Уплотнение шпиндельного узла

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к уплотнительным устройствам шпиндельных узлов. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения . Уплотнение содержит корпус с кольцевой камерой и втулку с коническим выступом. Входные уплотняющие поверхности втулки и корпуса соответственно плавно сопряжены с поверхностью кольцевой канавки и выполненной с наклонной стенкой кольцевой камерой на длине, меньшей ширины кольцевой кзнавки. 1 з. п. флы, 4 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5цю F 16 J 15/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4467292/29 (22) 06.06.88 (46) 30.03,91, 6юл, % 12 (71) Московский институт приборостроения (72) А.П. Кушнир (53) 62 — 762 (088.8) (56) Лизогуб В.А. и др. Современные уплотнительные устройства высокоскоростных шпиндельных узлов металлорежущих станков. Сер. станкостроения, ВНИИТЭМР, 1985, с. 33, рис. 20а. (54) УПЛОТНЕНИЕ ШПИНДЕЛЬНОГ0 УЗЛА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнениям автономных шпиндельных узлов на опорах качения, например алмазно — расточные головки с ременным приводом вращения.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнений путем обеспечения независимости его установки относительно шпиндельного узла в окружном направлении.

На фиг. 1-4 показаны варианты исполнения предлагаемого уплотнения.

Уплотнение шпиндельного узла (фиг. 1) содержит корпус 1 с кольцевой камерой 2, а также втулку 3 с коническим выступом 4 диаметра 01 и входной уплотняющей поверхностью 5 диаметра Ог, переходящей в торовую поверхность 6, кольцевой участок 7 и далее кольцевую канавку 8 диаметра 0з.

Конический выступ втулки 4 совместно с прилегающей к нему конической поверхностью корпуса 9 образует коническую уплотнительную щель 10. Входная уплотняющая поверхность корпуса 11 сопрягается со стенкой 12 и переходит в кольцевую камеру

„„59„„1638403 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к уплотнительным устройствам шпиндельных узлов. Цель изобретения — повышение надежности уплотнения. Уплотнение содержит корпус с кольцевой камерой и втулку с коническим выступом. Входные уплотняющие поверхности втулки и корпуса соответственно плавно сопряжены с поверхностью кольцевой канавки и выполненной с наклончой стенкой кольцевой камерой на длине, меньшей ширины кольцевой канавки. 1 э. и, ф— лы,4 ил, 2. Входная:уплотняющая поверхность корпуса 11 может плавно переходить на участке

13(на ширине А, меньшей. чем ширина кольцевой канавки В, фиг. 2) в коническую поверхность 14. а также входная уплотняющая поверхность корпуса 11 выполнена сопрягающейся с торовой поверхностью 15 (фиг. 4), касательная к которой в конце участка параллельна касательной, проведенной к выполненному кольцевому участку, соединяющему входную уплотняющую поверхность 5 втулки 3 и кольцевую канавку 8.

При этом расстояние между касательными не превышает ширины кольцевой канавки, а длина цилиндрического участка входной уплотняющей поверхности корпуса выполнена равной длине цилиндрического участка входной уплотняющей поверхности втулки. Кольцевой участок 7 может быть выполнен, кроме того, в виде усеченного конуса (фиг. 3 и 4). Уплотняющие поверхности втулки 5 и корпуса 11 образуют входную уплотнительную щель 16 (фиг. 1).

Уплотнение шпиндельного узла работает следующим образом.

1638403

20

40

При отсутствии вращения шпинделя, поток смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) дросселируется во входной уплотнительной щели 16, образованной уплотняющими поверхностями втулки 5 и корпуса 11.

Скоростной напор потока СОЖ при этом уменьшается. Далее внутрь уплотнения капли СОЖ могут проникать тремя путями: путем стекания по входной уплотняющей поверхности втулки 5 или корпуса 11, а также путем разбрызгивания при выходе из входной уплотнительной щели 16. Для ликвидации нежелательного разбрызгивания капель СОЖ применяется торовая поверхность втулки 6, При этом капли СОЖ стекают по кольцевому участку 7 и отводятся кольцевой канавкой 8 (глубиной 8 — 10 мм) в нижнюю часть уплотнения. В тех случаях, когда капли СОЖ продолжают перемещаться по входной уплотняющей поверхности корпуса 11, они попадают в кольцевую камеру 2 и также стекают в нижнюю часть уплотнения, из которой утечки возвращаются обратно во внешнюю среду, что обусловлена главным образом, разностью диаметров входной уплотняющей поверхности Dz и конического выступа втулки D>.

Для того, чтобы капли СОЖ, перемещающиеся по входной уплотняющей поверхности корпуса 11, не отрывались от нее и не попадали в коническую уплотнительную щель 10, входная уплотняющая поверхность 11 плавно сопрягается на участке 13 с конической поверхностью 14. Наклон этой конической поверхности 14 обеспечивает безотрывное течение капель по внутренней поверхности корпуса, а также последующий сбор и отвод утечек кольцевой камерой 2.

Для повышения надежности безотрывного стекания капель СОЖ по торовой поверхности втулки 6, последняя может плавно сопрягаться с кольцевым участком 7, выполненным в виде усеченного конуса. (фиг. 3).

В тех случаях, когда СОЖ подается в зону резания под высоким давлением, дросселирующий эффект входной уплотнительной щели 16 может быть недостаточным, что может привести к появлению разбрызгивания капель СОЖ на выходе уплотнительной щели 16. Для ликвидации этого явления "излишек" скоростного напора СОЖ гасится торовой поверхностью корпуса 15 (фиг. 4).

При этом основная часть утечки направляется вдоль поверхности кольцевого участка 7.

Для увеличения этого эффекта коническая поверхность 14 может быть выполнена с обратным направлением конусности. При вращении шпинделя утечки СОЖ отводятся из уплотнения центробежными силами, действующими на жидкость при вовлечении ее во вращательное движение. При этом капли

СОЖ, отрываясь под действием центробежных сил от конического выступа втулки 4, попадают на коническую поверхность 14 и далее, отражаясь от нее и приобретая осевую составляющую скорости, направленную навстречу внешнему перепаду давления, отводятся из уплотнения во внешнюю среду.

Формула изобретения

1, Уплотнение шпиндельного узла, содержащее корпус с кольцевой камерой и втулку с кольцевой канавкой и коническим выступом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, входные уплотняющие поверхности втулки и корпуса соответственно плавно сопряжены с поверхностью кольцевой канавки и выполненной с наклонной стенкой с кольцевой камерой на длине, меньшей ширины кольцевой канавки.

2. Уплотнение по и, 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что входная уплотняющая поверхность корпуса выполнена сопрягающейся с торовой поверхностью, касательная к которой в конце участка параллельна касательной, проведенной к выполненному кольцевому участку, соединяющему входную уплотняющую поверхность втулки и кольцевую канавку, причем расстояние между касательными не превышает ширины кольцевой канавки, а длина цилиндрического участка входной уплотняющей поверхности корпуса выполнена равной длине цилиндрического участка входной уплотняющей поверхности втулки.

1638403

511 16 о

Составитель Ю.Тольский

Редактор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 913 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101