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CN110814879B - 深孔内圆磨具的密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种深孔内圆磨具的密封结构，包括主轴、套筒、前轴承、高精度螺母、调整隔圈、锁紧螺母、端盖、砂轮法兰盘，砂轮法兰盘与端盖之间配合的空间设置带角度的交错式径向迷宫密封结构，砂轮法兰盘和端盖迷宫密封结构中间设置气密封结构，气体通过套筒上设置的径向气密封接头管螺纹和端盖上的通孔形成气体通道，向砂轮法兰盘内表面设置的环形腔供气，形成迷宫密封和气密封双重密封结构，有效阻止冷却液和杂质进入轴系。本发明采用了径向和轴向迷宫密封相结合，迷宫和气密封相结合结构的多种密封方式，有效保证了内圆磨具密封效果，提高了内圆磨具的回转精度，延长了内圆磨具轴承的使用寿命，同时该密封结构是非接触式结构，易于维护，节能环保。

Description

深孔内圆磨具的密封结构
技术领域
本发明涉及一种内圆磨具的密封结构，尤其涉及到一种用于深孔的内圆磨具的密封结构。
背景技术
深孔内圆磨削是磨削加工领域的难点，而其主关键部件内圆磨具的轴承的密封是磨具使用寿命关键。内圆磨具由于加工的特殊性，需要内圆磨具深入工件孔内部，最深达2米，长径比达1:10以上，工作环境恶劣，尤其是加工盲孔时，在磨削过程中产生的脱落磨粒、金属粉末以及高压磨削液及容易进入内圆磨具主轴轴系，从而影响内圆磨具的使用寿命，同时也降低了磨削精度。另一方面由于受到加工零件的空间限制同时为了提高磨削效率和磨削精度，需要尽可能提高内圆磨具的刚性，所以内圆磨具主轴和套筒的径向尺寸需要尽可能粗，这样对内圆磨具前端密封结构在空间尺寸要求非常紧凑，密封的可靠性要求非常高。传统的内圆磨具的前端轴承的密封结构，存在密封不可靠、导致内圆磨具使用寿命低的缺点。为了提高内圆磨具的使用寿命，需要对密封结构设计方法进行新的探讨。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种深孔内圆磨具的密封结构，使用该密封结构可以解决内圆磨具的前端轴承的有效密封，减少杂质进入内圆磨具轴系而影响内圆磨具的精度和使用寿命。
为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：一种深孔内圆磨具的密封结构，包括主轴、套筒、前轴承、高精度螺母、调整隔圈、锁紧螺母、端盖、砂轮法兰盘，所述砂轮法兰盘与端盖之间配合的空间设置带角度的交错式径向迷宫密封结构，所述砂轮法兰盘和端盖迷宫密封结构中间设置气密封结构，气体通过套筒上设置的径向气密封接头管螺纹和端盖上的通孔形成气体通道，向砂轮法兰盘内表面设置的环形腔供气，形成迷宫密封和气密封双重密封结构，有效阻止冷却液和杂质进入轴系。
进一步，所述锁紧螺母在与前轴承的内圈轴向定位的外径方向设置外凸起，所述端盖在与外圈轴向定位的内径方向设置内凸起，外凸起与内凸起配合形成台阶式迷宫密封结构。
进一步，所述台阶式迷宫式密封结构的轴向间隙控制在0.5～0.8mm之内，径向间隙控制在0.25～0.5mm之内。
进一步，所述台阶式迷宫式密封结构的轴向间隙由锁紧螺母圆周方向均布的四个紧定螺钉，顶紧与前轴承的内圈接触的高精度螺母后而形成，通过调节四个紧定螺钉可控制轴向间隙的大小，并可防止高精度螺母松动，保证轴向间隙在高速运转下不移位。
进一步，所述端盖和套筒之间设置O型圈密封，当前轴承的安装位置确定后，通过修磨位于前轴承与端盖之间的调整隔圈厚度，保证端盖与套筒端面间隙≤0.01mm，所述端盖与套筒之前通过紧固内六角螺钉固定连接，保证端盖和套筒无缝隙紧固在一起，有效防止冷却液进入轴系。
本发明的有益效果是：
本发明采用在内圆磨具的密封结构是对位于内圆磨具的前轴承采用径向和轴向双重迷宫式密封和端盖气密封相结合方式。砂轮法兰盘内表面设置的环形腔和端盖形成径向带角度迷宫密封，起到阻止杂质进入轴系的第一道防御，同时在砂轮法兰盘和端盖迷宫密封中间设置气密封，防止冷却液和杂质进入轴系的第二道防御；主轴上锁紧螺母外凸起与端盖内凸起形成台阶式迷宫密封，迷宫式密封的轴向间隙控制在0.5～0.8mm之内，直径间隙控制在0.25～0.5mm之内。它们是防止冷却液和杂质进入轴系的第三道防御；端盖和套筒之间设置O型圈密封，防止冷却液进入轴系的第四道防御。因此，本发明的密封结构采用了径向和轴向迷宫密封相结合，迷宫和气密封相结合结构的多种密封方式，有效保证了内圆磨具密封效果，提高了内圆磨具的回转精度，延长了内圆磨具轴承的使用寿命，同时该密封结构是非接触式结构，易于维护，节能环保。
附图说明
图1为本发明的深孔内圆磨具的密封结构剖视图；
图2为本发明的深孔内圆磨具的密封结构三维剖视示意图；
图中：1、主轴，2、套筒，3、前轴承，4、高精度螺母，5、调整隔圈，6、紧定螺钉，7、锁紧螺母，8、端盖，9、内六角螺钉，10、砂轮法兰盘，101、O型密封圈，102、端盖内凸起，103、锁紧螺母外凸起，104、端盖左侧外凸起，105、砂轮法兰盘外凸起，201、气密封接头管螺纹，202、气体通道，203、环形腔。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所示，一种深孔内圆磨具的密封结构，包括主轴1、套筒2、前轴承3、高精度螺母4、紧定螺钉6、锁紧螺母7、端盖8、砂轮法兰盘10、O型圈密封101等。套筒2前端装有端盖8，套筒2前部内通过前轴承3连接主轴1，前轴承3前端设有锁紧螺母7，锁紧螺母7通过高精度螺母4与前轴承3的内圈轴向定位连接，端盖8与轴承3的外圈之间设有调整隔圈5，主轴1前端装有砂轮法兰盘10。
由于内圆磨具密封空间位置紧张，密封结构的零件均需承担多种功能，首先利用砂轮法兰盘10与端盖8之间配合的空间设置带角度的交错式径向迷宫密封结构，同时在砂轮法兰盘10和端盖8迷宫密封结构中间设置气密封结构，气体通过套筒2上设置的径向气密封接头管螺纹201和端盖8上的通孔形成气体通道202，向砂轮法兰盘10内表面设置的环形腔203供气，形成迷宫密封和气密封双重密封结构，有效阻止冷却液和杂质进入轴系。迷宫密封和气密封双重密封结构的轴向间隙由砂轮法兰盘10在主轴1上的定位锥孔尺寸公差控制，间隙控制在0.8～1.5mm之内，径向间隙由工件径向尺寸公差精度保证控制在0.25～0.5mm之内。
然后利用主轴1上的前轴承3内圈轴向定位零件锁紧螺母7外径方向设置外凸起103与外圈轴向定位的端盖8内径方向设置内凸起102而形成台阶式迷宫密封结构，迷宫式密封结构的轴向间隙控制在0.5～0.8mm之内，径向间隙控制在0.25～0.5mm之内。该轴向间隙由锁紧螺母7在主轴1上位置决定，将前轴承3轴向定位锁紧用的高精度螺母4紧固后，在其的后面设置锁紧螺母7，在锁紧螺母7圆周方向均布四个紧定螺钉6，将紧定螺钉6顶紧前面的高精度螺母4，这样既起到防止高精度螺母4松动又防止锁紧螺母7自身松动作用，保证了轴向间隙在高速运转下不移位，径向间隙由工件自身的精度保证。该密封设置在径向和轴向均有效阻止杂质进入轴系，起到很好的密封作用。
在端盖8和套筒2之间设置固定密封O型圈密封101，当前轴承3的安装位置确定后，通过修磨调整隔圈5的厚度，保证端盖9与套筒2端面间隙小于0.01mm以下，然后紧固内六角螺钉9，保证端盖8和套筒2无缝隙紧固在一起，有效防止冷却液进入轴系的第四道防御。
本发明的密封结构采用了径向和轴向迷宫密封相结合，迷宫和气密封相结合结构的多种密封方式，有效保证了内圆磨具密封效果，提高了内圆磨具的回转精度，延长了内圆磨具轴承的使用寿命，同时该密封结构是非接触式结构，易于维护，节能环保。

