楊樹(shù)生 李坤 王晶星(xīng)
(沈機集團昆明機床股(gǔ)份有限(xiàn)公司)
摘 要:介紹了鏜床鏜軸密封結構及其原(yuán)理,分析了臥式銑鏜床鏜軸的密封結構,並給出了各結(jié)構的優缺點。
關鍵詞(cí):鏜軸;密(mì)封;結構
0 引(yǐn)言
鏜軸密封的目的是為了阻止鐵屑、冷卻液、灰(huī)塵等汙物進入鏜軸組件內部,同時阻止鏜軸軸承潤滑油或潤滑脂外漏。臥(wò)式鏜床鏜軸呈水平布置,這種結構使得汙物更易進入,從而對(duì)臥式鏜(táng)床鏜軸密封設計提出更加苛刻的要求。鑒於此,本文介紹了臥式銑鏜床(chuáng)鏜軸4種密封(fēng)結構,並分析了各結構的特點(diǎn)及優缺點。
1、臥式鏜床鏜軸密封結(jié)構
常見的臥式鏜床鏜軸密封結構形式可總結為以下4種:縫隙密封、曲(qǔ)路密封、甩油環密封和氣體密封。這4種密封結(jié)構形式都屬於非接觸式旋轉密封。非接觸式(shì)密封是(shì)通過在被密封的流體中產生壓降達到密封。這種密封結構簡單、耐用、運行可靠。但是,鏜(táng)床的鏜軸屬(shǔ)於精密(mì)機構,單一的密封形式作用有一定的(de)局限性。因此,本文介紹了實際中如何(hé)把(bǎ)幾(jǐ)種密封形式組(zǔ)合使用。
縫隙密封結構是鏜軸與軸(zhóu)承壓蓋通孔之間僅保留狹小縫隙,在鏜軸端頭(tóu)上和(hé)軸(zhóu)承壓蓋上開(kāi)有幾道極(jí)窄的間隙,半徑(jìng)間隙通常為0.1mm~0.3mm。利(lì)用極小間隙產生節流效應從而達到密封(fēng)效果,這(zhè)種密封結(jié)構簡單,但密封效果相對較差。
曲路密封是由旋轉的和固定的密封零件(jiàn)之間拚(pīn)合成的曲折(shé)的隙縫所組合而成。利用流(liú)體在(zài)經過狹窄而曲(qǔ)折的曲路時的節流效(xiào)應產生的密封效果。根據密封曲路凹凸的方向(xiàng)判斷,可把密封曲路分為徑向曲路和軸向曲路。通過理論(lùn)分析(xī)得知,曲路長度越長、間隙越小,密(mì)封效果(guǒ)越(yuè)好。但間隙越小,相關零件加工周期(qī)越長(zhǎng),成本越高,且隨零件溫(wēn)度(dù)升高,由於(yú)熱長(zhǎng)冷縮出現(xiàn)旋轉零件和固定零件脹死現象。關於曲路間(jiān)隙在設計時的具體取值(zhí),設計者可結合鏜(táng)床實際使用情況來(lái)確定,也可通過查詢相關軸承樣本來(lái)確定。
甩油環密(mì)封是在鏜(táng)軸端部上加工6道鋸齒形(xíng)環槽,利用鏜軸高(gāo)速旋轉時產(chǎn)生的離心力將流體甩出再經軸承端蓋的集油腔及與軸承腔相通的油孔流回(huí)進行(háng)密封。通常鋸(jù)齒環槽可采用等邊的,也可采用不等邊的。當采(cǎi)用(yòng)不等邊鋸齒環槽時,應注意鋸齒(chǐ)的方向與流體方向相反。
氣體密封是利用(yòng)壓(yā)縮(suō)空氣在鏜軸和配合零件之間的縫隙內產(chǎn)生一道向外的(de)氣簾,從而阻止流體進入鏜軸(zhóu)部件內(nèi)部(bù)實現密封。鏜軸前端采(cǎi)用(yòng)氣體密(mì)封時(shí),鏜軸後端也應采用相似結構的氣體密封,從而保(bǎo)證鏜軸內部壓力平衡(héng),避免出現大流速空氣對流現象。壓縮空氣應淨化(huà)和幹燥後才能進入鏜軸內部。
2、鏜軸密(mì)封的組合(hé)形式
圖1為從前(qián)至後依(yī)次采用了不等邊對稱甩油密封和曲路密封。這種密封(fēng)結構的優點是零件結構簡單,便於加工和裝配。缺點是鏜軸(zhóu)和軸承(chéng)蓋之(zhī)間有一定間隙,由於製造和裝配誤差,很易導致冷(lěng)卻液、鐵屑等雜質進入曲路密封。而此類(lèi)曲路密封僅僅起到一個阻(zǔ)擋內部的作(zuò)用,當鏜軸(zhóu)快速旋轉時產生(shēng)離心(xīn)力,很易把雜質甩進入鏜軸軸(zhóu)承,失去了密封效果(guǒ)。因(yīn)此,這種結構的使用越(yuè)來(lái)越少。
圖2從前至後一次采用了不(bú)等邊對稱甩(shuǎi)油密封和雙(shuāng)曲路密封。這種結構和(hé)圖1相比較Z大的優點是當雜質進入曲路後由於采用上下形式的曲路密封(fēng),能很好阻擋由於鏜軸高(gāo)速旋(xuán)轉產生離心力帶來的雜質,同時曲路密封還可防止軸承潤滑油外漏的作用。其次,此密封結構具有結構簡(jiǎn)單安(ān)裝方便的特點。因此這種結構的使用越來越多。
圖3所示的密封結構采用了密(mì)封圈、縫隙密封和(hé)曲路密封。在縫隙密封和曲路密封的基礎上增加了擋油圈和壓蓋,實現了阻(zǔ)止汙物(wù)進入鏜軸組件內部,同時實現了阻止鏜軸軸承潤滑油或潤滑脂外(wài)漏(lòu)的效果。但是這種結構複雜,對零件加工和裝配要求較高。因此,這種結構主要應用在高精度加工中心上。
圖4密封結構(gòu)采用了曲路密封、縫(féng)隙密封和(hé)甩油密封結構。這種結構能很好防止雜質(zhì)進(jìn)入鏜軸內部,但是這種結構複雜且對零件的加工及裝配都具(jù)有較高的要求。因此,不建議采用此種結構(gòu)。
3、結語
鏜床鏜軸密(mì)封的(de)方法有很多種,如(rú)何合理(lǐ)選用密封結構形式(shì),需要設計(jì)者根據鏜床的使用環境、鏜(táng)床加工時(shí)的(de)節拍(pāi)等因素來(lái)綜合確定。綜(zōng)上,通過對比分析可看出(chū),甩油密封和雙曲路密封及縫隙密封和曲路結構更有優勢。因此,這種結構目前被廣(guǎng)泛用於臥(wò)式鏜床鏜軸密封結(jié)構中(zhōng)。
來源:《機電設備》2015年4期