專利名稱：高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動靜壓密封技術(shù)，特別是涉及一種應(yīng)用氣動靜壓密封技術(shù)的高 精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)。
背景技術(shù)：
在磨削砂輪主軸的使用過程中，由于工作環(huán)境的因素，砂輪主軸的前端經(jīng)常被大 量的水份、砂粒、金屬微削等包圍，一旦發(fā)生這些物質(zhì)滲入到主軸的前軸承中，很容易造成 軸承功能的早期失效，為此設(shè)計者對此十分重視，一般在主軸的前端設(shè)計密封圈的結(jié)構(gòu)及 機械迷宮式的結(jié)構(gòu)來避免上述的問題。但于實際的應(yīng)用過程中，所述的密封圈的結(jié)構(gòu)及機械迷宮式的結(jié)構(gòu)所達到的效果 并不理想，例如用密封圈結(jié)構(gòu)，雖然防水防塵效果好，但由于其存在機械接觸，當砂輪主軸 高速旋轉(zhuǎn)時，造成大量的摩擦熱，進而致使所述主軸的前軸承升溫過高，而影響了其運轉(zhuǎn)性 能；而采用機械迷宮式的結(jié)構(gòu)雖然可以避免上述現(xiàn)象，但當外界的水、塵環(huán)境壓力過高時還 是會滲入主軸的前軸承中，所以上述的兩種結(jié)構(gòu)的可靠性仍存在問題。再者，在現(xiàn)代的金切設(shè)備中，例如氣體或液體等流動壓力介質(zhì)被廣泛實用，在旋轉(zhuǎn) 部件和靜壓部件之間的氣體或液體的傳輸就需要通過配氣器或配油器來聯(lián)接，這種裝置內(nèi) 部一般均需要機械密封裝置(如油封等)，當旋轉(zhuǎn)部件高速轉(zhuǎn)動時，發(fā)熱現(xiàn)象十分明顯，另 由于配氣器或配油器在運動時會產(chǎn)生振動，進而直接影響到主軸的運動精度。所以，如何提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，以避免現(xiàn)有技 術(shù)中的缺點，已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域之業(yè)者目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種高精度數(shù)控特大型立 式磨削中心的密封機構(gòu)，以消除現(xiàn)有技術(shù)中零件間易滲入外界的水、塵和零件間因產(chǎn)生摩 擦而升溫，進而影響砂輪主軸運行等問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中 心的密封機構(gòu)，應(yīng)用于所述高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的砂輪主軸上，其特征在于，所 述密封機構(gòu)至少包括密封座壓板、密封法蘭座以及氣動靜壓軸承。其中，所述密封座壓板 及密封法蘭座設(shè)置于所述砂輪主軸的前端，且所述密封座壓板與密封法蘭座之間保持有預(yù) 設(shè)間隙，并所述密封法蘭座內(nèi)設(shè)置有多個節(jié)流小孔；所述氣動靜壓軸承對應(yīng)所述節(jié)流小孔 設(shè)置，包括徑向氣動靜壓軸承和軸向氣動靜壓軸承，所述徑向氣動靜壓軸承和軸向氣動靜 壓軸承互相緊配成一體，于高壓氣源輸入時，利用所述節(jié)流小孔以使所述砂輪主軸與密封 法蘭座之間處于分隔狀態(tài)，并于所述砂輪主軸的安裝空間中形成一個正壓力區(qū)，以能有效 防止外界流體的侵入。在本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)還包括一環(huán)形供氣槽，以 輸入高壓氣源至所述砂輪主軸的安裝空間中。
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在本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)中，所述密封座壓板和密 封法蘭座與所述氣動靜壓軸承之間保持有預(yù)設(shè)間隙，具體的，所述預(yù)設(shè)間隙與節(jié)流小孔的 數(shù)量及孔徑呈成正比，于一詳細的實施方式中，所述預(yù)設(shè)間隙小于1. 5X IO-3Cm0在本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)中，所述節(jié)流小孔分為徑 向節(jié)流小孔及軸向節(jié)流小孔，即所述徑向氣動靜壓軸承對應(yīng)所述徑向節(jié)流小孔，所述軸向 氣動靜壓軸承對應(yīng)所述軸向節(jié)流小孔。如上所述，本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相 比，利用靜壓軸承，使高速旋轉(zhuǎn)的砂輪主軸與使用氣動靜壓軸承的密封法蘭座相分離，防止 接觸后產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，又利用氣動靜壓軸承具有較高空氣壓力，在砂輪主軸軸承安裝空間 中形成一個正壓力區(qū)，能有效防止外界冷卻液、水霧的侵入，達到良好的防護目的，由于氣 動靜壓軸承與砂輪主軸的間隙較小，因而比一般氣動密封的用氣量少。


