一种旋转接头 |
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| 申请号 | CN201710458221.7 | 申请日 | 2017-06-16 | 公开(公告)号 | CN107131371A | 公开(公告)日 | 2017-09-05 |
| 申请人 | 广东工业大学; | 发明人 | 郭钟宁; 刘宇迅; 刘莉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 旋转接头 ，安装于机床本体(4)内，包括套装于所述机床本体(4)内的接头 外壳 体(3)、设于所述接头外壳体(3)内的密封机构，所述接头外壳体(3)的端部开设有连接 主轴 的连接孔(1)，所述密封机构包括插入所述接头外壳体(3)内的空心的接头芯轴(6)、安装于所述接头芯轴(6)外端 轴头 端面的碟形密封环(8)、一端与所述碟形密封环(8)连接且另一端卡于所述接头外壳体(3)末端处的 弹簧 (9)，所述接头芯轴(6)的内端能够与所述机床本体(4)连接，所述机床本体(4)与所述旋转接头之间的腔体能够连通所述接头芯轴(6)的通孔。该旋转接头有效地实现了在没有介质压 力 下无限定干运转的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋转接头，安装于机床本体(4)内，其特征在于，包括套装于所述机床本体(4)内的接头外壳体(3)、设于所述接头外壳体(3)内的密封机构，所述接头外壳体(3)的端部开设有连接主轴的连接孔(1)，所述密封机构包括插入所述接头外壳体(3)内的空心的接头芯轴(6)、安装于所述接头芯轴(6)外端轴头端面的碟形密封环(8)、一端与所述碟形密封环(8)连接且另一端卡于所述接头外壳体(3)末端处的弹簧(9)，所述接头芯轴(6)的内端能够与所述机床本体(4)连接，所述机床本体(4)与所述旋转接头之间的腔体能够连通所述接头芯轴(6)的通孔。 |
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| 说明书全文 | 一种旋转接头技术领域[0001] 本发明涉及机床设备技术领域，特别是涉及一种旋转接头。 背景技术[0002] 液压泄漏不仅造成油液资料的浪费，还造成停机损失、环境污染、系统效率低、火灾隐患等。根据外国资料介绍，开展防漏治漏之前，英国每年液压系统泄漏损失高达1.8亿美元。据美国杂志的不完全统计，全美工厂由于液压系统泄漏，造成每年6000万美元。依据调查报告发现，液压系统的主要漏点都集中在管接头处，特别是在旋转等运动部位。旋转接头的作用是将液体从管道的这边输入到旋转或往复运动的设备中，再从其中排出的连接用的密封装置。旋转接头的应用领域几乎覆盖各个加工制造行业，如冶金、机床、发电、石油、橡胶、塑料、纺织、印染、制药、卷烟、造纸、食品、饲料加工等。 [0004] 但是，现有技术中的旋转接头具有以下缺点：当高压旋转接头转子重量过大，低质量的轴承将会被转子的重力压坏，导致旋转接头不旋转，差的轴承不能保证转子的同心度，将会使得旋转接头配合间隙过大，导致旋转的时候发生微微的摆动，从而影响旋转接头的使用寿命；由于长时间的使用导致密封元件的损坏并影响润滑效果；当机场主轴转速过高且旋转接头的定子与转子长时间接触，旋转接头的使用寿命会严重缩短。因此，有必要对旋转接头进行改进。 [0005] 综上所述，如何有效地实现在没有介质压力下无限定干运转的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。 发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种旋转接头，该旋转接头有效地实现了在没有介质压力下无限定干运转的问题。 [0007] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案： [0008] 一种旋转接头，安装于机床本体内，包括套装于所述机床本体内的接头外壳体、设于所述接头外壳体内的密封机构，所述接头外壳体的端部开设有连接主轴的连接孔，所述密封机构包括插入所述接头外壳体内的空心的接头芯轴、安装于所述接头芯轴外端轴头端面的碟形密封环、一端与所述碟形密封环连接且另一端卡于所述接头外壳体末端处的弹簧，所述接头芯轴的内端能够与所述机床本体连接，所述机床本体与所述旋转接头之间的腔体能够连通所述接头芯轴的通孔。 [0011] 优选地，所述碟形密封环的金属表面设置有纳米碳化硅层。 [0012] 优选地，所述接头外壳体的端面与所述机床本体的端面通过螺钉连接。 [0014] 优选地，所述接头外壳体内部开设有密封槽，所述密封槽中放置有橡胶圈。 [0015] 优选地，所述接头外壳体末端处设置有将所述弹簧限制于所述接头外壳体内部的卡簧。 [0016] 优选地，所述腔体的进液口轴线与所述接头芯轴的轴向垂直。 [0017] 本发明所提供的旋转接头，安装于机床本体内，包括接头外壳体、密封机构，接头外壳体套装于机床本体内，密封机构设于接头外壳体内，为非接触式机械密封机构。接头外壳体的端部开设有连接孔，用于连接主轴。密封机构包括接头芯轴、碟形密封环、弹簧，接头芯轴插入接头外壳体内，接头芯轴为空心轴。碟形密封环安装于接头芯轴外端轴头端面，弹簧一端与碟形密封环连接，另一端卡于接头外壳体末端处。接头芯轴的内端能够与机床本体连接，机床本体与旋转接头之间的腔体能够连通接头芯轴的通孔，通孔可以为中心孔，易于加工，较为对称。当冷却液从进入机床本体与旋转接头之间的腔体时，在流体压力的作用下驱动接头芯轴，克服弹簧的作用力前进。