高速旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法，基座內(nèi)設置有能夠相對基座軸向滑動的中空活塞，芯軸上靠近固定端一側(cè)端部設置有中空的螺釘；活塞靠近旋轉(zhuǎn)端一側(cè)的端部和螺釘?shù)亩瞬客ㄟ^密封件動態(tài)密封。本發(fā)明所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法，采用高耐磨碳化硅材料作為密封件應用于旋轉(zhuǎn)接頭上，能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)接頭在高速狀態(tài)下轉(zhuǎn)動不過熱，動環(huán)和靜環(huán)作為的密封件不僅具有良好的密封性和磨損自動補償特性，還具有很長的使用壽命；在不使用中心出水刀具的情況下能夠正常使用電主軸。
【專利說明】
高速旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用在復合電主軸上的高速的旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術的旋轉(zhuǎn)接頭在動靜密封處采用O型橡膠密封圈或其它橡膠密封圈進行密封，或者均是靠彈簧完成密封件密封，橡膠密封圈這類密封形式是將密封圈安裝在一個環(huán)行槽內(nèi)，通過橡膠一定的壓縮量實現(xiàn)密封，當密封件與另一零件做相對轉(zhuǎn)動時，由于橡膠對轉(zhuǎn)動面產(chǎn)生較大阻力，密封處便會發(fā)熱，當在高速狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時時，溫度會迅速升，密封圈在高溫度下迅速損壞，造成壓力下降、介質(zhì)泄漏。彈簧完成密封件密封這類密封形式通過彈簧去擠壓密封件，擠壓力不好控制且不均勻，由于密封件或磨損彈簧力越來越小，無法達到密封效果，壽命短。并且現(xiàn)有技術的旋轉(zhuǎn)接頭在不通冷卻液的情況下無法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)上述提出的技術問題，而提供一種高速旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法，用于解決現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)接頭密封件密封效果差，壽命短的缺點。本發(fā)明采用的技術手段如下:
[0004]—種高速旋轉(zhuǎn)接頭，包括密封連接的旋轉(zhuǎn)端和固定端，所述的旋轉(zhuǎn)端內(nèi)部設置有中空的芯軸;所述的固定端包括密封連接的基座和后座，所述的基座內(nèi)設置有能夠相對基座軸向滑動的中空活塞，所述芯軸上靠近固定端一側(cè)端部設置有中空的螺釘;所述的活塞靠近旋轉(zhuǎn)端一側(cè)的端部和螺釘?shù)亩瞬客ㄟ^密封件動態(tài)密封;所述的活塞上靠近后座一側(cè)的中空內(nèi)壁具有傾斜面，使活塞上靠近后座一側(cè)端部的中空內(nèi)徑，從端部向旋轉(zhuǎn)端一側(cè)逐漸變小;所述的密封件包括設置于活塞端部凹槽內(nèi)靜環(huán)和設置于螺釘?shù)亩瞬堪疾蹆?nèi)的動環(huán)，所述的后座上的空心通道連通有進水口。
[0005]當進水口進入的冷卻液流過活塞內(nèi)壁的傾斜面，推動活塞向旋轉(zhuǎn)端移動，使活塞端部的靜環(huán)和螺釘端的動環(huán)緊貼密封。
[0006]作為優(yōu)選所述的旋轉(zhuǎn)端的套筒側(cè)壁設有泄露口，所述的泄露口同活塞、螺釘和套筒內(nèi)壁形成的泄流空間相連通;所述的泄露口泄出液速度不大于0.0lml/min;所述的進水口輸入有0.5MPa-14MPa的冷卻液。
