CN205798458U - 高速旋转接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速旋转接头，基座内设置有能够相对基座轴向滑动的中空活塞，芯轴上靠近固定端一侧端部设置有中空的螺钉；活塞靠近旋转端一侧的端部和螺钉的端部通过密封件动态密封。本实用新型所述的高速旋转接头，采用高耐磨碳化硅材料作为密封件应用于旋转接头上，能实现旋转接头在高速状态下转动不过热，动环和静环作为的密封件不仅具有良好的密封性和磨损自动补偿特性，还具有很长的使用寿命；在不使用中心出水刀具的情况下能够正常使用电主轴。

Description

高速旋转接头

技术领域

本实用新型涉及一种用在复合电主轴上的高速的旋转接头。

背景技术

现有技术的旋转接头在动静密封处采用O型橡胶密封圈或其它橡胶密封圈进行密封，或者均是靠弹簧完成密封件密封，橡胶密封圈这类密封形式是将密封圈安装在一个环行槽内，通过橡胶一定的压缩量实现密封，当密封件与另一零件做相对转动时，由于橡胶对转动面产生较大阻力，密封处便会发热，当在高速状态下运转时时，温度会迅速升，密封圈在高温度下迅速损坏，造成压力下降、介质泄漏。弹簧完成密封件密封这类密封形式通过弹簧去挤压密封件，挤压力不好控制且不均匀，由于密封件或磨损弹簧力越来越小，无法达到密封效果，寿命短。并且现有技术的旋转接头在不通冷却液的情况下无法使用。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种高速旋转接头，用于解决现有的旋转接头密封件密封效果差，寿命短的缺点。本实用新型采用的技术手段如下：

一种高速旋转接头，包括密封连接的旋转端和固定端，所述的旋转端内部设置有中空的芯轴；所述的固定端包括密封连接的基座和后座，所述的基座内设置有能够相对基座轴向滑动的中空活塞，所述芯轴上靠近固定端一侧端部设置有中空的螺钉；所述的活塞靠近旋转端一侧的端部和螺钉的端部通过密封件动态密封；所述的活塞上靠近后座一侧的中空内壁具有倾斜面，使活塞上靠近后座一侧端部的中空内径，从端部向旋转端一侧逐渐变小；所述的密封件包括设置于活塞端部凹槽内静环和设置于螺钉的端部凹槽内的动环，所述的后座上的空心通道连通有进水口。

当进水口进入的冷却液流过活塞内壁的倾斜面，推动活塞向旋转端移动，使活塞端部的静环和螺钉端的动环紧贴密封。

作为优选所述的旋转端的套筒侧壁设有泄露口，所述的泄露口同活塞、螺钉和套筒内壁形成的泄流空间相连通；所述的泄露口泄出液速度不大于0.01ml/min；所述的进水口输入有0.5MPa-14MPa的冷却液。

作为优选所述的旋转端包括：芯轴、套筒、轴承、外隔套、内隔套、密封环、锁紧螺母、隔套、动环和螺钉；所述的旋转端最外侧为套筒，所述的套筒和芯轴间设置有多组轴承，所述的轴承间设置有外隔套和内隔套；所述的芯轴上靠近固定端一侧的外壁上设置有密封环，所述的密封环通过同芯轴外壁螺纹连接的锁紧螺母锁紧固定。

作为优选所述的外隔套靠近套筒内壁设置，内隔套靠近芯轴外壁设置。

作为优选所述的轴承为角接触轴承。

作为优选所述的活塞端部外延通过螺栓轴向固定有固定套，所述的固定套能够在基座的导槽内轴向滑动。

作为优选所述的旋转端和固定端通过轴承压套密封连接；所述的芯轴远离固定端一侧的端部具有内六角扳手孔。

作为优选所述的螺钉端部凸沿同芯轴端部间设置有隔套。

作为优选所述的静环和动环为碳化硅陶瓷环。

与现有技术相比较，本实用新型所述的高速旋转接头，密封件包括设置于活塞端部凹槽内静环和设置于螺钉的端部凹槽内的动环，当进水口进入的冷却液流过活塞内壁的倾斜面，推动活塞向旋转端移动，使活塞端部的静环和螺钉端的动环紧贴密封，实现动态密封，采用高耐磨碳化硅材料作为密封件应用于旋转接头上，能实现旋转接头在高速状态下转动不过热，动环和静环作为的密封件不仅具有良好的密封性和磨损自动补偿特性，还具有很长的使用寿命；在不使用中心出水刀具的情况下能够正常使用电主轴。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型密封件部的放大示意图。

