 題，如果泄漏的油或水等液體侵入電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，容易導(dǎo)致腐蝕和絕緣損壞，縮 短電主軸的使用壽命，導(dǎo)致維修成本增高?，F(xiàn)有一種密封結(jié)構(gòu)，在主軸上開設(shè)環(huán)形槽， 在滑動(dòng)軸承上開設(shè)與環(huán)形槽對應(yīng)的擋液槽，這種結(jié)構(gòu)要求滑動(dòng)軸承要有足夠的長度，不 便于滑動(dòng)軸承的加工，精度難以保證；環(huán)形槽與擋液槽之間的空間小，不利于滑動(dòng)軸承 泄液循環(huán)，泄液流量少，散熱效果差。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種裝配維修工 藝性好、結(jié)構(gòu)合理、能夠?qū)瑒?dòng)軸承端部泄漏的液體進(jìn)行有效密封、避免泄露液體腐蝕 電機(jī)定轉(zhuǎn)子的電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案。
本實(shí)用新型的電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)，它包括電機(jī)轉(zhuǎn)子裝于中部、滑動(dòng)軸承套 設(shè)于兩端的主軸上所設(shè)甩液環(huán)和擋液環(huán)，主軸上設(shè)有環(huán)形溝槽，構(gòu)成甩液環(huán)，該甩液環(huán) 位于滑動(dòng)軸承和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間，擋液環(huán)套于甩液環(huán)外，并固定于滑動(dòng)軸承的端面，該擋 液環(huán)的內(nèi)孔為階梯孔，階梯孔的小孔段與主軸套接，大孔段則與甩液環(huán)之間形成擋液腔， 大孔段的下部設(shè)有排液口。
所述擋液環(huán)的小孔段設(shè)有溝槽。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于主軸上設(shè)有由環(huán)形槽形成的甩液環(huán)和擋
液環(huán)，從滑動(dòng)軸承泄漏的液體沿主軸流動(dòng)至甩液環(huán)，在離心力的作用下大部分液體被甩
至擋液腔的內(nèi)壁，再在重力的作用下流至排液口，經(jīng)排液口排出；擋液環(huán)通過緊固件安
裝于滑動(dòng)軸承上，兩者分開制造，便于滑動(dòng)軸承的加工；擋液環(huán)的大孔段與甩液環(huán)之間
形成擋液腔，其空間大，有利于將甩液環(huán)甩到擋液環(huán)內(nèi)壁的流體介質(zhì)集中在一起，從下
端的排液口排出，將熱量帶走，散熱效果好；在擋液環(huán)與主軸相接的內(nèi)孔上開有環(huán)形溝
槽，可有效防止少量沒有被甩液環(huán)甩掉的液體沿主軸流出擋液環(huán)，避免電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)
定子受到污染。本實(shí)用新型對滑動(dòng)軸承泄漏液體的密封性顯著提高，從根本上保護(hù)了電
機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，避免電機(jī)腐蝕和絕緣損壞，延長了電主軸的使用壽命。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中各標(biāo)號表示
I、 主軸 3、電機(jī)轉(zhuǎn)子 5、擋液腔
II、 甩液環(huán) 42、小孔段 44、溝槽
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子3裝于中部、 滑動(dòng)軸承2套設(shè)于兩端的主軸1上所設(shè)甩液環(huán)11和擋液環(huán)4，主軸1上設(shè)有環(huán)形溝槽， 構(gòu)成甩液環(huán)11，該甩液環(huán)11位于滑動(dòng)軸承2和電機(jī)轉(zhuǎn)子3之間，擋液環(huán)4套于甩液環(huán) 11夕卜，并固定于滑動(dòng)軸承2的端面，該擋液環(huán)4的內(nèi)孔為階梯孔，階梯孔的小孔段42 與主軸l套接，大孔段43則與甩液環(huán)11之間形成擋液腔5，大孔段43的下部設(shè)有排液 口 41 ，擋液環(huán)4的小孔段42設(shè)有溝槽44。
