专利名称：高速轴的密封结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轴体密封装置技术领域，具体涉及一种高速轴的密封结构。
背景技术：
前述的高速轴的概念是指运动速度即转速相对较高的轴，高速轴的密封并不限于有以下形式采用油液润滑密封、接触式密封和非接触式密封，其中接触式密封和非接触式密封是普遍使用的并且为首选的密封方式，但是这两种密封方式被实践证明并不能达到人们期取的密封效果，两者均存在渗漏情形。在已公开的中国专利文献中，可见诸关于高速轴的密封装置的技术信息，如授权公告号CNM85483Y推荐有立式搅拌机高速轴密封件，其围绕将动环与静环之间的配合，以便达到良好的动密封；公开号CN1058835A提供的高速曲路机械密封方法及装置由壳体上的静环与主轴上的动环及位于动、静环之间的导向环和/或过渡环三者的配合达到以密封；CN201103686Y介绍的主轴密封装置是通过合理设置密封圈达到密封，该专利方案并不属于高速轴密封范畴。并不限于上面所列的专利技术方案都是围绕单一密封而言的，所谓的单一密封是指动密封(如CN 2485483Y和CN1058835A)或静密封(如CN201103686Y)。毫无疑问，高速轴的密封主要针对的是对高速轴的高速球轴承的密封，而对于高速球轴承的密封往往优选使用非接触的密封结构。进而，因非接触式的密封结构的渗漏几率较高而困扰于业界，迄今为止尚未有突破性的技术报道。实用新型专利授权公告号 CN201083238Y披露的高速球轴承的密封结构由内、外宫型圈、位于内、外宫型圈之间的挡片的0型橡胶圈和位于外宫型圈外的弹簧圈构成，该专利方案虽然具有说明书第2页第6-10 行所称的技术效果，但是由于整体结构依然表现为单一密封的结构形式，因而很难发挥出极致的密封效果。鉴于上述技术，有必要加以改进，为此本申请人作了有益的尝试，下面将面介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容本实用新型的任务在于提供一种有助于增进密封效果、有利于降低摩擦系数、有益于保护高速轴承并且功耗低的高速轴的密封结构。本实用新型的任务是这样来完成的，一种高速轴的密封结构，所述的高速轴包括具有主轴腔的轴座套，该轴座套的一端固定有一具有端盖腔的第一轴承端盖，而另一端固定有一第二轴承端盖；一主轴，该主轴朝向第一轴承端盖的一端通过第一球轴承与主轴腔的一端相配合，并且伸展到第一轴承端盖外，而主轴朝向第二轴承端盖的一端通过第二球轴承与主轴腔的另一端相配合，并且伸展到第二轴承端盖外，所述的密封结构包括设置在所述主轴朝向所述第一轴承端盖一端的轴体上的并且位于所述第一轴承端盖的端盖腔内的紧固环、动、静密封环和位于紧固环与动环之间的用于使动密封环相对于静密封环斥开或闭合的离心作用机构，紧固环与主轴固定，动密封环密封地与主轴相滑动配合，静密封环设在主轴上，与动密封环相密封配合，该静密封环外具有一静密封环外套，该静密封环外套与所述端盖腔密封配合，离心作用机构有彼此等距离间隔设置的复数个，各离心作用机构与紧固环和动密封环连接，其中，在所述主轴上并且在对应于所述静密封环的部位构成有螺旋密封槽。在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的紧固环上并且围绕紧固环的圆周方向间隔开设有紧固环固定孔，在各紧固环固定孔上配设有紧固环固定螺钉，在所述的主轴上并且在对应于紧固环固定孔的部位开设有数量与紧固环固定孔相等的固定螺钉孔，所述的紧固环固定螺钉经紧固环固定孔旋入于固定螺钉孔内将紧固环与主轴固定。在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的动密封环具有一第一密封圈，藉由该第一密封圈使动密封环与主轴密封配合。在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的静密封环外套与所述端盖腔相配合的外壁上设置有一第二密封圈，该第二密封圈与端盖腔构成密封。在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的复数个离心作用机构各包括第一连杆片、第二连杆片和飞锤，第一连杆片的一端与所述紧固环连接，第一连杆片的另一端与飞锤的一端连接，而飞锤的另一端与第二连杆片的一端连接，第二连杆片的另一端与所述动密封环连接。