圖1為本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)放大示意圖。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在不背離本 發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖1及圖2，為本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)示意 圖，需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式 中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實 際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為 復雜。如圖所示，本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，應(yīng)用于 所述高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的砂輪主軸1上，所述密封機構(gòu)至少包括密封座壓 板2、密封法蘭座3以及氣動靜壓軸承4。所述密封座壓板2及密封法蘭座3設(shè)置于所述砂輪主軸1的前端，且所述密封座 壓板2與密封法蘭座3之間保持有預(yù)設(shè)間隙A，并所述密封法蘭座3內(nèi)設(shè)置有多個節(jié)流小 孔；于具體的實施方式中，所述節(jié)流小孔分為徑向節(jié)流小孔32及軸向節(jié)流小孔31。所述氣動靜壓軸承4對應(yīng)所述節(jié)流小孔設(shè)置，包括徑向氣動靜壓軸承42和軸向氣 動靜壓軸承41，所述徑向氣動靜壓軸承42和軸向氣動靜壓41軸承互相緊配成一體，于高壓 氣源輸入時，利用所述節(jié)流小孔以使所述砂輪主軸1與密封法蘭座3之間處于分隔狀態(tài)，并 于所述砂輪主軸1的安裝空間中形成一個正壓力區(qū)，以能有效防止外界流體的侵入。于具體的實施方式中，所述氣動靜壓軸承4與所述密封座壓板2和密封法蘭座3 之間保持有預(yù)設(shè)間隙A，具體的，所述預(yù)設(shè)間隙A與節(jié)流小孔的數(shù)量及孔徑呈成正比，以保 證從軸向氣動靜壓軸承41節(jié)流小孔排出的氣量與徑向間隙排出的氣量保持一定比例，以獲得足夠剛度和保持懸浮狀態(tài)和獲得穩(wěn)定的等壓區(qū)。于本實施方式中，所述預(yù)設(shè)間隙A小 于1. 5X 10-3cm,以獲得足夠的剛度保證兩零件之間保持懸浮狀態(tài)，又保證從間隙之間排出 的氣壓不至于過高，浪費氣源壓力。需要說明的是，即所述徑向氣動靜壓軸承42對應(yīng)所述徑向節(jié)流小孔32，所述軸向 氣動靜壓軸承41對應(yīng)所述軸向節(jié)流小孔31。在本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)還包括一環(huán)形供氣槽5， 以輸入高壓氣源至所述砂輪主軸1的安裝空間中。于具體的實施方式中，壓縮空氣提供的氣源通過所述環(huán)形供氣槽5為軸向氣動靜 壓軸承41節(jié)流小孔(兩側(cè)面均有若干個，在圓周排列)提供氣源，并沿著所述密封座壓板2 及密封法蘭座3互相裝配后形成的間隙A排出，由于節(jié)流小孔的作用使軸向氣動靜壓軸承 41在密封座壓板2及密封法蘭座3之間懸浮，起到消除零件形狀誤差的作用，另外由于壓縮 空氣途徑節(jié)流小孔和窄小的間隙所形成的阻尼，其壓力已大大衰減，而后向軸承兩側(cè)排出， 圖中向左(呈如圖中向左箭頭所示)排出的低壓氣起到了防止水和砂輪灰侵入的作用，向 右(呈如圖中向右箭頭所示)排出的低壓氣起到了防止軸承上的潤滑脂在高速旋轉(zhuǎn)時的甩 出，多余的氣體由通道向外溢出，這是第一個作用。于具體的實施方式中，氣源流經(jīng)軸向氣動靜壓軸承41后進入徑向氣動靜壓軸承 42的環(huán)形供氣槽，徑向氣動靜壓軸承42的內(nèi)孔表面加工有徑向氣動靜壓軸承42的節(jié)流小 孔(在圓周兩側(cè)面均布若干個)壓縮徑向節(jié)流小孔排入氣動靜壓軸承4與砂輪主軸1之間 的配合間隙A后排出，由于節(jié)流小孔的作用，使徑向氣動靜壓軸承42在砂輪主軸1上懸浮 不與之發(fā)生接觸，保證砂輪主軸1在高速旋轉(zhuǎn)時不發(fā)生接觸，避免了摩擦發(fā)熱，以及對主軸 旋轉(zhuǎn)精度的干涉。