CN102581408A

CN102581408A - 电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构及密封方法

Info

Publication number: CN102581408A
Application number: CN2012100753789A
Authority: CN
Inventors: 周新明; 朱红月; 刘斌; 丁人平; 许庆平; 顾林峰; 董殿柱
Original assignee: SUZHOU ELECTRICAL PROCESSING MACHINE TOOL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: SUZHOU ELECTRICAL PROCESSING MACHINE TOOL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2012-07-18

Abstract

一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构及密封方法，其特征在于：数控回转工作台包括机壳、回转工作台面和驱动电机，驱动电机安装于机壳的内腔中，回转工作台面位于机壳的外部，驱动电机通过一穿过机壳的传动件与回转工作台面连接；在机壳上设置有静密封结构和动密封结构，机壳、传动件、动密封结构以及静密封结构围成一密封腔，在机壳上设有一充气口，充气口的一端与密封腔连通，另一端与一气泵连通。气泵向密封腔内充入气体，以使密封腔内的气体压强大于数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强，以此构成一种气压式辅助密封。本方案既具有可靠的密封效果，又可对数控回转工作台上的泄露点起监控作用。

Description

电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构及密封方法

技术领域

本发明涉及电加工机床数控回转工作台领域，具体涉及一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构及密封方法。

背景技术

在电加工领域，有半浸式液下运行设备和全浸式液下运行设备，指的是运行设备部分浸入或者全部浸入工作液中，工作液即为放电介质，以形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态，另外还起到冷却工件等作用。一般的工作液为煤油，也有电解液、去离子水和专用的电加工液。数控回转工作台是一种很实用的加工设备，可以实现圆周进给和分度运动，通常包括机壳、工作台面、驱动电机（一般为伺服电机）和传动件（蜗轮蜗杆传动机构或者减速机等）等结构，各种专用的精密数控回转工作台可满足各种精密复杂零件的电加工要求。在电加工领域内的全浸式数控回转工作台台体全部浸入工作液中工作，由于精密数控回转工作台的价格昂贵，因此对其的保护非常重要，其中最重要的就是密封问题，就是要避免工作液及工作液中的电加工蚀除物灌入机壳的内腔中，确保其中的驱动电机不受损，保证其正常工作及使用寿命。

发明内容

本发明目的是提供一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构及密封方法，既具有可靠的密封效果，又可对数控回转工作台上的泄露点起监控作用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构，所述数控回转工作台包括机壳、回转工作台面和驱动电机，其中，机壳具有一内腔，驱动电机安装于机壳的内腔中，回转工作台面位于机壳的外部，驱动电机通过一穿过机壳的传动件与回转工作台面连接；所述机壳至少由两部分拼合构成，在拼合的拼缝处设置有静密封结构，在所述传动件穿过机壳处设置有动密封结构，机壳、传动件、动密封结构以及静密封结构围成一密封腔，在机壳上设有一充气口，该充气口的一端与密封腔连通，另一端与一气泵连通，以此在密封腔内相对动密封结构和静密封结构形成一种气压式辅助密封。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述静密封结构是指两个静止部件之间的密封结构，包括“O”型橡胶圈、矩形垫片、密封胶等。

2、上述方案中，所述动密封结构是指相对运动部件之间的密封结构，主要包括填料密封和波纹管密封等接触密封结构。

3、上述方案中，所述压力传感器的探头伸入所述密封腔中，压力传感器通过一控制电路与所述气泵连接。

4、上述方案中，所述动密封结构具体为油封，该油封指双向旋转组合密封油封。

本发明还提供了一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封方法，在全浸式数控回转工作台中，驱动电机安装于一机壳的内腔中，回转工作台面位于机壳的外部，驱动电机通过一穿过机壳的传动件与回转工作台面连接；所述机壳至少由两部分拼合构成，在拼合的拼缝处采用静密封结构进行密封，在所述传动件穿过机壳处采用动密封结构进行密封，以此使机壳的内腔形成一密封腔；针对所述密封腔在机壳上设置一充气口，该充气口的一端与密封腔连通，另一端与一气泵连通，当数控回转工作台在沉浸于液体的工作状态下，所述气泵向密封腔内充入气体，以使该密封腔内的气体压强大于数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强，以此相对由动密封结构和静密封结构形成的密封腔构成一种气压式辅助密封。

上述方案中，根据数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强值设定气体压强下限值和气体压强极限值，根据数控回转工作台的密封腔的承压能力设定气体压强上限值；采用一压力传感器检测密封腔内的气体压强，当密封腔内的气体压强低于气体压强下限值时控制电路启动气泵，当密封腔内的气体压强低于气体压强极限值时控制电路报警，当密封腔内的气体压强高于气体压强上限值时控制电路关闭气泵。