[0007]作為優(yōu)選所述的旋轉(zhuǎn)端包括:芯軸、套筒、軸承、外隔套、內(nèi)隔套、密封環(huán)、鎖緊螺母、隔套、動環(huán)和螺釘;所述的旋轉(zhuǎn)端最外側(cè)為套筒，所述的套筒和芯軸間設置有多組軸承，所述的軸承間設置有外隔套和內(nèi)隔套;所述的芯軸上靠近固定端一側(cè)的外壁上設置有密封環(huán)，所述的密封環(huán)通過同芯軸外壁螺紋連接的鎖緊螺母鎖緊固定。
[0008]作為優(yōu)選所述的外隔套靠近套筒內(nèi)壁設置，內(nèi)隔套靠近芯軸外壁設置。
[0009]作為優(yōu)選所述的軸承為角接觸軸承。
[0010]作為優(yōu)選所述的活塞端部外延通過螺栓軸向固定有固定套，所述的固定套能夠在基座的導槽內(nèi)軸向滑動。
[0011]作為優(yōu)選所述的旋轉(zhuǎn)端和固定端通過軸承壓套密封連接;所述的芯軸遠離固定端一側(cè)的端部具有內(nèi)六角扳手孔。
[0012]作為優(yōu)選所述的螺釘端部凸沿同芯軸端部間設置有隔套。
[0013]作為優(yōu)選所述的靜環(huán)和動環(huán)為碳化硅陶瓷環(huán)。
[0014]—種上述高速旋轉(zhuǎn)接頭的使用方法，當進水口通入冷卻液，芯軸轉(zhuǎn)動，經(jīng)過中空活塞傾斜面的冷卻液推動活塞端部的靜環(huán)向螺釘端部的動環(huán)靠近密封，實現(xiàn)動態(tài)密封；當進水口不通入冷卻液，芯軸轉(zhuǎn)動，密封件的動環(huán)和靜環(huán)在電主軸旋轉(zhuǎn)時自動脫開。
[0015]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭及其使用方法，密封件包括設置于活塞端部凹槽內(nèi)靜環(huán)和設置于螺釘?shù)亩瞬堪疾蹆?nèi)的動環(huán)，當進水口進入的冷卻液流過活塞內(nèi)壁的傾斜面，推動活塞向旋轉(zhuǎn)端移動，使活塞端部的靜環(huán)和螺釘端的動環(huán)緊貼密封，實現(xiàn)動態(tài)密封，采用高耐磨碳化娃材料作為密封件應用于旋轉(zhuǎn)接頭上，能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)接頭在高速狀態(tài)下轉(zhuǎn)動不過熱，動環(huán)和靜環(huán)作為的密封件不僅具有良好的密封性和磨損自動補償特性，還具有很長的使用壽命;在不使用中心出水刀具的情況下能夠正常使用電主軸。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017]圖1是本發(fā)明結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明密封件部的放大示意圖。
[0019]其中:1、芯軸，2、套筒，3、軸承，4、外隔套，5、內(nèi)隔套，6、密封環(huán)，7、鎖緊螺母，8、隔套，9、軸承壓套，10、基座，11、后座，12、固定套，13、活塞，14、密封件，15、螺釘，16、進水口，17、泄露口，18、泄流空間，19、導槽，20、傾斜面，21、靜環(huán)，22、動環(huán)，21-1、靜環(huán)分離位置，21-
2、靜環(huán)密封位置。
【具體實施方式】
[0020]如圖1和圖2所示，一種高速旋轉(zhuǎn)接頭，包括密封連接的旋轉(zhuǎn)端和固定端所述的旋轉(zhuǎn)端和固定端通過軸承壓套9密封連接。所述的旋轉(zhuǎn)端內(nèi)部設置有中空的芯軸I;所述的芯軸I遠離固定端一側(cè)的端部具有內(nèi)六角扳手孔。
[0021]所述的固定端包括密封連接的基座10和后座11，所述的基座10和后座11通過螺栓連接固定。
