一种高转速精密轴端密封结构及其工作方法与流程

本发明涉及轴端密封，尤其涉及一种高转速精密轴端密封结构及其工作方法。

背景技术：

1、用于轴端部位的密封装置是一种设置于电机、传动箱及高转速齿轮箱中的输出轴头用以防止工作介质的泄漏及外界水、灰尘和异物侵入的部件。转轴的转速超过5000rpm/min称之为高转速转轴，这种工况下往往需要转轴及其配合的用于支撑的固定轴套具有较高的加工精度和装配精度。同时需要降低转轴和固定轴套之间的密封阻力小于轴承的静摩擦力，在测试控制系统中才能对该部分阻力造成的力矩和能力损失忽略不计。

2、然而，现有密封结构为了提高密封效果，避免外界水雾、粉尘等杂质进入到转轴内侧，就需要增大密封件与转轴外壁或者固定轴套轴孔孔壁之间的接触阻力。如此，势必会导致密封阻力增大，影响测试控制系统的测量精度。

3、为了克服上述问题需要一种高转速精密轴端密封结构及其工作方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高转速精密轴端密封结构及其工作方法，能够在低密封阻力条件下实现较好的密封效果。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种高转速精密轴端密封结构，设置在转轴和固定轴套之间，所述转轴通过轴承同轴装配在所述固定轴套轴孔内，包括外密封圈和内密封圈，所述固定轴套外端面上开设密封环槽，所述密封环槽与所述转轴同轴设置，所述转轴外端头通过过渡圆台固定连接有端盘，所述端盘内端面同轴设置有背封环，所述背封环嵌入到所述密封环槽内；所述外密封圈设置在所述背封环外壁和所述密封环槽外侧壁之间，所述内密封圈设置在所述过渡圆台和所述固定轴套缩小的轴孔之间；所述外密封圈和内密封圈之间成型为s型密封道。

4、进一步的，所述外密封圈紧装配在所述背封环外圆柱壁上，所述外密封圈顶部等间距间隔设置有多个唇边，所述唇边外环面抵接到所述密封环槽外侧壁上；所述端盘外沿设置有限位所述外密封圈的外挡边。

5、进一步的，所述外密封圈采用聚醚醚酮材料制作。

6、进一步的，所述内密封圈具体采用o型密封圈，所述o型密封圈涂覆有油脂。

7、进一步的，还包括供气构件，所述供气构件供应压缩干燥洁净空气到所述s型密封道并保持所述s型密封道气压高于外界环境气压。

8、进一步的，所述供气构件包括气管接头和气源，所述固定轴套的侧壁上开设有气道，所述气道内端连通到所述s型密封道，所述气管接头安装在所述气道外端并连通提供压缩干燥洁净空气的所述气源。

9、进一步的，所述气管接头和所述气源之间的管道上设置有气阀和气压检测元件。

10、进一步的，还包括油脂仓和供油脂构件，所述固定轴套在所述内密封圈朝向所述s型密封道的一侧设置有侧挡环边，所述侧挡环边顶面与固定轴套缩小的轴孔孔壁之间留有间隙；所述油脂仓成型在所述侧挡环边和所述内密封圈之间；所述供油脂构件供应润滑油脂到所述油脂仓。

11、进一步的，所述供油脂构件包括黄油嘴，所述转轴外端面居中开设有中心孔，所述中心孔内端通过多个圆周均布的径向油道连通到所述油脂仓，所述黄油嘴安装在所述中心孔外端口上。

12、本发明还公开了一种高转速精密轴端密封结构工作方法，应用上述任意一项所述的高转速精密轴端密封结构进行转动密封。

13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

14、本发明高转速精密轴端密封结构，通过背封环嵌入到密封环槽内形成的s型密封道，密封间隙行程增长，降低外界水雾、灰尘杂质进入的概率；通过外密封圈和内密封圈的设置，形成两处分离开来的接触密封，增加了密封效果，同时相对于大面积的接触密封，两处分离接触密封能够降低密封接触压力，进而降低密封阻力。

15、此外，通过多个唇边接触密封，多个静止密封腔传利，能够提高密封效果，同时采用聚醚醚酮工程塑料制作，材料本身具有防腐、耐磨损和自润滑的特性，无需使用润滑油脂即可实现良好的润滑效果，进而降低了密封阻力。通过微量压紧所述o型密封圈形成线性密封，且涂覆润滑油脂，能够大幅降低密封阻力。通过将s型密封道升级为带压气仓，且气压大于外界环境气压，即使发送轻微泄漏，也是从内向外渗漏，不会发生外界水雾、灰尘杂质向内部侵入的情况。通过气管接头和气道的设置，便于定期向s型密封道进行补气，通过增设气阀和气压检测元件，能够对s型密封道的气压进行监控。通过在内密封圈朝向s型密封道的一侧设置油脂仓，油脂仓能够持续为微量压缩的所述o型密封圈提供润滑油脂，相应的s型密封道内压缩空气通过侧挡环边顶面间隙推挤润滑油脂，有利于润滑油脂向所述o型密封圈持续输出，保证连续完整的油膜。通过黄油嘴的设置，便于定期补入润滑油脂，反向锁闭避免润滑油脂向外溢出。