从而使接头芯轴的密封面与主轴的密封面已经接触，达到密封工作状态。当接头芯轴与机床本体相互不接触的时候，冷却液可以进入接头芯轴的通孔。此时不论转子在旋转状态还是静止状态，冷却液均因为两个密封面的贴合不会产生泄漏。 [0018] 本发明所提供的旋转接头，为脱开式无轴承高压高速旋转接头，取消了轴承而降低了成本，而同时却能提高最大转速，仅有很小的转体直接连接到主轴，因此接头外壳体不可能成为振动源，没有轴承，免除了接头对冷却液软管产生侧向载荷。当压力消失后，密封面会脱开少许距离。这样就排除了密封会在无液体运转时产生摩擦与摩损，从而实现无限制高速“干运转”。不仅可实现在没有介质压力下无限定干运转；同时，还应用了平衡式机械密封，密封性较好。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1为本发明中一种具体实施方式所提供的旋转接头的结构示意图。 [0021] 附图中标记如下： [0022] 1-连接孔、2-螺钉、3-接头外壳体、4-机床本体、5-进液口、6-接头芯轴、7-橡胶圈、8-碟形密封环、9-弹簧、10-卡簧、11-转子。 具体实施方式[0023] 本发明的核心是提供一种旋转接头，该旋转接头有效地实现了在没有介质压力下无限定干运转的问题。 [0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0025] 请参考图1，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的旋转接头的结构示意图。 [0026] 在一种具体实施方式中，本发明所提供的旋转接头，安装于机床本体4内，包括接头外壳体3、密封机构，接头外壳体3套装于机床本体4内，密封机构设于接头外壳体3内，为非接触式机械密封机构。接头外壳体3的端部开设有连接孔1，用于连接主轴，连接孔1可以为圆形孔，易于加工。密封机构包括接头芯轴6、碟形密封环8、弹簧9，接头芯轴6插入接头外壳体3内，接头芯轴6为空心轴。碟形密封环8安装于接头芯轴6外端轴头端面，起到合理密封作用。弹簧9一端与碟形密封环8连接，另一端卡于接头外壳体3末端处。接头芯轴6的内端能够与机床本体4连接，机床本体4与旋转接头之间的腔体能够连通接头芯轴6的通孔，通孔可以为中心孔，易于加工，较为对称。当冷却液从进入机床本体4与旋转接头之间的腔体时，在流体压力的作用下驱动接头芯轴6，克服弹簧9的作用力前进。从而使接头芯轴6的密封面与主轴的密封面已经接触，达到密封工作状态。当接头芯轴6与机床本体4相互不接触的时候，冷却液可以进入接头芯轴6的通孔。此时不论转子11在旋转状态还是静止状态，冷却液均因为两个密封面的贴合不会产生泄漏。 [0027] 本发明所提供的旋转接头，为脱开式无轴承高压高速旋转接头，取消了轴承而降低了成本，而同时却能提高最大转速，仅有很小的转体直接连接到主轴，因此接头外壳体3不可能成为振动源，没有轴承，免除了接头对冷却液软管产生侧向载荷。当压力消失后，密封面会脱开少许距离。这样就排除了密封会在无液体运转时产生摩擦与摩损，从而实现无限制高速“干运转”。不仅可实现在没有介质压力下无限定干运转；同时，还应用了平衡式机械密封，密封性较好。 [0028] 上述旋转接头仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，接头芯轴6的外端轴头端面镶嵌有碳化硅层，采用了纳米碳化硅材料，其耐磨性比传统的旋转接头的耐磨性更好。 [0030] 显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，碟形密封环8采用纳米碳化硅材料在金属表面化学沉积处理，金属表面设置有纳米碳化硅层，可以实现转子11与定子之间的减磨自润滑的“膜轴承”效应，提高了碟形密封环8的使用寿命。同时，纳米碳化硅层具有良好的自润滑性、耐磨性及耐高温抗化学介质腐蚀等综合物理机械性能。 [0031] 需要特别指出的是，本发明所提供的旋转接头不应被限制于此种情形，接头外壳体3与机床本体4连接部分采用直螺纹连接，比如接头外壳体3的端面与机床本体4的端面通过螺钉2连接，易于连接，方便拆卸，便于维修。 [0032] 本发明所提供的旋转接头，在其它部件不改变的情况下，接头外壳体3为铝合金外壳体，由铝合金材料精加工而成，重量轻且易于回收利用，符合节能环保的要求；同时，具有防腐蚀阳极铝，可以作为阳极起到防腐蚀的作用。 [0033] 对于上述各个实施例中的旋转接头，接头外壳体3内部开设有密封槽，密封槽中放置有橡胶圈7，橡胶圈7可以为橡胶O型圈，其具有出色的防磨损及防聚热性能，可以保证精确密封。 [0034] 为了进一步优化上述技术方案，接头外壳体3末端处设置有卡簧10，卡簧10将弹簧9限制于接头外壳体3内部，结构简单，易于连接。 [0035] 在上述各个具体实施例的基础上，腔体的进液口5轴线与接头芯轴6的轴向垂直，方便冷却液进入腔体，流体压力较大，易于快速驱动接头芯轴6，工作效率较高。 [0036] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语内、外、末端等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0038] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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