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　　摘　要：介紹了數控車床主軸前軸承密封結構在實際生產中存在的問題，并分析了原因，設計了改進方案。經使用證明，該改進方案提高了主軸前端軸承使用壽命和主軸精度的保持性，保證了數控車床長時間連續加工的可靠性。
　　關鍵詞：軸承密封；迷宮密封；冷卻液；防屑罩
　　數控車床主軸的轉數一般都在4000～6000r/min，為提高機床的加工速度，主軸轉速不斷在提高。而機床主軸的精度保持性就變得尤為重要，影響精度保持性的因數很多，其中主軸前軸承密封的好壞直接影響主軸精度的保持性。本文作者經過對主軸前端密封的改進，徹底解決了原密封原因造成的前軸承損壞。
　　1　存在的問題
　　數控車床在加工時，是長時間連續加工，切削量大，因而要求冷卻充分（高壓、大流量）和在全密封狀況下工作。數控車床的主軸，特別是夾頭式主軸，廠家為了提高主軸精度，軸伸設計的特別短，造成冷卻液在冷卻工件時很容易直接把微小的屑末（在0.01mm以下）噴射到主軸密封處。由于主軸密封結構的缺陷（見圖1），在短時間內，屑末和冷卻液在高壓、高速下，易穿過迷宮形成的空氣膜，進入主軸軸承，造成軸承的潤滑脂大量流失，且屑末進入軸承滾道，加速滾珠、滾道、保持架的磨損，還可能造成軸承的疲勞破壞，使軸承的精度急劇降低甚至報廢。在生產中，通常2～3個月主軸就出現雜音、振動等現象。拆卸主軸檢查軸承時發現，主軸內有大量的冷卻液和屑末，滾道內沒有潤滑脂，滾珠表面發暗（有點象磨沙），且個別滾珠表面有劃痕。對軸承做轉動試驗，發現雜音大，轉動力不均勻，這表明此軸承已不能正常使用。 　　2　原因分析
　　圖1所示的主軸前端的迷宮密封結構的工作原理是通過迷宮來阻止冷卻液直接進入軸承，再利用主軸高速旋轉產生的離心力，把少量進入迷宮的冷卻液甩到迷宮外槽，通過外槽下方的小孔流出。目前機床普遍采用該密封結構，在一定的條件下該結構也是合理的。但由于機床的使用條件不同，且受迷宮密封結構的限制，去除冷卻液的能力是一定的。當進入迷宮的冷卻液大于排出的冷卻液，勢必造成部分冷卻液（含屑末）進入軸承內，造成軸承的損壞。
　　3　改進方案
　　根據上述分析，解決問題的關鍵是采取措施減少進入迷宮內的冷卻液。一種改進方法是改變加工條件，即減小冷卻液的流速和流量，但這樣勢必要造成加工件質量的下降，且不能保證迷宮內不進冷卻液，此種辦法不可取。另一種改進方法是不讓冷卻液進入迷宮，為此設計了一種密封盤，如圖2所示，密封盤用3個螺釘鎖緊與主軸緊配合，這樣大流量的冷卻液也不可能進入主軸迷宮內，再加上密封盤外徑有一槽，蓋住主軸法蘭，把垂直縫隙改為水平縫隙，使邊緣上的冷卻液被高速旋轉的密封盤所產生的離心力甩走，確保主軸迷宮不進冷卻液。這種改進方法防止了主軸迷宮進冷卻液，但同時也帶來了問題。由于密封盤加工和安裝不可能非常理想，造成主軸產生輕微的振動，主軸動平衡不好，主軸軸承精度下降，滿足不了精密零部件尺寸加工的要求。同時由于密封盤的高速旋轉，把冷卻液甩到外罩壁濺起大量的油霧，造成機床和環境的污染，此種方法也不太理想。 　　從前面分析可知，迷宮密封的結構是合理的，只是排量小，為增加迷宮密封的排液量，作者設計了一種防屑罩，如圖3所示。該防屑罩把主軸外伸部分全部罩上，只有被加工件露在外面，解決了冷卻液飛濺的問題。另外該防屑罩在外伸主軸表面設計了兩道迷宮密封結構，它空間大，排出口大，中間加隔板，使進入防屑罩內的冷卻液絕大部分在道迷宮流出，少部分進入第二道迷宮，主軸原有的迷宮幾乎沒有冷卻液流入。經過測算，進入道迷宮的流量是進入防屑罩流量的90％，進入第二道迷宮的只有10％。經過一年多的試驗使用，裝有防屑罩的主軸沒有發現有雜音，拆下檢查，前軸承的潤滑脂變化不大，軸承完好，徹底解決了主軸密封問題。 　　4　結論
　　上述改進結構我們已經在數控車床批量生產中采用，并改裝了以前的一些數控車床均收到了令人滿意的效果。因此即使在理論上比較成熟的結構，在不同的實踐環境中也應不斷改進，日益完善理論，使這些工藝系統具有廣泛的適應性。