CN102861927A - 采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构 - Google Patents

采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构 Download PDF

Info

Publication number
CN102861927A
CN102861927A CN2012103614839A CN201210361483A CN102861927A CN 102861927 A CN102861927 A CN 102861927A CN 2012103614839 A CN2012103614839 A CN 2012103614839A CN 201210361483 A CN201210361483 A CN 201210361483A CN 102861927 A CN102861927 A CN 102861927A
Authority
CN
China
Prior art keywords
main shaft
annular
electric main
sliding bearing
speed electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103614839A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102861927B (zh
Inventor
陈渭
吴连军
范洪杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201210361483.9A priority Critical patent/CN102861927B/zh
Publication of CN102861927A publication Critical patent/CN102861927A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102861927B publication Critical patent/CN102861927B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，包括套装于伸出电机转子的电主轴上的滑动轴承，滑动轴承两端的电主轴上套装有前后对称的气封盖，并与滑动轴承两端紧固，其特征在于：滑动轴承中设有进气通道和排水通道，各气封盖与电主轴之间设置有通过进气通道与外部连通的环形气压密封装置，气封盖与电主轴间的间隙形成吹气通道；在滑动轴承内壁轴向两端对称开设有环形多级回水槽，该环形多级回水槽由排水通道连通外部。