其中：1、芯轴，2、套筒，3、轴承，4、外隔套，5、内隔套，6、密封环，7、锁紧螺母，8、隔套，9、轴承压套，10、基座，11、后座，12、固定套，13、活塞，14、密封件，15、螺钉，16、进水口，17、泄露口，18、泄流空间，19、导槽，20、倾斜面，21、静环，22、动环，21-1、静环分离位置，21-2、静环密封位置。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种高速旋转接头，包括密封连接的旋转端和固定端所述的旋转端和固定端通过轴承压套9密封连接。所述的旋转端内部设置有中空的芯轴1；所述的芯轴1远离固定端一侧的端部具有内六角扳手孔。

所述的固定端包括密封连接的基座10和后座11，所述的基座10和后座11通过螺栓连接固定。

所述的旋转端包括：芯轴1、套筒2、轴承3、外隔套4、内隔套5、密封环6、锁紧螺母7、隔套8、动环22和螺钉15；所述的旋转端最外侧为套筒2，所述的套筒2和芯轴1间设置有多组轴承3，所述的轴承3为角接触轴承。进口的高速专用角接触轴承，结构紧凑，安装十分简单，最高转速能够达到40000rpm。

所述的轴承3间设置有外隔套4和内隔套5；所述的外隔套4靠近套筒2内壁设置，内隔套5靠近芯轴1外壁设置。

所述的芯轴1上靠近固定端一侧的外壁上设置有密封环6，所述的密封环6通过同芯轴1外壁螺纹连接的锁紧螺母7锁紧固定。

所述的基座10内设置有能够相对基座10轴向滑动的中空活塞13，所述的活塞13端部外延通过螺栓轴向固定有固定套12，所述的固定套12能够在基座10的导槽19内轴向滑动，对活塞13起到导向和限位的作用，减少了活塞13同基座10间密封圈的磨损。

所述芯轴1上靠近固定端一侧端部设置有中空的螺钉15；所述的螺钉15端部凸沿同芯轴1端部间设置有隔套8。

所述的活塞13靠近旋转端一侧的端部和螺钉15的端部通过密封件14动态密封；所述的活塞13上靠近后座11一侧的中空内壁具有倾斜面20，使活塞13上靠近后座11一侧端部的中空内径，从端部向旋转端一侧逐渐变小。

所述的密封件14包括设置于活塞13端部凹槽内静环21和设置于螺钉15的端部凹槽内的动环22，所述的静环21和动环22为碳化硅陶瓷环。所述的后座11上的空心通道连通有进水口16；所述的旋转端的套筒2侧壁设有泄露口17，所述的泄露口17同活塞13、螺钉15和套筒2内壁形成的泄流空间18相连通，能够将动环22和静环21间泄露的少量冷却液经过泄流空间18通过泄露口17流出；所述的泄露口17泄出液速度不大于0.01ml/min；所述的进水口16输入有0.5MPa-14MPa的冷却液，所述的进水口16开设于后座11的侧面，使进水口16开口方向同活塞13轴向垂直，使进水口16输入的水通过弯折的空心通道流向活塞13的中空通道。

当进水口16进入的冷却液流过活塞13内壁的倾斜面20，推动活塞13向旋转端移动，使活塞13端部的静环21和螺钉15端的动环22紧贴密封。通过中心出水的推力实现密封，不使用中心出水时能够自动脱开使用。通过固定端的活塞13件斜角受到一定压力和流量的中心水冲击实现密封，密封性能强。结构紧凑，使用寿命长且耐压性能高、运行平稳。

一种上述高速旋转接头的使用方法，当进水口16通入冷却液，芯轴1转动，经过中空活塞13倾斜面20的冷却液推动活塞13端部的静环21向螺钉15端部的动环靠近密封，实现动态密封。

当进水口16不通入冷却液，芯轴1转动，密封件14的动环和静环21在电主轴旋转时自动脱开。

本实用新型所述的高速旋转接头，由于带中心出水的刀柄和刀具十分昂贵，为减少成本，在加工某些精度不高的零件时，不需要使用中心出水刀具和刀柄，换用普通刀具。如图2所示，本申请将动环22固定于螺钉上，在不通冷却液的情况下，密封件14的动环22和静环21在电主轴旋转时自动脱开，没有摩擦不会对旋转接头寿命影响。