在徑向氣動靜壓軸承42的中央部件還有若干孔與砂輪主軸1上的徑向 節(jié)流小孔32對應(yīng)。由于在兩排徑向節(jié)流小孔32之間所形成的等壓區(qū)，避免了壓縮空氣從 徑向氣動靜壓軸承42流向砂輪主軸1上相應(yīng)小孔時所引起的衰減，所以壓縮空氣仍以較高 的壓力提供砂輪主軸1向前端的用氣需要。綜上所述，本發(fā)明的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相 比，利用靜壓軸承，使高速旋轉(zhuǎn)的砂輪主軸與使用氣動靜壓軸承的密封法蘭座相分離，防止 接觸后產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，又利用氣動靜壓軸承具有較高空氣壓力，在砂輪主軸軸承安裝空間 中形成一個正壓力區(qū)，能有效防止外界冷卻液、水霧的侵入，達到良好的防護目的，由于氣 動靜壓軸承與砂輪主軸的間隙較小，因而比一般氣動密封的用氣量少。故，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 習此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，應(yīng)用于所述高精度數(shù)控特大型立 式磨削中心的砂輪主軸上，其特征在于，所述密封機構(gòu)至少包括密封座壓板及密封法蘭座，設(shè)置于所述砂輪主軸的前端，且所述密封座壓板與密封法 蘭座之間保持有預(yù)設(shè)間隙，并所述密封法蘭座內(nèi)設(shè)置有多個節(jié)流小孔；以及氣動靜壓軸承，對應(yīng)所述節(jié)流小孔，包括徑向氣動靜壓軸承和軸向氣動靜壓軸承，所述 徑向氣動靜壓軸承和軸向氣動靜壓軸承互相緊配成一體，于高壓氣源輸入時，利用所述節(jié) 流小孔以使所述砂輪主軸與密封法蘭座之間處于分隔狀態(tài)，并于所述砂輪主軸的安裝空間 中形成一個正壓力區(qū)，以能有效防止外界流體的侵入。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于還 包括一環(huán)形供氣槽，以輸入高壓氣源至所述砂輪主軸的安裝空間中。
3.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于所 述密封座壓板和密封法蘭座與所述氣動靜壓軸承之間保持有預(yù)設(shè)間隙。
4.如權(quán)利要求3所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于所 述預(yù)設(shè)間隙與節(jié)流小孔的數(shù)量及孔徑呈成正比。
5.如權(quán)利要求4所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于所 述預(yù)設(shè)間隙小于1. 5X 10_3cm。
6.如權(quán)利要求1所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于所 述節(jié)流小孔分為徑向節(jié)流小孔及軸向節(jié)流小孔。
7.如權(quán)利要求6所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于所 述徑向氣動靜壓軸承對應(yīng)所述徑向節(jié)流小孔。
8.如權(quán)利要求6所述的高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，其特征在于所 述軸向氣動靜壓軸承對應(yīng)所述軸向節(jié)流小孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的密封機構(gòu)，應(yīng)用于所述高精度數(shù)控特大型立式磨削中心的砂輪主軸上，其特征在于，所述密封機構(gòu)至少包括密封座壓板、密封法蘭座以及氣動靜壓軸承，于高壓氣源輸入時，利用所述節(jié)流小孔以使所述砂輪主軸與密封法蘭座之間處于分隔狀態(tài)，防止接觸后產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，并于所述砂輪主軸的安裝空間中形成一個正壓力區(qū)，能有效防止外界冷卻液、水霧的侵入，達到良好的防護目的。
文檔編號B24B41/00GK102001038SQ20101013925
公開日2011年4月6日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者吳一峰, 沈惠廉, 蘇安翔, 錢敏 申請人:上海萊必泰數(shù)控機床股份有限公司