[0022]所述的旋轉(zhuǎn)端包括:芯軸1、套筒2、軸承3、外隔套4、內(nèi)隔套5、密封環(huán)6、鎖緊螺母7、隔套8、動環(huán)22和螺釘15;所述的旋轉(zhuǎn)端最外側(cè)為套筒2，所述的套筒2和芯軸I間設置有多組軸承3，所述的軸承3為角接觸軸承。進口的高速專用角接觸軸承，結構緊湊，安裝十分簡單，最高轉(zhuǎn)速能夠達到40000rpm。
[0023]所述的軸承3間設置有外隔套4和內(nèi)隔套5;所述的外隔套4靠近套筒2內(nèi)壁設置，內(nèi)隔套5靠近芯軸I外壁設置。
[0024]所述的芯軸I上靠近固定端一側(cè)的外壁上設置有密封環(huán)6，所述的密封環(huán)6通過同芯軸I外壁螺紋連接的鎖緊螺母7鎖緊固定。
[0025]所述的基座10內(nèi)設置有能夠相對基座10軸向滑動的中空活塞13，所述的活塞13端部外延通過螺栓軸向固定有固定套12，所述的固定套12能夠在基座1的導槽19內(nèi)軸向滑動，對活塞13起到導向和限位的作用，減少了活塞13同基座10間密封圈的磨損。
[0026]所述芯軸I上靠近固定端一側(cè)端部設置有中空的螺釘15;所述的螺釘15端部凸沿同芯軸I端部間設置有隔套8。
[0027]所述的活塞13靠近旋轉(zhuǎn)端一側(cè)的端部和螺釘15的端部通過密封件14動態(tài)密封；所述的活塞13上靠近后座11 一側(cè)的中空內(nèi)壁具有傾斜面20，使活塞13上靠近后座11 一側(cè)端部的中空內(nèi)徑，從端部向旋轉(zhuǎn)端一側(cè)逐漸變小。
[0028]所述的密封件14包括設置于活塞13端部凹槽內(nèi)靜環(huán)21和設置于螺釘15的端部凹槽內(nèi)的動環(huán)22，所述的靜環(huán)21和動環(huán)22為碳化硅陶瓷環(huán)。所述的后座11上的空心通道連通有進水口 16;所述的旋轉(zhuǎn)端的套筒2側(cè)壁設有泄露口 17，所述的泄露口 17同活塞13、螺釘15和套筒2內(nèi)壁形成的泄流空間18相連通，能夠?qū)迎h(huán)22和靜環(huán)21間泄露的少量冷卻液經(jīng)過泄流空間18通過泄露口 17流出；所述的泄露口 17泄出液速度不大于0.0lml/min；所述的進水口 16輸入有0.5MPa-14MPa的冷卻液，所述的進水口 16開設于后座11的側(cè)面，使進水口 16開口方向同活塞13軸向垂直，使進水口 16輸入的水通過彎折的空心通道流向活塞13的中空通道。
[0029]當進水口16進入的冷卻液流過活塞13內(nèi)壁的傾斜面20，推動活塞13向旋轉(zhuǎn)端移動，使活塞13端部的靜環(huán)21和螺釘15端的動環(huán)22緊貼密封。通過中心出水的推力實現(xiàn)密封，不使用中心出水時能夠自動脫開使用。通過固定端的活塞13件斜角受到一定壓力和流量的中心水沖擊實現(xiàn)密封，密封性能強。結構緊湊，使用壽命長且耐壓性能高、運行平穩(wěn)。
[0030]—種上述高速旋轉(zhuǎn)接頭的使用方法，當進水口 16通入冷卻液，芯軸I轉(zhuǎn)動，經(jīng)過中空活塞13傾斜面20的冷卻液推動活塞13端部的靜環(huán)21向螺釘15端部的動環(huán)靠近密封，實現(xiàn)動態(tài)密封。
[0031]當進水口16不通入冷卻液，芯軸I轉(zhuǎn)動，密封件14的動環(huán)和靜環(huán)21在電主軸旋轉(zhuǎn)時自動脫開。
[0032]本發(fā)明所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，由于帶中心出水的刀柄和刀具十分昂貴，為減少成本，在加工某些精度不高的零件時，不需要使用中心出水刀具和刀柄，換用普通刀具。如圖2所示，本申請將動環(huán)22固定于螺釘上，在不通冷卻液的情況下，密封件14的動環(huán)22和靜環(huán)21在電主軸旋轉(zhuǎn)時自動脫開，沒有摩擦不會對旋轉(zhuǎn)接頭壽命影響。
