一种可密封液固两相的间隙密封结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102518800A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102518800A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110379657.X(22)申请日2011.11.24(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁路28号申请人陕西秦川机械发展股份有限公司(72)发明人赵万华余常武谢瑛郭宝安(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.F16J15/16(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图33页(54)发明名称一种可密封液固两相的间隙密封结构(57)摘要本发明涉及一种可密封液固两相的间隙密封结构，特别是一种针对高速磨削主轴，实现液固两种介质密封的间隙结构。高速磨削机床在加工过程中砂轮主轴外端部存在冷却液和磨削产生的砂粒等固体颗粒杂质，该间隙结构在其主轴外端部形成了防止冷却液和固体颗粒杂质侵入的密封结构。该结构基于迷宫间隙密封的耗能原理和结构内冷却液的受力分析结论，形成了由节流腔和迷宫间隙组合的密封结构，能够实现主轴静止和转动下的密封。该结构由轴套、具有数个周向节流槽的轴承端盖和轴承座装配形成：轴套套在主轴上，轴承端盖安装在轴套上，轴承座固定在壁面，从而形成节流腔和迷宫间隙，可用于高速、超高速磨削机床的主轴密封。CN10258ACN102518800A权利要求书1/1页1.一种可密封液固两相的间隙密封结构，其特征在于，是由轴承端盖(3)、轴承座(2)和轴套(7)装配而形成的间隙结构；所述间隙结构由节流腔段(12)和迷宫间隙段两部分组成；所述节流腔段(12)是由具有周向节流槽(16)的轴承端盖(3)与轴承座(2)配合形成；所述迷宫间隙段包括：轴套(7)的外壁面与轴承座(2)的内壁面之间配合形成的第一间隙(6)以及在轴承座(2)与轴承端盖(3)之间，于径向和轴向配合形成的第二间隙(5)、第三间隙(8)、第四间隙(10)和第五间隙(11)；所述第一间隙(6)、第三间隙(8)和第五间隙(11)为轴向间隙；第二间隙(5)和第四(10)为径向间隙；所述轴承端盖(3)上的周向节流槽(16)位于轴承端盖(3)外端部，其截面为锐边矩形。2.根据权利要求1所述的可密封液固两相的间隙密封结构，其特征在于，所述轴套(7)与轴承端盖(3)随主轴(4)旋转运动；所述轴套(7)通过过盈配合安装在主轴(4)上；所述轴承端盖(3)和轴套(7)之间设有螺栓连接的螺栓孔，轴承端盖(3)通过螺栓安装到轴套(7)上，且随主轴(4)旋转运动。3.根据权利要求1所述的可密封液固两相的间隙密封结构，其特征在于，所述的轴承座(2)安装在固定壁面(14)上，所述轴承座(2)设有螺栓孔，通过螺栓固定安装在壁面(14)上。4.根据权利要求1所述的可密封液固两相的间隙密封结构，其特征在于，所述轴承端盖(3)外端部上的周向节流槽(16)沿轴向布置有3-8个，该周向节流槽(16)的截面尺寸范围为：深0.65-1.0mm，宽0.4-0.8mm。5.根据权利要求1所述的可密封液固两相的间隙密封结构，其特征在于，所述第一间隙(6)的宽度范围为0.2-0.3mm，长度范围为16-22mm；所述第三间隙(8)和第五间隙(11)宽度范围为0.07-0.14mm，长度范围为9-11mm和7-9mm；所述第二间隙5和第四间隙10宽度范围为0.2-0.3mm，长度范围分别为8.6-11mm和4-6.5mm。2CN102518800A说明书1/5页一种可密封液固两相的间隙密封结构技术领域[0001]本发明属于密封技术领域，涉及一种密封结构，尤其是一种对存在正反转的高速主轴轴承进行液固两相密封的间隙密封结构。背景技术[0002]目前主轴轴承的密封形式主要有机械式接触密封、非接触式的间隙密封以及组合式密封。然而随着机械行业的发展，主轴转速不断提高，传统的机械式接触密封存在较严重的磨损，且产生较大热量，从而影响密封效果以及密封零件的寿命。由于非接触式的间隙密封没有磨损，工作寿命长，其应用范围越来越广泛。其中迷宫间隙密封作为工业中一种常见的非接触式密封形式，被广泛应用于高速旋转类机械。[0003]迷宫密封一般由迷宫间隙和节流腔组成，其密封原理主要是基于迷宫间隙对密封介质的摩阻效应和节流腔对密封介质的节流效应，通过结构对密封介质产生的湍流，不断消耗密封介质的能量，减少泄露量，从而实现密封。目前已有很多针对迷宫密封性能的研究，K.塔鲁达纳夫斯基对非接触式密封的原理及其他研究工作进行了综合的阐述，总结了间隙内部密封介质压力分布、泄漏量的计算方法和试验，得到了间隙宽度、节流齿形、旋转速度、间隙壁面等因素对密封性能影响的规律。一般来说，间隙宽度越窄间隙的阻力系数