Description

采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构
技术领域
本发明涉及一种高速电机主轴的密封装置，尤其涉及一种采用电机内装式电主轴的水润滑动静压轴承密封结构。
背景技术
高速数控机床的设计制造水平决定了我国整个制造业的水平，而现代高速数控机床的核心部件就是高速电主轴装置，其性能的高低直接影响到机床高速精密加工精度。采用电机内装式水润滑动静压电主轴的结构具有如下优点：一是结构紧凑，重量减轻；二是轴承受力状况较好，不易造成载荷偏载，精度较高。电主轴在水润滑动静压轴承油膜的支撑下做回转运动，承受流体动力与流体静力的综合作用，具有刚度大、阻尼小、寿命长、高速性能好等优点。由于采用水作为润滑介质，其粘度较油低，内部的摩擦力较小，在主轴超高速转动下功耗较低，因此发热量小，温升低，并且支撑刚度高、冷却效果好，为提高主轴转速创造了条件。
但是，由于采用水作为润滑介质，如果润滑介质水泄漏到电主轴电机中，容易导致腐蚀和绝缘损坏，可能造成严重事故，因此保证润滑介质水***露到电机内以及主轴外，是水润滑电主轴设计的关键之一。现有的密封结构装置有抽气式密封装置，主要利用真空抽气机在排水通道处形成负压，将泄漏的润滑介质水引入回水箱内。但是这种密封结构存在密封不可靠的问题，特别是在电主轴超高速运转情况下，密封效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于为采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴提出一种能够对泄漏的润滑介质水进行可靠有效密封的密封结构。这种结构可以同时实现阻止泄漏的水进入电机内部空间和防止主轴外部空间的杂质进入超高速电主轴内部，从而提供电机安全运行的可靠环境。
为了达到上述目的，本发明是采用下述技术方案予以实现的：
一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，包括套装于伸出电机转子的电主轴上的滑动轴承，滑动轴承两端的电主轴上套装有前后对称的气封盖，并与滑动轴承两端紧固，其特征在于：滑动轴承中设有进气通道和排水通道，各气封盖与电主轴之间设置有通过进气通道与外部连通的环形气压密封装置，气封盖与电主轴间的间隙形成吹气通道；在滑动轴承内壁轴向两端对称开设有环形多级回水槽，该环形多级回水槽由排水通道连通外部。
上述方案中，所述的环形多级回水槽为环形三级回水槽，其具体结构为，在滑动轴承内壁轴向两端自内向外对称开设有环形一级回水槽、环形二级回水槽、环形三级回水槽；该环形三级回水槽均由排水通道18连通，排出泄漏的润滑水。
所述环形气压密封装置包括环形气压密封槽和环形气压均匀腔，其中，环形气压密封槽设置在各气封盖与电主轴之间的内壁上；环形气压均匀腔设置在气封盖与滑动轴承端部径向结合处，环形气压密封槽周向均匀分布有连通环形气压均匀腔的多个通孔。所述通孔数量为6~48个。该通孔为斜孔，其中心线与轴线之间的夹角为45°到135°。
本发明与现有技术相比，具有密封可靠，结构简单等优点。通过将水润滑动静压轴承与密封的环形回水槽结构做成一个整体，工艺性较好，减少了装配环节，消除了安装误差对密封效果的影响。而气封盖与轴承通过螺栓紧固，安装简单，安装后形成了气压环形密封槽和气压环形均匀槽，设计巧妙，气封盖单独加工，减少了气压环形密封槽和气压环形均匀槽之间通孔的加工难度，降低加工成本。通过引入外部气源，气源气体通过进气通道进入环形气压均匀腔，通过环形气压密封槽周向均匀分布的通孔进入环形气压密封槽，主轴外部空间的杂质不易进入超高速电主轴内部，同时将泄漏的润滑水通过环形回水槽排除，防止电机进水。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴的一种密封结构示意图。
图2是图1中I部的放大图。
图1、图2中：1、电主轴；2、气封盖（前）；3、环形气压密封槽（前）；4、环形气压均匀腔（前）；5、环形三级回水槽（前）；6、环形二级回水槽（前）；7、环形一级回水槽（前）；8、进气通道；9、轴承盖；10、滑动轴承；11、气封盖（后）；12、电机转子；13、环形气压密封槽（后）；14、环形气压均匀腔（后）；15、环形三级回水槽（后）；16、环形二级回水槽（后）；17、环形一级回水槽（后）；18、排水通道；19、通孔。
具体实施方式
如图1所示，本发明的电主轴的水润滑轴承密封结构中，滑动轴承10套装于伸出电机转子12的电主轴1上，滑动轴承10两端的电主轴1上套装有前后对称的气封盖2、11，并与滑动轴承10紧固，滑动轴承中设有进气通道8和排水通道18。在滑动轴承10内壁轴向两端对称开设有环形一级回水槽7、17，环形一级回水槽7、17外侧设置环形二级回水槽8、16，环形二级回水槽8、16外侧设置有环形三级回水槽9、15；该三级前、后环形回水槽由排水通道18连通，排出泄漏的润滑水。
气封盖2、11与电主轴1之间的内壁上设置有环形气压密封槽3、13；气封盖2、11与滑动轴承10端部径向结合部设有环形气压均匀腔4、14；环形气压均匀腔4、14由进气通道8与外部连通。环形气压密封槽3、13周向均匀分布有连通环形气压均匀腔4、14的通孔。通孔数量可以为6~48个，最好为36个。气封盖2、11与电主轴1间的间隙形成吹气通道。
如图2所示，通孔19为斜孔，其中心线与轴线之间的夹角可以为45°到135°，图示夹角为70°。通孔19的作用主要是将环形气压均匀腔内的气压导入到环形气压密封槽，随着通孔19数量的增多，在环形气压密封槽内形成的气体密封力在周向分布更加均匀。
本发明密封结构的工作原理是：外部气源通过进气通道8分别进入前、后环形气压均匀腔4、14，环形气压均匀腔4、14的气体经多个通孔19进入前、后气压密封槽3、13内，前气压密封槽3内的气体流向分为两部分，一部分经前气封盖2与主轴1间的间隙形成的吹气通道到达主轴前端，从而阻止主轴外部空间的杂质进入超高速电主轴内，另一部分气体流入前环形三级回水槽5、6、7随泄漏的润滑水由排水通道18流出，阻止泄漏的润滑水流进主轴外部。后气压密封槽13内的气体流向同样分为两部分，一部分经后气封盖11与主轴1的间隙形成的吹气通道到达电主轴装置内部，另一部分气体流入后环形三级回水槽16、17、18随泄漏的润滑水由排水通道18流出，阻止了滑动轴承端泄的润滑介质水和水蒸气流进电机内。实验证明，本发明对采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封性能可靠，从根本上保护了电机，避免电机腐蚀和绝缘损坏，为超高速电主轴的安全运行提供了可靠环境。

Claims (5)