[0033]圖2中左側(cè)面為初始狀態(tài)下，不通冷卻液動環(huán)22和靜環(huán)21分離的靜環(huán)分離位置21-1右側(cè)面為運動狀態(tài)下，通冷卻液動環(huán)22和靜環(huán)21密封的靜環(huán)密封位置21-2。
[0034]裝配時，將軸承3過盈鑲裝在芯軸I上，一組軸承3中間裝有配磨后的內(nèi)隔套5和外隔套4，芯軸I上設有密封結構。
[0035]再將芯軸1、軸承3、內(nèi)隔套5、外隔套4裝入套筒2中，將裝好的密封圈的密封環(huán)6裝入套筒2中，用鎖緊螺母7鎖緊軸承內(nèi)環(huán)，然后將隔套8和裝有密封件14的螺釘15螺紋固定在芯軸I上，芯軸I前端的內(nèi)六角扳手孔，一端固定一段鎖緊。
[0036]最后將測量并調(diào)整過尺寸的軸承壓套9用內(nèi)六角螺絲固定在套筒2上，完成旋轉(zhuǎn)端裝配。旋轉(zhuǎn)端裝配完成后用千分表觀察動密封件端面的精度。
[0037]將固定端的密封圈依次裝入零件中，把活塞13放入基座10中，用內(nèi)六角螺絲將固定套12和活塞13連接，保證能進行活塞運動，基座10密封圈處放入后座11中，用內(nèi)六角螺絲連接。
[0038]最后將固定端前端和旋轉(zhuǎn)端尾端連接組裝，進行測試。經(jīng)過多輪測試試驗適當?shù)恼{(diào)整各零件的配合精度。
[0039]工作原理，通過進水口 16進一定壓力和流量的冷卻液帶動活塞13運動，活塞13是通過冷卻液沖到活塞13的倒角，即傾斜面20上，給活塞13足夠的壓緊力而運動的，套的導向作用下在運動中不會傷害密封圈，也不會損壞密封圈的密封作用。
[0040]且在工作狀態(tài)下始終保持此壓力，將動環(huán)22和靜環(huán)21相互緊緊壓合在一起，通過所述材料的相互吸附特性，使密封性大大提高。旋轉(zhuǎn)端旋轉(zhuǎn)的過程中動靜密封件依然緊緊貼合，相互摩擦，更加自相研磨，是密封性越來越好而不是減退。
[0041]本發(fā)明所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，采用兩塊密封元件在受到流體的壓相互貼合，并做相對轉(zhuǎn)動而構成的密封裝置，密封件采用高硬度高耐磨的碳化硅陶瓷環(huán)，大大增大了此旋轉(zhuǎn)接頭的使用壽命。
[0042]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種高速旋轉(zhuǎn)接頭，包括密封連接的旋轉(zhuǎn)端和固定端，所述的旋轉(zhuǎn)端內(nèi)部設置有中空的芯軸(I); 其特征在于:所述的固定端包括密封連接的基座(10)和后座(11)，所述的基座(10)內(nèi)設置有能夠相對基座(10)軸向滑動的中空活塞(13)，所述芯軸(I)上靠近固定端一側(cè)端部設置有中空的螺釘(15); 所述的活塞(13)靠近旋轉(zhuǎn)端一側(cè)的端部和螺釘(15)的端部通過密封件(14)動態(tài)密封；所述的活塞(13)上靠近后座(11) 一側(cè)的中空內(nèi)壁具有傾斜面(20)，使活塞(13)上靠近后座(11) 一側(cè)端部的中空內(nèi)徑，從端部向旋轉(zhuǎn)端一側(cè)逐漸變?。? 所述的密封件(14)包括設置于活塞(13)端部凹槽內(nèi)靜環(huán)(21)和設置于螺釘(15)的端部凹槽內(nèi)的動環(huán)(22)，所述的后座(11)上的空心通道連通有進水口(16); 當進水口(I6)進入的冷卻液流過活塞(13)內(nèi)壁的傾斜面(20)，推動活塞(I3)向旋轉(zhuǎn)端移動，使活塞(13)端部的靜環(huán)(21)和螺釘(15)端的動環(huán)(22)緊貼密封。