本发明工作原理是：机壳、传动件、动密封结构以及静密封结构围成一密封腔，需保护的驱动电机安装于机壳的密封腔中，在密封腔内相对动密封结构和静密封结构形成一种气压式辅助密封，气泵通过充气口向密封腔内充入气体，使密封腔内气压增大，密封腔内形成正压。机壳上的动密封结构或者静密封结构都具有一定的寿命，当因例如密封圈磨损或老化出现动密封结构或者静密封结构的轻微泄露时（动密封结构更易泄露），密封腔内的气体从该泄露口冒出，工作人员就可观察到液面有小气泡冒出，便能及时作出反应；当泄露比较严重时，因密封腔内气体具有的气压，可暂时阻挡工作液立即渗入机壳内腔中，即密封腔内的气体本身也起到一定时间段的密封作用，以避免工作液渗入机壳内腔中损害机壳内部的驱动电机。设定气体压强下限值、气体压强上限值和气体压强极限值，压力传感器检测到密封腔内的气体压强低于气体压强下限值时控制电路启动气泵向密封腔内充气，压力传感器检测到密封腔内的气体压强低于气体压强极限值时控制电路报警（此种情况可能是由于气泵损坏或其他原因使气泵不能正常向密封腔内充气），压力传感器检测到密封腔内的气体压强高于气体压强上限值时控制电路关闭气泵，停止向密封腔内充气，避免密封腔内因气体压强过高而对零部件带来的损害。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、由于本发明对液下运行的数控回转工作台既具有密封作用，又可实时监控密封泄露问题，避免工作液灌入数控回转工作台的机壳内损坏其中的驱动电机等部件，结构简单，成本低，工作可靠。

2、由于本发明可通过调整密封腔内的气体压强值来使数控回转工作台适用于工作液中的不同深度，使用更灵活。

附图说明

附图1为本发明实施例结构示意图；

附图2为本发明实施例液下工作状态结构示意图；

附图3为本发明实施例的控制电路框图。

以上附图中：1、机壳；2、回转工作台面；3、驱动电机；4、静密封结构；5、动密封结构；6、密封腔；7、充气口；8、气泵；9、压力传感器；10、控制电路；11、液面；12、双向密封插头。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1所示：一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构，所述数控回转工作台包括机壳1、回转工作台面2和驱动电机3，其中，机壳1具有一内腔，驱动电机3安装于机壳1的内腔中，回转工作台面2位于机壳1的外部，驱动电机3通过一穿过机壳1的传动件与回转工作台面2连接；所述机壳1至少由两部分拼合构成，在拼合的拼缝处设置有静密封结构4，在所述传动件穿过机壳1处设置有动密封结构5，机壳1、传动件、动密封结构5以及静密封结构4围成一密封腔6，在机壳1上设有一充气口7，该充气口7的一端与密封腔6连通，另一端与一气泵8连通，以此在密封腔6内相对动密封结构5和静密封结构4形成一种气压式辅助密封。

设有一压力传感器9，该压力传感器9的探头伸入所述密封腔6中，压力传感器9通过一控制电路10与所述气泵8连接。

动密封结构5具体为油封，采用聚四氟复合式旋转密封。静密封结构4采用耐腐蚀O形圈密封。

具体使用情况参见附图2所示：一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封方法，在全浸式数控回转工作台中，驱动电机3安装于一机壳1的内腔中，回转工作台面2位于机壳1的外部，驱动电机3通过一穿过机壳1的传动件与回转工作台面2连接；所述机壳1至少由两部分拼合构成，在拼合的拼缝处采用静密封结构4进行密封，在所述传动件穿过机壳1处采用动密封结构5进行密封，以此使机壳1的内腔形成一密封腔6；针对所述密封腔6在机壳1上设置一充气口7，该充气口7的一端与密封腔6连通，另一端与一气泵8连通，当数控回转工作台在沉浸于液体的工作状态下，所述气泵8向密封腔6内充入气体，以使该密封腔6内的气体压强大于数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强，以此相对由动密封结构5和静密封结构4形成的密封腔6构成一种气压式辅助密封。

根据数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强值设定气体压强下限值和气体压强极限值，根据数控回转工作台的密封腔6的承压能力设定气体压强上限值；采用一压力传感器9检测密封腔6内的气体压强，当密封腔6内的气体压强低于气体压强下限值时控制电路10启动气泵8，当密封腔6内的气体压强低于气体压强极限值时控制电路10控制蜂鸣器蜂鸣报警，当密封腔6内的气体压强高于气体压强上限值时控制电路10关闭气泵8。