從位于主軸1兩端的滑動(dòng)軸承2泄漏的液體，沿主軸1流動(dòng)至甩液環(huán)11，在離心力的 作用下大部分液體被甩到擋液腔5的內(nèi)壁，再在重力的作用下流至排液口41，經(jīng)排液口
2、滑動(dòng)軸承 4、擋液環(huán) 6、電機(jī)定子 41、排液口 43、大孔段
41排出，可有效防止滑動(dòng)軸承2泄漏的液體飛濺至裝于主軸1中部的電機(jī)轉(zhuǎn)子3和電機(jī) 定子6中，其中擋液環(huán)4通過緊固件安裝于滑動(dòng)軸承2上，擋液環(huán)4與滑動(dòng)軸承2是分 開加工制造的，滑動(dòng)軸承2的加工精度容易保證；擋液環(huán)4、滑動(dòng)軸承2和主軸1圍成一 擋液腔5，擋液腔5空間大，有利于將甩液環(huán)11甩到擋液環(huán)4內(nèi)壁的流體介質(zhì)集中在一 起，從下端的出口排出，將熱量帶走，散熱效果好，在擋液環(huán)4與主軸1相接的內(nèi)孔上 設(shè)有溝槽4，可有效防止少量沒有被甩液環(huán)11甩掉的液體沿主軸1流出擋液環(huán)4，避免 電機(jī)轉(zhuǎn)子3和電機(jī)定子6受到污染。實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型對滑動(dòng)軸承2泄漏液體的密 封性顯著提高，從根本上保護(hù)了電機(jī)轉(zhuǎn)子3和電機(jī)定子6，避免電機(jī)腐蝕和絕緣損壞，延 長了電機(jī)和主軸l的使用壽命。
權(quán)利要求1、一種電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括電機(jī)轉(zhuǎn)子(3)裝于中部、滑動(dòng)軸承(2)套設(shè)于兩端的主軸(1)上所設(shè)甩液環(huán)(11)和擋液環(huán)(4)，主軸(1)上設(shè)有環(huán)形溝槽，構(gòu)成甩液環(huán)(11)，該甩液環(huán)(11)位于滑動(dòng)軸承(2)和電機(jī)轉(zhuǎn)子(3)之間，擋液環(huán)(4)套于甩液環(huán)(11)外，并固定于滑動(dòng)軸承(2)的端面，該擋液環(huán)(4)的內(nèi)孔為階梯孔，階梯孔的小孔段(42)與主軸(1)套接，大孔段(43)則與甩液環(huán)(11)之間形成擋液腔(5)，大孔段(43)下部設(shè)有排液口(41)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述擋液環(huán)(4) 的小孔段(42)設(shè)有溝槽(44)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電主軸的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)，旨在提供一種裝配維修工藝性好、結(jié)構(gòu)合理、能夠?qū)瑒?dòng)軸承端部泄漏的液體進(jìn)行有效密封、避免泄露液體腐蝕電機(jī)定轉(zhuǎn)子的滑動(dòng)軸承密封結(jié)構(gòu)。它包括電機(jī)轉(zhuǎn)子裝于中部、滑動(dòng)軸承套設(shè)于兩端的主軸上所設(shè)甩液環(huán)和擋液環(huán)，主軸上設(shè)有環(huán)形溝槽，構(gòu)成甩液環(huán)，該甩液環(huán)位于滑動(dòng)軸承和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間，擋液環(huán)套于甩液環(huán)外，并固定于滑動(dòng)軸承的端面，該擋液環(huán)的內(nèi)孔為階梯孔，階梯孔的小孔段與主軸套接，大孔段則與甩液環(huán)之間形成擋液腔，大孔段的下部設(shè)有排液口。
文檔編號F16J15/42GK201043607SQ200720063389
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者熊萬里, 鄧新春 申請人:熊萬里