2.根據(jù)權利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的旋轉(zhuǎn)端的套筒(2)側(cè)壁設有泄露口(17)，所述的泄露口(17)同活塞(13)、螺釘(15)和套筒(2)內(nèi)壁形成的泄流空間(18)相連通； 所述的泄露口(17)泄出液速度不大于0.0lml/min；所述的進水口(16)輸入有0.5MPa-14MPa的冷卻液。3.根據(jù)權利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的旋轉(zhuǎn)端包括:芯軸(I)、套筒(2)、軸承(3)、外隔套(4)、內(nèi)隔套(5)、密封環(huán)(6)、鎖緊螺母(7)、隔套(8)、動環(huán)(22)和螺釘(15); 所述的旋轉(zhuǎn)端最外側(cè)為套筒(2)，所述的套筒(2)和芯軸(I)間設置有多組軸承(3)，所述的軸承(3)間設置有外隔套(4)和內(nèi)隔套(5); 所述的芯軸(I)上靠近固定端一側(cè)的外壁上設置有密封環(huán)(6)，所述的密封環(huán)(6)通過同芯軸(I)外壁螺紋連接的鎖緊螺母(7)鎖緊固定。4.根據(jù)權利要求3所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的外隔套(4)靠近套筒(2)內(nèi)壁設置，內(nèi)隔套(5)靠近芯軸(I)外壁設置。5.根據(jù)權利要求3所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的軸承(3)為角接觸軸承。6.根據(jù)權利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的活塞(13)端部外延通過螺栓軸向固定有固定套(12)，所述的固定套(12)能夠在基座(10)的導槽(19)內(nèi)軸向滑動。7.根據(jù)權利要求1、2、3或6所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的旋轉(zhuǎn)端和固定端通過軸承壓套(9)密封連接； 所述的芯軸(I)遠離固定端一側(cè)的端部具有內(nèi)六角扳手孔。8.根據(jù)權利要求1、2、3或6所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的螺釘(15)端部凸沿同芯軸(I)端部間設置有隔套(8)。9.根據(jù)權利要求1所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭，其特征在于: 所述的靜環(huán)(21)和動環(huán)(22)為碳化硅陶瓷環(huán)。10.—種上述權利要求1-9任意一項權利要求所述的高速旋轉(zhuǎn)接頭的使用方法，其特征在于: 當進水口(16)通入冷卻液，芯軸(I)轉(zhuǎn)動，經(jīng)過中空活塞(13)傾斜面(20)的冷卻液推動活塞(13)端部的靜環(huán)(21)向螺釘(15)端部的動環(huán)靠近密封，實現(xiàn)動態(tài)密封； 當進水口(16)不通入冷卻液，芯軸(I)轉(zhuǎn)動，密封件(14)的動環(huán)和靜環(huán)(21)在電主軸旋轉(zhuǎn)時自動脫開。
【文檔編號】B23Q11/12GK105965039SQ201610494209
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】張海波, 周吉貞, 李亞鵬, 郭翠娟, 左宏偉, 賀行健, 鮑文祿, 陳玉峰
【申請人】科德數(shù)控股份有限公司