Claims (1)

1.一种深孔内圆磨具的密封结构，包括主轴、套筒、前轴承、高精度螺母、紧定螺钉、锁紧螺母、端盖、砂轮法兰盘、O型圈密封，其特征在于：所述套筒前端装有端盖，套筒前部内通过前轴承连接主轴，前轴承前端设有锁紧螺母，锁紧螺母通过高精度螺母与前轴承的内圈轴向定位连接，在锁紧螺母圆周方向均布四个紧定螺钉，端盖与套筒之间通过紧固内六角螺钉固定连接，端盖与轴承的外圈之间设有调整隔圈，主轴前端装有砂轮法兰盘；砂轮法兰盘与端盖之间形成配合，配合的空间设置带角度的交错式径向迷宫密封结构，同时，在交错式径向迷宫密封结构中间设置气密封结构，气密封结构包括砂轮法兰盘内表面设置的环形腔，气体通过套筒上设置的径向气密封接头管螺纹和端盖上的通孔形成气体通道，通过气体通道向砂轮法兰盘内表面设置的环形腔供气，形成交错式径向迷宫密封结构和气密封双重密封结构；主轴上的前轴承内圈轴向定位零件锁紧螺母外径方向设置有外凸起，与前轴承外圈轴向定位的端盖内径方向设置的内凸起形成台阶式迷宫密封结构，台阶式迷宫式密封结构的轴向间隙控制在0.5～0.8mm之内，径向间隙控制在0.25～0.5mm之内，轴向间隙由锁紧螺母在主轴上位置决定，将前轴承轴向定位锁紧用的高精度螺母紧固后，将紧定螺钉顶紧高精度螺母，这样既起到防止高精度螺母松动又防止锁紧螺母自身松动作用，保证了轴向间隙在高速运转下不移位；在端盖和套筒之间设置O型圈密封，当前轴承的安装位置确定后，通过修磨调整隔圈的厚度，保证端盖与套筒端面间隙小于0.01mm 以下，端盖与套筒之间通过紧固内六角螺钉固定连接，保证端盖和套筒无缝隙紧固在一起，有效防止冷却液进入轴系。
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