可通过调整气泵8向密封腔6内充入气体压强值来使数控回转工作台适用于工作液中的不同深度，即数控回转工作台相对于液面11的深度，因此使用更灵活。

为密封数控回转工作台上伸出电线电缆部位，采用双向密封插头12进行静密封。

电路控制原理参见附图3所示：一般采用的气泵8为微型气泵，压力传感器9为微型压力传感器，因此气压式辅助密封结构及方法的技术关键是压力传感器9的微弱信号的电压检测和放大处理，除了要求压力传感器9的测量综合精度高、长期稳定性好之外，对微弱信号的检控注重可靠性设计，强化屏蔽、接地、电源滤波等抗干扰措施，因此选用低噪声、低失调、高开环增益的OP07双极性运算放大器集成电路来检测微型压力传感器9的微弱信号并进行放大处理，即采样放大电路。失调电压调整电路对失调电压进行调整。压力传感器9检测到的气体压强信号转换成电压信号，通过采样放大电路放大后，进入绝对值比较电路进行信号处理，再经过三个电压比较电路，分别与基准压力上限电压、基准压力下限电压和基准压力极限电压比较，产生电平信号，经过功率驱动电路驱动放大，分别去推动继电器综合控制电路上继电器的开通、关断，再通过继电器的互锁控制，产生气泵开启、气泵关闭及蜂鸣器报警等信号动作，达到气压式辅助密封控制的智能控制效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构，其特征在于：所述数控回转工作台包括机壳（1）、回转工作台面（2）和驱动电机（3），其中，机壳（1）具有一内腔，驱动电机（3）安装于机壳（1）的内腔中，回转工作台面（2）位于机壳（1）的外部，驱动电机（3）通过一穿过机壳（1）的传动件与回转工作台面（2）连接；所述机壳（1）至少由两部分拼合构成，在拼合的拼缝处设置有静密封结构（4），在所述传动件穿过机壳（1）处设置有动密封结构（5），机壳（1）、传动件、动密封结构（5）以及静密封结构（4）围成一密封腔（6），在机壳（1）上设有一充气口（7），该充气口（7）的一端与密封腔（6）连通，另一端与一气泵（8）连通，以此在密封腔（6）内相对动密封结构（5）和静密封结构（4）形成一种气压式辅助密封。

2.根据权利要求1所述的电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构，其特征在于：设有一压力传感器（9），该压力传感器（9）的探头伸入所述密封腔（6）中，压力传感器（9）通过一控制电路（10）与所述气泵（8）连接。

3.根据权利要求1所述的电加工机床全浸式数控回转工作台密封结构，其特征在于：所述动密封结构（5）为双向旋转组合密封油封。

4.一种电加工机床全浸式数控回转工作台密封方法，其特征在于：在全浸式数控回转工作台中，驱动电机（3）安装于一机壳（1）的内腔中，回转工作台面（2）位于机壳（1）的外部，驱动电机（3）通过一穿过机壳（1）的传动件与回转工作台面（2）连接；所述机壳（1）至少由两部分拼合构成，在拼合的拼缝处采用静密封结构（4）进行密封，在所述传动件穿过机壳（1）处采用动密封结构（5）进行密封，以此使机壳（1）的内腔形成一密封腔（6）；针对所述密封腔（6）在机壳（1）上设置一充气口（7），该充气口（7）的一端与密封腔（6）连通，另一端与一气泵（8）连通，当数控回转工作台在沉浸于液体的工作状态下，所述气泵（8）向密封腔（6）内充入气体，以使该密封腔（6）内的气体压强大于数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强，以此相对由动密封结构（5）和静密封结构（4）形成的密封腔（6）构成一种气压式辅助密封。

5.根据权利要求4所述的电加工机床全浸式数控回转工作台密封方法，其特征在于：根据数控回转工作台在液体中最低点位置所对应的液体压强值设定气体压强下限值和气体压强极限值，根据数控回转工作台的密封腔（6）的承压能力设定气体压强上限值；采用一压力传感器（9）检测密封腔（6）内的气体压强，当密封腔（6）内的气体压强低于气体压强下限值时控制电路（10）启动气泵（8），当密封腔（6）内的气体压强低于气体压强极限值时控制电路（10）报警，当密封腔（6）内的气体压强高于气体压强上限值时控制电路（10）关闭气泵（8）。