W200A镗床主轴密封结构改进

吴 敬

（沈阳工学院 沈阳）

1.问题

型号W200A镗床，主轴直径200mm，最大加工孔直径500mm，加工孔长度1600mm，主轴密封结构如图1所示。主轴密封共四道，最外道是气体密封，由主轴和主轴端盖组成；第二道是迷宫密封，由轴承压盖和迷宫密封环组成；第三道是油沟密封，由主轴和轴承压盖组成；第四道是甩油环密封，由主轴和轴承压盖组成。镗床已运转多年，主轴端盖附近有润滑油渗漏，将轴承压盖拆开，检查密封元件，发现存在灰尘和污垢。

图1 主轴密封结构示意图

2.分析

镗床主轴密封不严原因有两个：一是机床使用多年，密封元件有磨损，导致密封不严；二是原密封结构存在先天不足，影响密封效果。

最外道气体密封由主轴和主轴端盖组成，主轴端盖上设一个径向孔，内圆设一道环形槽，气体通过径向孔进入环形槽，形成环形气流，向外喷出，阻止外界灰尘进入。由于径向孔仅为一个，在孔附件气流压力较大，而远离径向孔之处，气流压力较小，这样就存在气流压力小的部位密封效果较差的现象，主轴直径越大，弊端越严重。第二道迷宫密封是单道迷宫密封，迷宫数量与密封效果有关，迷宫数量越少，密封效果越差。

3.改进

主轴结构不易改动，仅对轴承压盖，主轴端盖和迷宫密封环等零件进行改进。改进后的主轴密封结构见图2。主轴端盖是组成气体密封的元件，在主轴端盖的内圆和外圆上各加工一个环形槽，对应环槽加工若干个径向孔，气体首先进入外环槽，再由径向孔进入内环槽，在内环槽里环向形成多个气源，流动的气体压力基本均匀，可以保证主轴在整个圆周方向都具有良好的密封效果。所有径向孔的尾端向外倾斜一个角度，增强气流向外喷出的效果。

图2 改进后主轴密封结构示意图

第二道密封由原迷宫密封改为甩油环密封，对原迷宫密封环进行改进，外圆加工三道不等边锯齿形环槽，用于甩油。不等边锯齿形环槽，在将流体甩出时，具有向外的导向功能，强化密封效果。第三道和第四道密封涉及主轴结构，故不进行改动。

4.效果

在主轴端盖上增加若干个径向孔，保证气流压力均匀，获得较好的气体密封效果；将原迷宫密封改为由外圆加工成不等边锯齿形环槽的甩油环密封，使密封性能改善。改进后的密封易加工，不涉及外部系统及主轴的变化。改进后，渗油现象消失，轴承润滑油比较清洁。