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數(shù)控曲軸內(nèi)銑機(jī)床主軸密封結(jié)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用
2016-3-24  來源：沈陽機(jī)床成套設(shè)備有限責(zé)任公司  作者：盧成斌


     摘  要：簡述了數(shù)控曲軸內(nèi)銑機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)，設(shè)計了新型的甩油環(huán)結(jié)構(gòu)，有效的保證主軸的穩(wěn)定運行。

     關(guān)鍵詞：內(nèi)銑；數(shù)控；曲軸；密封；阿基米德

     數(shù)控曲軸內(nèi)銑機(jī)床是我廠總結(jié)了多年設(shè)計曲軸加工生產(chǎn)線的經(jīng)驗，結(jié)合內(nèi)銑技術(shù)和數(shù)控技術(shù)，設(shè)計制造出來的曲軸加工高精度，高效率機(jī)床。此機(jī)床的核心部件是主軸箱，刀盤安裝在主軸端面上，主軸旋轉(zhuǎn)后，通過刀盤內(nèi)孔上安裝的合金刀片包羅出所要加工軸頸的外圓（見圖1）。


圖1  主軸箱外形圖

     1  主軸結(jié)構(gòu)

     主軸通過前后兩個角接觸軸承支撐，軸承內(nèi)環(huán)壓蓋把合在主軸上，通過配磨調(diào)整墊的厚度改變主軸的預(yù)緊力。前后各一個軸承外環(huán)壓蓋把合在主軸上，固定住軸承外環(huán)（見圖2）。主軸箱通過一組皮帶輪和兩組斜齒輪將電機(jī)的動力傳輸?shù)街鬏S上，主軸設(shè)計有一套自循環(huán)潤滑冷卻系統(tǒng)，通過一個擺線齒輪泵將主軸箱下部潤滑油箱的潤滑油抽出，經(jīng)過流量監(jiān)測開關(guān)和冷卻風(fēng)扇將潤滑油從主軸箱上部澆下，這些潤滑油將完成主軸箱內(nèi)軸承齒輪的潤滑和冷卻的功能。


圖2  主軸箱結(jié)構(gòu)圖

     主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到180r/min，在主軸運轉(zhuǎn)過程中主軸箱內(nèi)會有大量的潤滑油到處飛濺，最終再匯聚到主軸箱底部，這樣主軸的密封結(jié)構(gòu)就顯得極其重要。

     2  主軸密封設(shè)計

     經(jīng)過分析由于主軸甩油環(huán)端面和軸承外環(huán)壓蓋端面之間的縫隙不均勻，在主軸旋轉(zhuǎn)過程中使油產(chǎn)生了壓力差，主軸潤滑油將會從主軸和軸承外環(huán)壓蓋的縫隙中甩出。必須設(shè)計一種可以回油的結(jié)構(gòu)，將從軸承流出的潤滑油再甩回主軸箱內(nèi)（見圖3）。


圖3  甩油槽外形圖
 

     在軸承外環(huán)壓蓋端面上加工6條均布的阿基米德螺旋線(等速螺旋線)甩油槽，根據(jù)主軸的旋轉(zhuǎn)方向螺旋線分為r=470+0.165θ和r=470-0.165θ兩種，阿基米德螺旋線甩油槽使得主軸旋轉(zhuǎn)時潤滑油是甩向主軸內(nèi)部，而不會從主軸前段甩出（見圖4）。

 
 
圖4  螺旋線圖

     3  總結(jié)

    主軸箱是該機(jī)床的核心部件，它承擔(dān)機(jī)床的切削功能，主軸的精度和性能是機(jī)床加工精度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

    數(shù)控曲軸內(nèi)銑機(jī)床的加工環(huán)境比較的惡劣，經(jīng)常24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，由于主軸尺寸過大如果使用常用的密封圈結(jié)，就必須特殊定制進(jìn)口密封圈，這樣必須提高主軸和主軸箱的精度，還要定期更換密封圈，照成機(jī)床維修保養(yǎng)成本的大大提高。螺旋槽主軸甩油槽最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單可靠，只用一個法蘭盤不僅可以完成壓蓋的作用還能產(chǎn)生密封的效果，且不管工作多長時間效果都是一樣的，不會像密封圈結(jié)構(gòu)那樣產(chǎn)生磨損，安裝工藝簡單方便，對于此中機(jī)構(gòu)是最佳密封結(jié)構(gòu)。


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