在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述紧固环朝向所述动密封环的一侧具有间隔设置的并且与所述离心作用机构的数量相等的第一连杆片座，所述的第一连杆片与第一连杆片座枢轴连接；所述动密封环朝向紧固环的一侧具有间隔设置的同样与所述离心作用机构的数量相等并且位置与所述第一连杆片座的位置相对应的第二连杆片座，所述的第二连杆片与第二连杆片座枢轴连接。在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的紧固环朝向所述动密封环的一侧并且位于所述的相邻的离心作用机构之间设置有导杆，在导杆上套设有弹簧，所述动密封环朝向紧固环的一侧并且在对应于导杆的位置开设有导杆孔，所述的导杆连同所述的弹簧的端部探入到导杆孔内。在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的第一轴承端盖与所述主轴相配合的部位设置有一密封套，该密封套与主轴密封配合。在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述的第二轴承盖与所述主轴相配合的部位设置有一第三密封圈，该第三密封圈与主轴密封配合，并且在第二轴承盖朝向外的一侧构成有一第一防尘圈，在主轴上并且在对应于第一防尘圈的部位配设有一第二防尘圈，第一、第二防尘圈彼此配合，并且第二防尘圈与主轴固定。在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的第二防尘圈为迷宫形防尘圈。本实用新型提供的技术方案由于采用了上述结构，将接触式密封和非接触式密封兼集于一起，不仅可以起到理想的密封作用而避免渗漏，而且摩擦系数低和由密封引起的功耗小。
图1为本实用新型的优选的实施例结构图。
具体实施方式
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。请见图1，给出的高速轴包括一轴座套1和一主轴2，轴座套1具有一主轴腔11， 在该轴座套1的一端即图1所示位置状态的右端用一组第一螺钉123并且加第一密封垫片 124固定一第一轴承端盖12，该第一轴承端盖12具有端盖腔121，并且在第一轴承端盖121 的右端(图示状态为例，以下同)的中央部位配设有一密封套122。轴座套1的另一端即左端同样通过一组第二螺钉133并且加第二密封垫片134固定一第二轴承端盖13，该第二轴承端盖13的中央配设有一第三密封圈131，并且第二轴承端盖13朝向外的一侧即朝向图示状态的左侧构成有第一防尘圈132。前述的主轴2的一端即右端通过第一球轴承21与轴座套1的主轴腔11的右端相配合，并且伸展到第一轴承端盖12外，前述的密封套122与主轴 1相密封配合。主轴2的另一端即左端通过第二球轴承22与轴座套1的主轴腔11的左端相配合，并且伸展到第二轴承端盖13外，前述的第三密封圈131与主轴2密封配合。由图所示，在主轴2的左端并且在对应于前述的第二轴承端盖13的第一防尘圈132的位置用第三螺钉71固定有一迷宫形的第二防尘圈7，第一、第二防尘圈132、7彼此配合，用于阻止外界尘杂侵入主轴腔11，藉以保护第一、第二球轴承21、22。本实用新型提供的密封结构包括紧固环3、动、静密封环4、5和离心作用机构6，这些部位均以主轴2的右端为载体而设置并且对应于前述的第一轴承端盖12的端盖腔121 内，紧固环3的圆周方向间隔开设有一组贯穿紧固环3的厚度方向的壁体的紧固环固定孔 31，每一个紧固环固定孔31上配设有一紧固环固定螺钉311，由紧固环固定螺钉311经紧固环固定孔31旋入到开设于主轴2上的并且位置与紧固环固定螺钉孔31相对应的固定螺钉孔M内，从而将紧固环3可靠地与主轴2固定，由其对前述的第一球轴承21阻挡。动密封环4可动地设在主轴2上，并且由第一密封圈41与主轴2之间构成密封。静密封环5与主轴2固定，并且在静密封环5的外部具有一静密封环外套51，该静密封环外套51通过第二密封圈511与前述的端盖腔121构成密封，并且与端盖腔121紧密配合。离心作用机构 6的数量在本实施例中有一对，围绕紧固环3及动密封环4的圆周方向以180°间隔设置。