CN111237464A - 一种旋转动密封结构及旋转电解抛光装置 - Google Patents

一种旋转动密封结构及旋转电解抛光装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种旋转动密封结构及旋转电解抛光装置。本发明所述旋转动密封结构在定子和转子的密封连接处采用双唇型结构动密封圈，该动密封圈的材料为聚四氟乙烯材料，所述旋转动密封结构在定子和转子的轴肩连接处采用滑动轴承连接，所述旋转动密封结构在定子和转子的内外圈相对转动处采用深沟球轴承连接。本发明所述旋转动密封装置及旋转电解抛光装置，既具有耐腐蚀的特点，又可以保障装置的同轴度等工艺参数，具备可靠和安全性等特点，其解决了强腐蚀电解质环境下尤其是大通径工件的内表面旋转电解化学抛光工艺的实现问题。

Description

一种旋转动密封结构及旋转电解抛光装置
技术领域
本发明涉及电解化学抛光技术领域，具体涉及一种旋转动密封结构及旋转电解抛光装置。
背景技术
电解化学抛光能够大幅度降低金属材料的表面粗糙度，部分真空器件和电磁器件内表面需要尽可能多地降低表面粗糙度，以得到更高的真空度或电磁性能。对于复杂结构的器件，为了保证器件各部位的均匀抛光，需要将器件进行旋转，同时在电解化学抛光过程中还需要使用强腐蚀性电解质，如浓硫酸和氢氟酸等。因此需要旋转电解抛光装置具备安全、稳定的动密封结构件，以便对相关器件进行电解化学抛光。
通常来说，旋转密封结构中所使用的材料以金属为主，但大部分材料无法耐受强酸等腐蚀性液体的腐蚀。如果选用聚四氟乙烯，又会因为该材料硬度太软，容易产生变形，而且动密封(机器或设备中相对运动件之间的密封)结构对同轴度要求很高，而材料变形会对动密封的同轴度产生很大影响，因而存在应用难题。
因此，如何既能够使得动密封结构耐腐蚀，又不影响装置各部件的同轴度等工作参数，成为了一个待解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种旋转动密封结构及旋转电解抛光装置，使得旋转动密封结构既耐腐蚀，还不影响抛光装置的工作参数，从而能够安全、稳定地对复杂工件内表面进行均匀电解抛光。
本发明首先提出一种旋转动密封结构，所述旋转动密封结构在定子和转子的密封连接处采用双唇型结构动密封圈，该动密封圈的材料为聚四氟乙烯，所述旋转动密封结构在定子和转子的轴肩连接处采用滑动轴承连接，所述旋转动密封结构在定子和转子的内外圈相对转动处采用深沟球轴承连接。
根据本发明的一种实施方式，在所述动密封圈和滑动轴承之间设置有漏液排放结构。
根据本发明的一种实施方式，所述漏液排放结构为引流槽结构。
本发明还提出一种旋转电解抛光装置，所述装置包括定子、转子、电极、电机和所述旋转动密封结构，所述电机驱动所述转子相对所述定子转动，所述电极连接所述转子，所述定子和转子之间采用所述旋转动密封结构。
根据本发明的一种实施方式，所述旋转电解抛光装置的接液腔室材质为聚四氟乙烯材料。
根据本发明的一种实施方式，所述定子和转子的材质为聚四氟乙烯材料。
根据本发明的一种实施方式，所述装置还包括支架，所述支架连接支撑所述定子和电机。
根据本发明的一种实施方式，所述支架的材质为耐腐蚀金属。
根据本发明的一种实施方式，所述支架的材质为304不锈钢。
根据本发明的一种实施方式，所述电极采用三个碳电刷在铜盘上并联旋转取电。
本发明所述旋转动密封装置，既具有耐腐蚀的特点，又可以保障装置的同轴度等工艺参数，具备可靠和安全性等特点，其解决了强腐蚀电解质环境下大通径工件的内表面旋转电解化学抛光工艺的实现问题。
附图说明
图1为本发明一实施例旋转电解抛光装置沿定子及转子轴向剖视结构示意图；
图2为图1本发明一实施例旋转电解抛光装置局部放大结构示意图；
图3为本发明一实施例旋转电解抛光装置对工件内表面抛光局部结构示意图；
附图标号：
1电极，2轴承，3定子，4滑动轴承，5支架，6转子，61转动部分，7动密封圈，8漏液排放结构，9电机，I液体入口；
