CN104174859B - 金属棒料高转速旋转进给装置 - Google Patents

Abstract

提供一种金属棒料高转速旋转进给装置，金属棒料密封舱一端与雾化室连接，金属棒料密封舱另一端套装在动力传输密封舱外圆周上且两者之间通过往复动密封连接，旋转动力传输轴一端通过滚动轴承Ⅰ支撑在动力传输密封舱端部并伸入到金属棒料密封舱内与金属棒料一端固定连接，金属棒料另一端通过滚轴承Ⅱ支撑在金属棒料密封舱端部并伸入雾化室内，旋转动力传输轴另一端通过旋转动密封与动力传输密封舱另一侧端部密封动连接并与联轴器一端固定连接，联轴器另一端与电主轴连接，进给电机输出轴与丝杆一端连接，丝杆与丝母适配驱动电主轴及动力传输密封舱水平进给。被分离的单一动密封结构可以保证运动部件和静止部件良好的密封效果且可轻易实现运动部件更高的运动速度。

Description

金属棒料高转速旋转进给装置

技术领域

本发明属粉末冶金技术领域，特别是涉及用于等离子旋转电极雾化制粉装备所必须的金属棒料高转速旋转进给装置。

背景技术

等离子旋转电极雾化制粉技术是目前制备高质量球形金属粉末，尤其是高活性金属粉末的重要技术之一。该制粉技术特征是将金属棒料以高转速(一般达到10000转/分)送入真空或充入一定惰性气体的雾化室内，然后以等离子弧熔化金属棒料前端，棒料前端熔化的金属熔滴利用高转速下产生的离心力作用将其破碎甩出，再经表面张力球化，冷凝成球形粉末。该技术制备的金属粉末球形率高，间隙元素含量低且粉末颗粒气体夹杂少。该技术装备的一关键部件就是金属棒料进入雾化室之间的动密封结构，由于棒料是高速旋转，并向雾化室内有轴向的直线进给运动，所以棒料与雾化室之间的密封包含了旋转动密封和往复式动密封，该处密封结构复杂，若密封不好就会导致雾化室真空或惰性气体泄露，破坏雾化气氛，并污染所制备活性金属粉末。单一的旋转动密封在保证密封良好的条件下其旋转部件可达到30000转/分的旋转速度，但是当旋转部件再包含往复运动后，则该动密封结构复杂性成倍增加，由于相关技术条件的限制，为保证相对运动部件之间的密封，运动部件的转速不得不大幅降低，目前该装备金属棒料的最高旋转速度都在15000-18000转/分，无法突破20000转/分。由于转速无法进一步提高，目前等离子旋转电极制粉装备制备的球形金属粉末粒度一般较粗，如所制备钛合金粉末，绝大部分粉末颗粒粒度都在-60～+150目之间，-200目粉末几乎没有。由于金属棒料和雾化室之间的动密封结构限制，金属棒料的转速无法进一步提高，不能给熔融液滴提供更大的离心力破碎雾化熔融金属液滴是无法制备更细小粒径粉末的一重要因素，因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种金属棒料高转速旋转进给装置，将金属棒料和雾化室之间复合了往复和旋转运动的复杂动密封结构进行转移分离，即将金属棒料置入旋转进给装置内，再将旋转进给装置通过法兰与雾化室密封固定，使旋转进给装置内部空间与雾化室成为一体，这样金属棒料和雾化室之间不需密封，只需设置一支撑结构增加金属棒料高速旋转时的动平衡即可，然后采用电主轴及电机驱动实现金属棒料的旋转和给进运动，同时在相应的部件中分别设置旋转动密封和往复动密封，这种被分离的单一动密封结构不仅可以保证运动部件和静止部件良好的密封效果，而且运动部件也可轻易实现更高的运动速度，如旋转部件达到更好的旋转速度。

本发明采用的技术方案：金属棒料高转速旋转进给装置，具有金属棒料密封舱、动力传输密封舱、进给电机和电主轴，所述金属棒料密封舱一端与雾化室密封固定连接，金属棒料密封舱另一端套装在动力传输密封舱外圆周上且两者之间通过往复动密封密封动连接，所述动力传输密封舱内设有旋转动力传输轴，所述旋转动力传输轴一端通过滚动轴承Ⅰ支撑在动力传输密封舱一侧端部并伸入到金属棒料密封舱内与金属棒料一端通过夹持装置固定连接，所述金属棒料另一端通过滚轴承Ⅱ支撑在金属棒料密封舱端部并伸入雾化室内，旋转动力传输轴另一端通过旋转动密封与动力传输密封舱另一侧端部密封动连接并与联轴器一端固定连接，所述联轴器另一端与电主轴连接，其中，所述电主轴和动力传输密封舱均固定在支撑板上端面上，设置在支撑板下方的进给电机输出轴与丝杆一端连接，所述丝杆与固定在支撑板下端面的丝母适配驱动电主轴及动力传输密封舱水平进给。

其中，所述夹持装置为机械手，所述机械手一端固定在旋转动力传输轴端部，机械手的开合部夹持金属棒料。

进一步地，所述金属棒料密封舱一端设有法兰，所述法兰将金属棒料密封舱与雾化室固定连接为一体。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本发明将金属棒料设置入金属棒料密封舱内，同时将金属棒料和雾化室之间复合了往复和旋转运动的复杂动密封结构进行转移并分离，即利用不同的组件分别实施旋转动密封和往复动密封，既能使进给棒料达到更高的旋转速度，也能保证旋转进给装置与雾化室的真空密封；

2、本发明的实现成本低，使用效果好，便于推广使用；

3、本发明结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，既能使金属棒料在普通密封条件下达到更高的旋转速度，也能保证雾化室的真空密封，使用效果好，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

