摘要: 針對某（mǒu）鏜床主（zhǔ）軸密封不嚴（yán）問題（tí），分析了產生原因，改進了氣體密封結構（gòu），將（jiāng）迷宮密封改為甩油環密封，阻止灰塵進入，防止潤滑油滲漏。改進後使用一段（duàn）時間發現，密封性能明顯（xiǎn）改（gǎi）善（shàn）。
  
   
     某公司一台臥式鏜床，型號（hào）W200A，主軸直徑200 mm，最大加工孔直（zhí）徑500 mm，加工孔長度1 600 mm，其主軸密封結構（gòu）如圖1 所（suǒ）示。主軸與（yǔ）床身之（zhī）間共設置4 道密封，由外（wài）向裏第1 道密封是氣體密封，由主軸1 和主軸端（duān）蓋2 組成，通過壓縮（suō）空氣在主軸1 和主軸端蓋2 之間的縫隙內產生向外的氣（qì）簾，阻止灰塵進入; 第2 道是迷宮密封，由軸承壓蓋3 和迷宮密封環4 組成，利（lì）用流體在經（jīng）過狹窄而曲折的迷（mí）宮時所產生的節流效應來實現密封目的; 第3 道是油溝密封，由主軸1 和軸承壓蓋3 組成，利用兩者之間的（de）小間隙的節流效應產生密封作用; 第4 道是甩（shuǎi）油環密封，由（yóu）主軸1 和軸（zhóu）承壓（yā）蓋（gài）3 組成，利用主軸旋轉時產生離心（xīn）力將流體甩出實現（xiàn）密封。密封的作用是對內防止潤滑油外泄，對外（wài）防止灰塵和鐵屑入內。該鏜床運轉（zhuǎn）多年（nián），逐漸發現主軸端蓋附近有潤滑油滲漏，將軸承壓蓋拆（chāi）開，檢查密封元件及潤滑油，發現存在灰塵和汙垢。可見該鏜床（chuáng）主軸密封處存在密封不嚴問題。

                     圖1 主軸密封（fēng）結構示意圖

      1 、原因分析（xī）

      該鏜床出現主軸密封不嚴現（xiàn）象，其原因有兩個:其一是機床（chuáng）使用多年，密封元件（jiàn）有磨（mó）損，導（dǎo）致密封（fēng）不（bú）嚴; 其二是（shì）原密封結構設計上存在先天不足，影（yǐng）響密封效果。

      第1 道氣體密封（fēng）由主（zhǔ）軸1 和主軸端蓋（gài）2 組成，主軸端蓋上設一個徑向孔，內圓設一道環形（xíng）槽，氣體通過徑向孔進入環形槽，形成環形氣流，向外噴出，阻止外界灰（huī）塵進入。由於徑向孔（kǒng）僅（jǐn）為一個，在孔的附近氣流壓力較大，而遠離徑向孔之處，氣流壓力（lì）較小（xiǎo），這樣就存在氣流壓力小的部位密（mì）封效果較（jiào）差的現（xiàn）象，主軸直徑越大，弊端越嚴重。

      第2 道迷宮密（mì）封（fēng）是（shì）單道迷宮密封，迷宮數量與密封效果有關，迷宮數量越少，密封效果越差。

      2 、改進設計

      組（zǔ）成主軸密封的元件有主軸、軸（zhóu）承壓蓋、主軸端蓋和迷宮密封環等。主軸結構不易改動，僅（jǐn）對軸承壓蓋、主（zhǔ）軸端蓋和迷宮密封（fēng）環等（děng）零件進行改進設計。改（gǎi）進設計後的主軸密封（fēng）結構如圖2 所示。對第（dì）1道氣體密封進行改進，對主軸端蓋2 進行結（jié）構改進。主軸端蓋是組成氣體（tǐ）密封的元件，在主軸端蓋的內圓和外圓（yuán）上各加工一個環形槽，對應環槽加工若幹個徑向孔，氣體首先進入外環槽（cáo），再由徑向孔進入內環槽，在內環槽裏環向形成多個氣源（yuán），流動的氣體壓力基本均勻，可以保證（zhèng）主軸在整個圓周方向都具（jù）有良好的密封效果（guǒ）。所有徑向孔的尾端向外傾斜一個角度，增強氣流向外噴（pēn）出的效果。

                         圖2 改進後主軸密封結構示意圖

      第2 道密封由（yóu）原迷宮密封改為甩油環密封，對原迷宮密封環4 進行結構改進，改成甩油環4，外圓（yuán）加工3 道不等邊鋸齒形環槽用於甩油，鋸（jù）齒的方向與潤滑油流動方向（xiàng）相反（fǎn），不等邊鋸齒形環槽，在將流體甩出時，具有導向功能，阻止潤滑油（yóu）向外（wài）流（liú）動，防止潤滑油向外（wài）滲漏，強化密（mì）封效果。

      第3 道密封和第4 道密封的密封結構涉及主軸結（jié）構，故（gù）不進行改動。

     3 、結束語

     分析主軸密封存在的問題，對密封元件進行改進，在主軸端蓋上增（zēng）加若幹個徑向孔（kǒng），保證氣流壓力均勻，增（zēng）強氣（qì）流向外（wài）噴出能力，獲得較好（hǎo）的氣體密封效果; 將原迷宮（gōng）密（mì）封改（gǎi）為由不等邊鋸齒形環槽（cáo）組成（chéng）的（de）甩（shuǎi）油環密封，利（lì）用不等邊鋸齒形環槽的導向功能，阻止潤（rùn）滑（huá）油向（xiàng）外滲漏，使密封性（xìng）能進一步改善（shàn）。改進後的密封結（jié）構簡單、易加工，不涉及外部係統，不涉及主軸的變化。改進後，使用一段時間檢查發現，滲油現象消失，軸承潤滑（huá）油比（bǐ）較清潔，可見密封性能明顯改善。