A旋转电解抛光装置；A1取电环；A2连接法兰；A3工件；A4导轨支架；A5工件支撑架；A6阴极杆。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明为了使得旋转密封结构耐受强酸等腐蚀性液体的腐蚀，从而保障装置的工作稳定与安全性，避免密封结构被腐蚀损坏后产生的液体泄漏事故，本发明使密封结构的动密封圈采用耐蚀非金属材料制作而成，同时，为了防止耐蚀非金属材料可能引起装置同轴度等较差，容易对产品的加工质量产生不良影响，本发明采取了一系列措施来应对。
如图1所示，为一实施例旋转电解抛光装置沿定子及转子轴向剖视结构示意，该装置用于对工件进行电解抛光。
其中，所述电机9驱动所述转子6相对所述定子3转动，所述电极1连接所述转子，旋转的电极1可以将直流电源引入旋转的工件上；所述定子3和转子6之间采用旋转动密封结构。其中工件可连接在转子6右侧的连接法兰A2上，电解液从液体入口I处输入，沿着定子和转子的内腔进入工件的内部，对工件内表面进行抛光。
本发明提出的旋转动密封结构，所述旋转动密封结构在定子3和转子6的密封连接处采用双唇型结构动密封圈7，该动密封圈的材料为聚四氟乙烯材料，所述旋转动密封结构在定子3和转子6的轴肩连接处采用滑动轴承4连接，所述旋转动密封结构在定子3和转子6的内外圈相对转动处采用深沟球轴承2连接。
双唇型密封结构具备良好的弹性，可以在旋转过程中缓冲同心度不足或加工精度不足造成的形变。
如图2所示，电极1具体连接转子6的转动部分61。密封结构的局部放大示意如图2所示。
本发明在将动密封圈设计为耐蚀非金属材料的同时，将旋转动密封结构在定子和转子的轴肩连接处采用滑动轴承连接，是为了在旋转过程中将转子和定子的相对位置固定，减少深沟球轴承在旋转过程中带来的晃动，进而降低运动过程中同轴度的变化。
所述旋转动密封结构在定子和转子的内外圈相对转动处采用深沟球轴承连接，是为了将转子承受的力传递到与定子连接的支架上。
根据本发明的一种实施方式，在所述动密封圈和滑动轴承之间设置有漏液排放结构8。漏液排放结构可以引导意外泄露的强电解质从旋转动密封装置内排出，以防电解质对关键传动支撑部件的损伤。其中漏液排放结构是在该位置设计一条引流槽结构，如果在动密封处发生泄漏，泄漏的强腐蚀电解质可以通过引流槽流出，而不会渗入到轴承等关键传动支撑部件中。
根据本发明的一种实施方式，所述动密封圈7的材料为聚四氟乙烯。
本发明还提出一种旋转电解抛光装置，所述装置主要包括定子、转子、电极、电机和所述旋转动密封结构，所述电机驱动所述转子相对所述定子转动，所述电极连接所述转子，所述定子和转子之间采用所述旋转动密封结构。
根据本发明的一种实施方式，所述旋转电解抛光装置的接液腔室(如图1所示为定子和转子的内腔)材质为聚四氟乙烯材料。如此设计，进一步保障了装置的耐蚀性，提高了装置的使用稳定性及工作寿命。
根据本发明的一种实施方式，所述定子和转子的材质为聚四氟乙烯材料。如此设计，使得装置整体为耐蚀装置，简化了生产工艺。
根据本发明的一种实施方式，如图1所示，所述装置还包括支架5，所述支架5连接支撑所述定子3和电机9。
根据本发明的一种实施方式，所述支架5的材质为耐腐蚀金属。
根据本发明的一种实施方式，所述支架的材质为不锈钢。不锈钢组装支架可以防止焊接变形造成的误差，并具备一定防腐能力。
根据本发明的一种实施方式，所述电极采用三个碳电刷在铜盘上并联旋转取电。可以承受最大50V电压和180A电流。
根据本发明的一种实施方式，本发明所述旋转电解抛光装置的通径可达到90mm，能够实现通径在60-120mm范围内工件电解抛光工艺中的电解质流动和反应气体流动。
本发明能够承受的强腐蚀性电解质，包括浓硫酸、氢氟酸等。
本发明整个结构中的静密封圈都可选用是氟橡胶材料。聚四氟乙烯和氟橡胶都具备良好的抗腐蚀能力。
本发明所述旋转动密封装置及旋转电解抛光装置，既具有耐腐蚀的特点，又可以保障装置的同轴度等工艺参数，具备可靠和安全性等特点，其解决了强腐蚀电解质环境下尤其是大通径工件的内表面旋转电解化学抛光工艺的实现问题。
实施例
本发明的目的在于针对现有使用强腐蚀性电解质电解化学抛光，提供一种具备安全性和稳定性，并能对复杂工件内表面进行均匀电解抛光的旋转动密封结构及抛光装置。