16、本发明高转速精密轴端密封结构工作方法，采用s型密封道和两端各设置一处接触密封的方式，三重密封，改善了密封效果，适用于高加工精度的轴端密封。利用气仓气封方式，即使发生渗漏也是向外渗漏，避免杂质侵入。采用气顶油方式对所述o型密封圈持续微量输出润滑油脂，避免出现无油干摩擦，降低了密封阻力。

技术特征：

1.一种高转速精密轴端密封结构，设置在转轴(1)和固定轴套(3)之间，所述转轴(1)通过轴承(2)同轴装配在所述固定轴套(3)轴孔内，其特征在于，包括外密封圈(4)和内密封圈(5)，所述固定轴套(3)外端面上开设密封环槽(301)，所述密封环槽(301)与所述转轴(1)同轴设置，所述转轴(1)外端头通过过渡圆台固定连接有端盘，所述端盘内端面同轴设置有背封环(101)，所述背封环(101)嵌入到所述密封环槽(301)内；所述外密封圈(4)设置在所述背封环(101)外壁和所述密封环槽(301)外侧壁之间，所述内密封圈(5)设置在所述过渡圆台和所述固定轴套(3)缩小的轴孔之间；所述外密封圈(4)和内密封圈(5)之间成型为s型密封道(6)。

2.根据权利要求1所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：所述外密封圈(4)紧装配在所述背封环(101)外圆柱壁上，所述外密封圈(4)顶部等间距间隔设置有多个唇边(401)，所述唇边(401)外环面抵接到所述密封环槽(301)外侧壁上；所述端盘外沿设置有限位所述外密封圈(4)的外挡边。

3.根据权利要求2所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：所述外密封圈(4)采用聚醚醚酮材料制作。

4.根据权利要求1所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：所述内密封圈(5)具体采用o型密封圈，所述o型密封圈涂覆有油脂。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：还包括供气构件，所述供气构件供应压缩干燥洁净空气到所述s型密封道(6)并保持所述s型密封道(6)气压高于外界环境气压。

6.根据权利要求5所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于，所述供气构件包括气管接头(9)和气源，所述固定轴套(3)的侧壁上开设有气道(302)，所述气道(302)内端连通到所述s型密封道(6)，所述气管接头(9)安装在所述气道(302)外端并连通提供压缩干燥洁净空气的所述气源。

7.根据权利要求6所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：所述气管接头(9)和所述气源之间的管道上设置有气阀和气压检测元件。

8.根据权利要求6或者7所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：还包括油脂仓(7)和供油脂构件，所述固定轴套(3)在所述内密封圈(5)朝向所述s型密封道(6)的一侧设置有侧挡环边(103)，所述侧挡环边(103)顶面与固定轴套(3)缩小的轴孔孔壁之间留有间隙；所述油脂仓(7)成型在所述侧挡环边(103)和所述内密封圈(5)之间；所述供油脂构件供应润滑油脂到所述油脂仓(7)。

9.根据权利要求8所述的高转速精密轴端密封结构，其特征在于：所述供油脂构件包括黄油嘴(8)，所述转轴(1)外端面居中开设有中心孔(105)，所述中心孔(105)内端通过多个圆周均布的径向油道(104)连通到所述油脂仓(7)，所述黄油嘴(8)安装在所述中心孔(105)外端口上。

10.一种高转速精密轴端密封结构工作方法，其特征在于：应用上述权利要求1～9中任意一项所述的高转速精密轴端密封结构进行转动密封。

技术总结
本发明公开了一种高转速精密轴端密封结构及其工作方法，本发明高转速精密轴端密封结构设置在转轴和固定轴套之间，所述转轴通过轴承同轴装配在所述固定轴套轴孔内，包括外密封圈和内密封圈，所述固定轴套外端面上开设密封环槽，所述密封环槽与所述转轴同轴设置，所述转轴外端头通过过渡圆台固定连接有端盘，所述端盘内端面同轴设置有背封环，所述背封环嵌入到所述密封环槽内；所述外密封圈设置在所述背封环外壁和所述密封环槽外侧壁之间，所述内密封圈设置在所述过渡圆台和所述固定轴套缩小的轴孔之间；所述外密封圈和内密封圈之间成型为S型密封道。本发明能够在低密封阻力条件下实现较好的密封效果。

技术研发人员：谢中伟,刘萌萌,王宁
受保护的技术使用者：河北转子智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16