1.一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，包括套装于伸出电机转子的电主轴上的滑动轴承，滑动轴承两端的电主轴上套装有前后对称的气封盖，并与滑动轴承两端紧固，其特征在于：滑动轴承中设有进气通道和排水通道，各气封盖与电主轴之间设置有通过进气通道与外部连通的环形气压密封装置，气封盖与电主轴间的间隙形成吹气通道；在滑动轴承内壁轴向两端对称开设有环形多级回水槽，该环形多级回水槽由排水通道连通外部。
2.如权利要求1所述的采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，其特征在于：所述的环形多级回水槽为环形三级回水槽，其具体结构为，在滑动轴承内壁轴向两端自内向外对称开设有环形一级回水槽、环形二级回水槽、环形三级回水槽；该环形三级回水槽均由排水通道连通，排出泄漏的润滑水。
3.如权利要求1所述的采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，其特征在于：所述环形气压密封装置包括环形气压密封槽和环形气压均匀腔，其中，环形气压密封槽设置在各气封盖与电主轴之间的内壁上；环形气压均匀腔设置在气封盖与滑动轴承端部径向结合处，环形气压密封槽周向均匀分布有连通环形气压均匀腔的多个通孔。
4.如权利要求1所述的采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，其特征在于：所述通孔数量为6~48个。
5.如权利要求1所述的采用水润滑动静压轴承的高速电主轴密封结构，其特征在于：所述通孔为斜孔，其中心线与轴线之间的夹角为45°到135°。
CN201210361483.9A 2012-09-25 2012-09-25 采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构 Expired - Fee Related CN102861927B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210361483.9A CN102861927B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210361483.9A CN102861927B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102861927A true CN102861927A (zh) 2013-01-09
CN102861927B CN102861927B (zh) 2014-07-02

Family

ID=47441203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210361483.9A Expired - Fee Related CN102861927B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102861927B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103394712A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 江苏新贝斯特中传科技有限公司 一种双头车主轴
CN103939617A (zh) * 2014-04-30 2014-07-23 广州市昊志机电股份有限公司 一种高性能腔体式轴端气封结构
CN104070455A (zh) * 2014-06-04 2014-10-01 湖南海捷主轴科技有限公司 超精磨球轴承外圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法
CN104369054A (zh) * 2013-08-17 2015-02-25 杜桂林 一种铣床电主轴检测多功能滑环
CN105370887A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 西北工业大学 一种用于旋转机械转子的静动复合密封结构及方法
CN106763214A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 东南大学 一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承
CN107100940A (zh) * 2017-05-19 2017-08-29 温岭市九洲电机制造有限公司 一种电机的润滑结构
CN108436114A (zh) * 2018-03-27 2018-08-24 东莞市科隆实业有限公司 一种主轴轴芯装配结构
CN108481077A (zh) * 2018-04-09 2018-09-04 苏州安路特汽车部件有限公司 一种数控机床主轴排水方法
CN108895086A (zh) * 2018-09-20 2018-11-27 燕山大学 一种带有金属橡胶环的空气静压轴承
CN109261993A (zh) * 2018-11-21 2019-01-25 陕西海力特精密机械有限公司 数控车床用高速电主轴气体密封结构
CN110425286A (zh) * 2019-08-20 2019-11-08 葛亮 一种同轴双叶片气体隔离密封装置
CN113547341A (zh) * 2021-09-22 2021-10-26 北京博鲁斯潘精密机床有限公司 一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副
CN114484245A (zh) * 2021-12-27 2022-05-13 中车永济电机有限公司 一种应用于高速电机的喷油润滑密封结构
CN114937632A (zh) * 2022-07-25 2022-08-23 华海清科股份有限公司 一种应用于晶圆处理的双向气封结构和晶圆处理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415366C2 (zh) * 1984-04-25 1987-05-27 Congermania Mess- Und Regelgeraete Gmbh, 2440 Oldenburg, De
US5921731A (en) * 1996-12-31 1999-07-13 The Ingersoll Milling Machine Company High speed hydrostatic spindle
CN101564770B (zh) * 2009-05-15 2011-01-05 西安交通大学 一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201564770U (zh) * 2009-12-18 2010-09-01 董建民 艾灸架