优选而非绝对限于的前述一对离心作用机构6的结构各包括第一、第二连杆片 61、62和飞锤63，在紧固环3朝向动密封环4的一侧的表面延伸构成有一对第一连杆片座 32，该对第一连杆片座32彼此相距180° (以紧固环3的圆周方向为例)，第一连杆片61的一端(图示左端)通过第一销轴611与第一连杆片座32铰接(枢轴连接)，而第一连杆片61 的另一端(图示右端)通过第二销轴612与飞锤63的一端(左端)(枢轴连接)，而飞锤63的另一端即图示的右端通过第三销轴621与第二连杆片62的一端即左端铰接(枢轴连接)，而第二连杆片62的另一端即右端通过第四销轴622与构成于动密封环4朝向紧固环3 —侧表面的第二连杆片座42铰接，即枢轴连接。继续见图1，在一对离心作用机构6之间的对应两侧的紧固环3上各固定有一对导杆33，各导杆33上套设有一弹簧331，在动密封环4朝向紧固环3的一侧的表面并且在对应于导杆33的位置开设有导杆孔43，导杆孔43为盲孔，前述的导杆33连同弹簧331的端部探入到导杆孔43内。又，在前述的主轴2上并且在对应于静密封环5的部位加工有螺旋密封槽23。当主轴2处于静止状态时，则由动密封环4与静密封环5之间的彼此的接触实现密封，前述的螺旋密封槽23不发挥密封作用。在启动时或称在主轴2工作时，随着主轴2的转速逐渐提高，前述的离心作用机构6的飞锤63所受的离心力增大，通过第二连杆片62施加于动密封环4向左位移的力也随之增大，动、静密封环4、5之间的相互作用力逐渐减小，动、静密封环 4、5之间的彼此的接触式密封的效果逐渐减弱，当主轴2的转速达到一定的转速时，即趋于高速乃至超高速时，由于飞锤63所受的离心力继而增大，第二连杆片62施加于动密封环62 向左位移的力也进而增大，使动密封环4完全离开静密封环5，动、静密封环4、5之间的接触式密封解除。此时，螺旋密封槽23随着主轴2的转速的上升而表现出密封能力随之增强， 螺旋密封槽23便逐渐取代动、静密封环4、5之间的接触式密封而起密封的主导地位，直到动、静密封环4、5彼此完全脱离而由其(螺旋密封槽15)进行密封，密封过程与启动时相反。 可见，在主轴2处于低转速阶段，由螺旋密封槽15和动密封环4与静密封环5之间的接触式密封共同实现对主轴2的密封，而在主轴2处于高转速及超高转速阶段，则由螺旋密封槽 15起到对主轴2的密封。前述的第一、第二防尘圈132、72起到对第二轴承端盖13的迷宫形密封作用。通过调节弹簧331的弹簧力调节动、静密封环4、5之间的相互作用力，使接触式密封与非接触式密封更加有机地结合在一起，从而在主轴2超高速运动下实现低摩擦系数、低泄漏量和低功耗密封。本实用新型提供的技术方案经本申请人在保密措施下安装于木粉粉碎机上试用， 结果表现出了惊人的密封效果。
权利要求1.一种高速轴的密封结构，所述的高速轴包括具有主轴腔(11)的轴座套(1)，该轴座套(1)的一端固定有一具有端盖腔(121)的第一轴承端盖(12)，而另一端固定有一第二轴承端盖(1 ； 一主轴O)，该主轴( 朝向第一轴承端盖(1 的一端通过第一球轴承与主轴腔(11)的一端相配合，并且伸展到第一轴承端盖(1 外，而主轴( 朝向第二轴承端盖(1 的一端通过第二球轴承0 与主轴腔(11)的另一端相配合，并且伸展到第二轴承端盖(1 外，其特征在于所述的密封结构包括设置在所述主轴( 朝向所述第一轴承端盖(1 一端的轴体上的并且位于所述第一轴承端盖(1 的端盖腔(121)内的紧固环(3)、 动、静密封环(4、5)和位于紧固环(3)与动环(4)之间的用于使动密封环(4)相对于静密封环(5)斥开或闭合的离心作用机构(6)，紧固环(3)与主轴O)固定，动密封环(4)密封地与主轴(1)相滑动配合，静密封环( 设在主轴( 上，与动密封环(4)相密封配合，该静密封环( 外具有一静密封环外套(51)，该静密封环外套(51)与所述端盖腔(121)密封配合，离心作用机构(6)有彼此等距离间隔设置的复数个，各离心作用机构(6)与紧固环 (3)和动密封环(4)连接，其中，在所述主轴( 上并且在对应于所述静密封环(5)的部位构成有螺旋密封槽(23)。
2.根据权利要求1所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的紧固环(3)上并且围绕紧固环(3)的圆周方向间隔开设有紧固环固定孔(31)，在各紧固环固定孔(31)上配设有紧固环固定螺钉(311)，在所述的主轴(2)上并且在对应于紧固环固定孔(31)的部位开设有数量与紧固环固定孔(31)相等的固定螺钉孔(M)，所述的紧固环固定螺钉(311)经紧固环固定孔(31)旋入于固定螺钉孔04)内将紧固环(3)与主轴⑵固定。