图2中左侧面为初始状态下，不通冷却液动环22和静环21分离的静环分离位置21-1右侧面为运动状态下，通冷却液动环22和静环21密封的静环密封位置21-2。

装配时，将轴承3过盈镶装在芯轴1上，一组轴承3中间装有配磨后的内隔套5和外隔套4，芯轴1上设有密封结构。

再将芯轴1、轴承3、内隔套5、外隔套4装入套筒2中，将装好的密封圈的密封环6装入套筒2中，用锁紧螺母7锁紧轴承内环，然后将隔套8和装有密封件14的螺钉15螺纹固定在芯轴1上，芯轴1前端的内六角扳手孔，一端固定一段锁紧。

最后将测量并调整过尺寸的轴承压套9用内六角螺丝固定在套筒2上，完成旋转端装配。旋转端装配完成后用千分表观察动密封件端面的精度。

将固定端的密封圈依次装入零件中，把活塞13放入基座10中，用内六角螺丝将固定套12和活塞13连接，保证能进行活塞运动，基座10密封圈处放入后座11中，用内六角螺丝连接。

最后将固定端前端和旋转端尾端连接组装，进行测试。经过多轮测试试验适当的调整各零件的配合精度。

工作原理，通过进水口16进一定压力和流量的冷却液带动活塞13运动，活塞13是通过冷却液冲到活塞13的倒角，即倾斜面20上，给活塞13足够的压紧力而运动的，套的导向作用下在运动中不会伤害密封圈，也不会损坏密封圈的密封作用。

且在工作状态下始终保持此压力，将动环22和静环21相互紧紧压合在一起，通过所述材料的相互吸附特性，使密封性大大提高。旋转端旋转的过程中动静密封件依然紧紧贴合，相互摩擦，更加自相研磨，是密封性越来越好而不是减退。

本实用新型所述的高速旋转接头，采用两块密封元件在受到流体的压相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置，密封件采用高硬度高耐磨的碳化硅陶瓷环，大大增大了此旋转接头的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高速旋转接头，包括密封连接的旋转端和固定端，所述的旋转端内部设置有中空的芯轴(1)；

其特征在于：所述的固定端包括密封连接的基座(10)和后座(11)，所述的基座(10)内设置有能够相对基座(10)轴向滑动的中空活塞(13)，所述芯轴(1)上靠近固定端一侧端部设置有中空的螺钉(15)；

所述的活塞(13)靠近旋转端一侧的端部和螺钉(15)的端部通过密封件(14)动态密封；

所述的活塞(13)上靠近后座(11)一侧的中空内壁具有倾斜面(20)，使活塞(13)上靠近后座(11)一侧端部的中空内径，从端部向旋转端一侧逐渐变小；

所述的密封件(14)包括设置于活塞(13)端部凹槽内静环(21)和设置于螺钉(15)的端部凹槽内的动环(22)，所述的后座(11)上的空心通道连通有进水口(16)；

当进水口(16)进入的冷却液流过活塞(13)内壁的倾斜面(20)，推动活塞(13)向旋转端移动，使活塞(13)端部的静环(21)和螺钉(15)端的动环(22)紧贴密封。

2.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的旋转端的套筒(2)侧壁设有泄露口(17)，所述的泄露口(17)同活塞(13)、螺钉(15)和套筒(2)内壁形成的泄流空间(18)相连通。

3.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的旋转端包括：芯轴(1)、套筒(2)、轴承(3)、外隔套(4)、内隔套(5)、密封环(6)、锁紧螺母(7)、隔套(8)、动环(22)和螺钉(15)；

所述的旋转端最外侧为套筒(2)，所述的套筒(2)和芯轴(1)间设置有多组轴承(3)，所述的轴承(3)间设置有外隔套(4)和内隔套(5)；

所述的芯轴(1)上靠近固定端一侧的外壁上设置有密封环(6)，所述的密封环(6)通过同芯轴(1)外壁螺纹连接的锁紧螺母(7)锁紧固定。

4.根据权利要求3所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的外隔套(4)靠近套筒(2)内壁设置，内隔套(5)靠近芯轴(1)外壁设置。

5.根据权利要求3所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的轴承(3)为角接触轴承。

6.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的活塞(13)端部外延通过螺栓轴向固定有固定套(12)，所述的固定套(12)能够在基座(10)的导槽(19)内轴向滑动。

7.根据权利要求1、2、3或6所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的旋转端和固定端通过轴承压套(9)密封连接；

所述的芯轴(1)远离固定端一侧的端部具有内六角扳手孔。

8.根据权利要求1、2、3或6所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的螺钉(15)端部凸沿同芯轴(1)端部间设置有隔套(8)。

9.根据权利要求1所述的高速旋转接头，其特征在于：

所述的静环(21)和动环(22)为碳化硅陶瓷环。