附图标记说明：

1—金属棒料密封舱；1-1—法兰；1-2—滚动轴承；

2—动力传输密封舱；2-1—滚动轴承；3—电主轴

4—进给电机；5—丝杆；6—往复动密封；

7—旋转动力传输轴；8—旋转动密封；9—联轴器；

10—金属棒料；11—支撑板；12—丝母。

具体实施方式

下面结合附图1描述本发明的一种实施例。

金属棒料高转速旋转进给装置，具有金属棒料密封舱1、动力传输密封舱2、进给电机4和电主轴3，所述金属棒料密封舱1和动力传输密封舱2优选圆筒形密封舱但不仅限于此结构；所述金属棒料密封舱1一端与雾化室密封固定连接，具体说，所述金属棒料密封舱1一端设有法兰1-1，所述法兰1-1将金属棒料密封舱1与雾化室固定连接为一体。金属棒料密封舱1另一端套装在动力传输密封舱2外圆周上且两者之间通过往复动密封6密封动连接，所述动力传输密封舱2内设有旋转动力传输轴7，所述旋转动力传输轴7一端通过滚动轴承Ⅰ2-1支撑在动力传输密封舱2一侧端部并伸入到金属棒料密封舱1内与金属棒料10一端通过夹持装置固定连接，具体说，所述夹持装置为机械手7-1，所述机械手7-1一端固定在旋转动力传输轴7端部，机械手7-1的开合部夹持金属棒料10。所述金属棒料10另一端通过滚轴承Ⅱ1-2支撑在金属棒料密封舱1端部并伸入雾化室内，旋转动力传输轴7另一端通过旋转动密封8与动力传输密封舱2另一侧端部密封动连接并与联轴器9一端固定连接，所述联轴器9另一端与电主轴3连接，其中，所述电主轴3和动力传输密封舱2均固定在支撑板11上端面上，设置在支撑板11下方的进给电机4输出轴与丝杆5一端连接，所述丝杆5与固定在支撑板11下端面的丝母12适配驱动电主轴3及动力传输密封舱2水平进给。

如图1所示，所述金属棒料密封舱1前端设置有法兰1-1，通过法兰1-1金属棒料密封舱1可与雾化室固定密封连接，实现雾化室与整体旋转进给装置的一体化；所述金属棒料密封舱1端部设置有用于支撑金属棒料10的滚动轴承Ⅱ1-2，金属棒料10以该滚动轴承Ⅱ1-2为支撑并可高速旋转和直线进给。

如图1所示，所述动力传输密封舱2前端部设置用于支撑旋转动力传输轴7的滚动轴承Ⅰ2-1。

如图1所示，所述旋转动力传输轴7前端部设置有机械手7-1，所述机械手7-1夹紧金属棒料10的后端。

本实施例中，电主轴3高速旋转，通过联轴器9带动旋转动力传输轴7转动，同时旋转动力传输轴7上的机械手7-1夹紧金属棒料10也随之一起转动，联轴器9与动力传输密封舱2之间的旋转动密封8可保证旋转动力传输时该装置与外界的密封。在金属棒料10高速旋转时，进给电机4工作，驱动丝杆5转动，并通过丝母12驱动支撑板11轴向运动，固定于支撑板11上的电主轴3与动力传输密封舱2一起做轴向进给运动，并推动金属棒料10在高速旋转状态下一起轴向进给运动。金属棒料密封舱1与动力传输密封舱2的往复动密封6可保证棒料轴向运动时整体装置与外界的密封隔绝。

上述文中提到的往复动密封6和旋转动密封8，均属于现有技术中的普通密封结构，可优先采用四川日机密封件股份有限公司的相关密封产品，其产品可保证本装置在金属棒料10转速达到20000转/分时的良好密封，具体结构此处不再详述。机械手7-1也可用三角卡盘代替，具体工作原理不再详述。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (3)

1.金属棒料高转速旋转进给装置，其特征在于：具有金属棒料密封舱(1)、动力传输密封舱(2)、进给电机(4)和电主轴(3)，所述金属棒料密封舱(1)一端与雾化室密封固定连接，金属棒料密封舱(1)另一端套装在动力传输密封舱(2)外圆周上且两者之间通过往复动密封(6)密封动连接，所述动力传输密封舱(2)内设有旋转动力传输轴(7)，所述旋转动力传输轴(7)一端通过滚动轴承Ⅰ(2-1)支撑在动力传输密封舱(2)一侧端部并伸入到金属棒料密封舱(1)内与金属棒料(10)一端通过夹持装置固定连接，所述金属棒料(10)另一端通过滚轴承Ⅱ(1-2)支撑在金属棒料密封舱(1)端部并伸入雾化室内，旋转动力传输轴(7)另一端通过旋转动密封(8)与动力传输密封舱(2)另一侧端部密封动连接并与联轴器(9)一端固定连接，所述联轴器(9)另一端与电主轴(3)连接，其中，所述电主轴(3)和动力传输密封舱(2)均固定在支撑板(11)上端面上，设置在支撑板(11)下方的进给电机(4)输出轴与丝杆(5)一端连接，所述丝杆(5)与固定在支撑板(11)下端面的丝母(12)适配驱动电主轴(3)及动力传输密封舱(2)水平进给。

2.根据权利要求1所述的金属棒料高转速旋转进给装置，其特征在于：所述夹持装置为机械手(7-1)，所述机械手(7-1)一端固定在旋转动力传输轴(7)端部，机械手(7-1)的开合部夹持金属棒料(10)。

3.根据权利要求1或2所述的金属棒料高转速旋转进给装置，其特征在于：所述金属棒料密封舱(1)一端设有法兰(1-1)，所述法兰(1-1)将金属棒料密封舱(1)与雾化室固定连接为一体。