3.根据权利要求1所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的动密封环(4)具有一第一密封圈(41)，藉由该第一密封圈使动密封环(4)与主轴( 密封配合。
4.根据权利要求1所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的静密封环外套(51)与所述端盖腔(121)相配合的外壁上设置有一第二密封圈(511)，该第二密封圈(511)与端盖腔(121)构成密封。
5.根据权利要求1所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的复数个离心作用机构 (6)各包括第一连杆片(61)、第二连杆片(6 和飞锤(63)，第一连杆片(61)的一端与所述紧固环(3)连接，第一连杆片(61)的另一端与飞锤(63)的一端连接，而飞锤(63)的另一端与第二连杆片(6 的一端连接，第二连杆片(6 的另一端与所述动密封环(4)连接。
6.根据权利要求5所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述紧固环(3)朝向所述动密封环(4)的一侧具有间隔设置的并且与所述离心作用机构(6)的数量相等的第一连杆片座(32)，所述的第一连杆片(61)与第一连杆片座(3 枢轴连接；所述动密封环(4)朝向紧固环(3)的一侧具有间隔设置的同样与所述离心作用机构(6)的数量相等并且位置与所述第一连杆片座(3 的位置相对应的第二连杆片座(43)，所述的第二连杆片(6 与第二连杆片座0 枢轴连接。
7.根据权利要求6所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的紧固环(3)朝向所述动密封环的一侧并且位于所述的相邻的离心作用机构(6)之间设置有导杆(33)，在导杆(3 上套设有弹簧(331)，所述动密封环(4)朝向紧固环(3)的一侧并且在对应于导杆 (33)的位置开设有导杆孔(43)，所述的导杆(33)连同所述的弹簧(331)的端部探入到导杆孔(43)内。
8.根据权利要求1所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的第一轴承端盖(12)与所述主轴( 相配合的部位设置有一密封套(122)，该密封套(12 与主轴( 密封配合。
9.根据权利要求1所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的第二轴承盖(13)与所述主轴( 相配合的部位设置有一第三密封圈(131)，该第三密封圈(131)与主轴密封配合，并且在第二轴承盖(1 朝向外的一侧构成有一第一防尘圈(132)，在主轴( 上并且在对应于第一防尘圈(13 的部位配设有一第二防尘圈(7)，第一、第二防尘圈(132、7)彼此配合，并且第二防尘圈(7)与主轴O)固定。
10.根据权利要求9所述的高速轴的密封结构，其特征在于所述的第二防尘圈(7)为迷宫形防尘圈。
专利摘要一种高速轴的密封结构，属于轴体密封装置技术领域。高速轴包括轴座套，轴座套的一端固定有第一轴承端盖、另一端固定有第二轴承端盖；主轴，朝向第一轴承端盖的一端与主轴腔的一端配合，且伸展到第一轴承端盖外，主轴朝向第二轴承端盖的一端与主轴腔的另一端配合，且伸展到第二轴承端盖外，密封结构包括紧固环、动、静密封环和离心作用机构，紧固环与主轴固定，动密封环与主轴相配合，静密封环设在主轴上，静密封环外具有静密封环外套，静密封环外套与端盖腔配合，离心作用机构有复数个，各离心作用机构与紧固环和动密封环连接，在主轴上构成有螺旋密封槽。优点起到理想的密封作用而避免渗漏，且摩擦系数低和由密封引起的功耗小。
文档编号F16J15/54GK202074043SQ201120160389
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者张彩彩, 杨兰玉, 邱伟波, 陈艳 申请人:常熟理工学院