为实现上述目的，本实施例采用的技术方案为：所述旋转电解抛光装置，如图1、2所示，其包括支架2、旋转电极1、定子3、转子6、动密封圈7、漏液排放结构8和驱动电机9。
所述旋转电解抛光装置的通径达到90mm，能够实现通径在60-120mm范围内工件电解抛光工艺中的电解质流动和反应气体流动。
所述支架5采用耐蚀金属如不锈钢或硬质铝合金等的装配件组装实现，可以防止焊接变形造成的误差，并具备一定防腐能力。
所述旋转电极2采用三个碳电刷在铜盘上并联旋转取电，可以承受最大50V电压和180A电流。
所述定子3、转子6和动密封圈7都采用聚四氟乙烯进行加工完成，其中定子和转子的旋转连接采用大尺寸轴承如深沟球轴承2进行连接，并且在定子3和转子6的密封处使用滑动轴承4连接，以便保证旋转的同心度；动密封圈7采用双唇性结构设计。
所述漏液排放结构8在动密封圈7和滑动轴承4之间，保证在电解质意外泄露过程中，能够引导电解质排出，以防电解质对传动部件的腐蚀。
工作时，将工件与右侧的连接法兰连接，并使用电缆将工件的外表面和取电环连接，在中间的接液腔室内放入电解液，通过电机带动转子旋转同时带动工件旋转，旋转的过程中给工件通阳极，工件中间有电极杆通阴极，使工件在旋转的过程中进行电解抛光。
具体对工件抛光的应用如图3所示，该旋转电解抛光装置A用于对工件进行电解抛光，该实施例是对通孔工件进行抛光，需要在工件的两侧各设置一组定子和转子装置，每侧的转子通过连接法兰与工件固定，其中一侧的转子由电机驱动转动，另一侧的转子随动。工作时将工件A3与每侧的连接法兰A2连接，并使用电缆将工件A3的外表面和取电环A1连接，在工件A3中心插入阴极杆A6，通过液体入口在中间的接液腔室内放入电解液，通过电机带动转子旋转的同时带动工件A3旋转，旋转的过程中给工件A3通正极直流电，给阴极杆A6上通负极直流电，使工件A3在旋转的过程中进行电解抛光。电解液从抛光装置一侧的液体入口流入，经过工件后，从抛光装置另一侧的液体出口流出。导轨支架A4用于调整两侧旋转电解抛光装置A的距离，以适应不同长度工件的需求；工件支撑架A5用于工件的固定和旋转扭力的传递。
当然如果是对盲孔工件进行抛光，则只需在工件的一侧连接一组定子转子抛光装置即可。
本发明的有益效果是：所述旋转电解抛光装置，具备可靠和安全性等特点，其解决了强腐蚀电解质环境下大通径工件的内表面旋转电解化学抛光工艺的实现问题。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种旋转动密封结构，其特征在于，所述旋转动密封结构在定子和转子的密封连接处采用双唇型结构动密封圈，该动密封圈的材料为聚四氟乙烯材料，所述旋转动密封结构在定子和转子的轴肩连接处采用滑动轴承连接，所述旋转动密封结构在定子和转子的内外圈相对转动处采用深沟球轴承连接。
2.根据权利要求1所述的旋转动密封结构，其特征在于，在所述动密封圈和滑动轴承之间设置有漏液排放结构。
3.根据权利要求1或2所述的旋转动密封结构，其特征在于，所述漏液排放结构为引流槽结构。
4.一种旋转电解抛光装置，其特征在于，所述装置包括定子、转子、电极、电机和权利要求1至3任一项所述的旋转动密封结构，所述电机驱动所述转子相对所述定子转动，所述电极连接所述转子，所述定子和转子之间采用所述旋转动密封结构。
5.根据权利要求4所述的旋转电解抛光装置，其特征在于，所述旋转电解抛光装置的接液腔室材质为聚四氟乙烯材料。
6.根据权利要求4或5所述的旋转电解抛光装置，其特征在于，所述定子和转子的材质为聚四氟乙烯材料。
7.根据权利要求4或5所述的旋转电解抛光装置，其特征在于，所述装置还包括支架，所述支架连接支撑所述定子和电机。
8.根据权利要求7所述的旋转电解抛光装置，其特征在于，所述支架的材质为耐腐蚀金属。
9.根据权利要求7所述的旋转电解抛光装置，其特征在于，所述支架的材质为304不锈钢。
10.根据权利要求4或5或8或9所述的旋转电解抛光装置，其特征在于，所述电极采用三个碳电刷在铜盘上并联旋转取电。
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