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415366C2 (zh) * 1984-04-25 1987-05-27 Congermania Mess- Und Regelgeraete Gmbh, 2440 Oldenburg, De
US5921731A (en) * 1996-12-31 1999-07-13 The Ingersoll Milling Machine Company High speed hydrostatic spindle
CN101564770B (zh) * 2009-05-15 2011-01-05 西安交通大学 一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103394712A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 江苏新贝斯特中传科技有限公司 一种双头车主轴
CN103394712B (zh) * 2013-07-30 2016-03-23 江苏新贝斯特中传科技有限公司 一种双头车主轴
CN104369054A (zh) * 2013-08-17 2015-02-25 杜桂林 一种铣床电主轴检测多功能滑环
CN104369054B (zh) * 2013-08-17 2016-08-10 佛山市春日精密机械有限公司 一种铣床电主轴检测多功能滑环
CN103939617A (zh) * 2014-04-30 2014-07-23 广州市昊志机电股份有限公司 一种高性能腔体式轴端气封结构
CN103939617B (zh) * 2014-04-30 2016-05-11 广州市昊志机电股份有限公司 一种高性能腔体式轴端气封结构
CN104070455A (zh) * 2014-06-04 2014-10-01 湖南海捷主轴科技有限公司 超精磨球轴承外圈沟道磨削砂轮的静压修整器及修整方法
CN105370887A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 西北工业大学 一种用于旋转机械转子的静动复合密封结构及方法
CN105370887B (zh) * 2015-11-04 2017-07-14 西北工业大学 一种用于旋转机械转子的静动复合密封结构及方法
CN106763214A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 东南大学 一种用于电机后置式电主轴辅助支承的动静压水轴承
CN107100940A (zh) * 2017-05-19 2017-08-29 温岭市九洲电机制造有限公司 一种电机的润滑结构
CN108436114A (zh) * 2018-03-27 2018-08-24 东莞市科隆实业有限公司 一种主轴轴芯装配结构
CN108481077A (zh) * 2018-04-09 2018-09-04 苏州安路特汽车部件有限公司 一种数控机床主轴排水方法
CN108895086A (zh) * 2018-09-20 2018-11-27 燕山大学 一种带有金属橡胶环的空气静压轴承
CN109261993A (zh) * 2018-11-21 2019-01-25 陕西海力特精密机械有限公司 数控车床用高速电主轴气体密封结构
CN110425286A (zh) * 2019-08-20 2019-11-08 葛亮 一种同轴双叶片气体隔离密封装置
CN110425286B (zh) * 2019-08-20 2020-07-03 乐清市芮易经济信息咨询有限公司 一种同轴双叶片气体隔离密封装置
CN111706529A (zh) * 2019-08-20 2020-09-25 刘小龙 一种同轴双叶片气体隔离密封装置
CN111706530A (zh) * 2019-08-20 2020-09-25 刘小龙 同轴双叶片气体隔离密封装置
CN111706529B (zh) * 2019-08-20 2021-06-29 苏州玛旭自动化科技有限公司 一种同轴双叶片气体隔离密封装置
CN111706530B (zh) * 2019-08-20 2021-06-29 苏州玛旭自动化科技有限公司 同轴双叶片气体隔离密封装置
CN113547341A (zh) * 2021-09-22 2021-10-26 北京博鲁斯潘精密机床有限公司 一种超精密圆柱形静压数控机床导轨副
CN114484245A (zh) * 2021-12-27 2022-05-13 中车永济电机有限公司 一种应用于高速电机的喷油润滑密封结构
CN114937632A (zh) * 2022-07-25 2022-08-23 华海清科股份有限公司 一种应用于晶圆处理的双向气封结构和晶圆处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102861927B (zh) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102861927B (zh) 采用水润滑动静压轴承的超高速电主轴密封结构
CN101564770B (zh) 一种采用水润滑动静压轴承的高速电主轴装置
CN102094845B (zh) 空气压缩机的轴封装置
CN103084588B (zh) 使用气液两相润滑的高速动静压轴承支撑的电主轴装置
CN103286679A (zh) 一种超高速空气轴承电主轴
JPWO2017014156A1 (ja) オイルシール構造、および、過給機
CN205101283U (zh) 涡轮增压器的压气机端密封结构、涡轮增压器及汽车
CN110397740B (zh) 高速螺旋密封装置
CN201963591U (zh) 空气压缩机的轴封装置
CN102632257A (zh) 液体静压轴承主轴装置
CN103100729B (zh) 使用滑动轴承和滚动轴承复合支撑的高速电主轴装置
CN102758774B (zh) 一种压缩机用供油结构及采用该供油结构的卧式旋转压缩机
CN104691612A (zh) 一种电动液压助力转向泵总成
CN102699356B (zh) 立式液体悬浮电主轴
CN208078786U (zh) 电机轴伸端的密封结构
CN203336197U (zh) 碟式分离机高速轴承润滑装置
CN205350060U (zh) 钻具用串接式轴承
CN102116322B (zh) 一种用于核电站的设备冷却水泵
CN208513658U (zh) 一种液体静压电主轴
CN104315150A (zh) 一种回转唇形迷宫密封装置
CN209539406U (zh) 磁悬浮透平发电机组
CN204258511U (zh) 滑动轴承的密封结构
CN201925233U (zh) 一种用于核电站的设备冷却水泵
CN209805569U (zh) 一种单向旋转永磁高速电机及其双向空气轴承
CN202646398U (zh) 一种端盖式滑动轴承抗负压油气密封装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140702

Termination date: 20170925