專利名稱：應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用平面端面油膜密封技 術(shù)的回轉(zhuǎn)油缸，為動力卡盤提供動力。
背景技術(shù)：
端面密封是一種軸向密封，又稱機(jī)械端面密封，簡稱機(jī)械密封，是流體 機(jī)械旋轉(zhuǎn)軸密封最為主要的類型，是常用的旋轉(zhuǎn)軸密封，與壓蓋軟填料密封 相比，具有泄漏量低，摩擦磨損小，使用壽命長、工作可靠、不需要日常維 護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代工業(yè)生成中得到了廣泛的應(yīng)用。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)各部門要求機(jī)械工業(yè)不斷 提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，研制新的產(chǎn)品品種，以滿足國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和人民 生活不斷提高的需要。同時，隨著刀具材料的發(fā)展和機(jī)床轉(zhuǎn)速的不斷提高， 對卡盤也提出了越來越高的要求。為了適應(yīng)這些需求，國內(nèi)急需開發(fā)研制高 水平、高技術(shù)含量的新型動力卡盤。
圖4是動力卡盤作用簡圖。卡盤的夾緊作用主要由氣(液)裝置30、滑 軸32、滑塊33和卡爪34等組成。工作原理為通過滑軸螺旋機(jī)構(gòu)將卡盤活塞 的軸向移動轉(zhuǎn)換成三個滑塊在其滑槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動，這三個滑塊的頂部帶有局部 螺旋齒和卡滑座底部的齒構(gòu)成嚙合關(guān)系，通過滑塊的轉(zhuǎn)動帶動卡爪徑向移動 從而夾緊工件。動力卡盤屬于自動定心卡盤，配以不同的動力裝置(氣缸、 油缸或電機(jī))，便可組成氣動卡盤、液壓卡盤或電動卡盤。氣缸或油缸裝在機(jī) 床主軸后端，用穿在主軸孔內(nèi)的拉桿或拉管，推拉主軸前端卡盤體內(nèi)的楔形 套，由楔形套的軸向進(jìn)退使三個卡爪同時徑向移動楔套式動力卡盤。這種卡 盤動作迅速，卡爪移動量小，適于在大批量生產(chǎn)中使用。
從目前國內(nèi)對液壓動力卡盤的需求看，最高轉(zhuǎn)速超過6000rpm的液壓動 力卡盤都需要從國外進(jìn)口。主要原因是國內(nèi)還沒技術(shù)生產(chǎn)與液壓動力卡盤配 套的中空旋轉(zhuǎn)油缸，另外還解決不了高轉(zhuǎn)速下夾緊力的丟失問題。旋轉(zhuǎn)油缸 中固定部件和旋轉(zhuǎn)部件之間的密封是限制此技術(shù)發(fā)展的瓶頸，鑒于其密封處 于高界面滑速、高邊界壓差及高環(huán)境溫度的工況，普通的接觸式機(jī)械端面密封因高的pF值而難于勝任，因而這些部位的密封，應(yīng)采用非接觸型的動密 封形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有回轉(zhuǎn)油缸轉(zhuǎn)速不高的缺點(diǎn)，而提出一種應(yīng)用平面端面油 膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)袖缸。
本發(fā)明的應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸包括液壓滑環(huán)、缸 蓋、活塞、驅(qū)動銷、軸、彈簧、軸承和外殼，軸的一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)連 接，軸的另一端的端部開有缸體，軸的缸體內(nèi)端面上設(shè)置有孔，驅(qū)動銷的一 端與軸的缸體內(nèi)端面上的孔采用螺紋配合，驅(qū)動銷的另一端與活塞頭部端面 上的孔采用間隙配合，缸蓋套在活塞的活塞桿上并密封軸的缸體，彈簧套在 活塞的活塞桿上并支撐在缸蓋與活塞頭部之間，通過軸承和液壓滑環(huán)將軸與 外殼固定連接，外殼的進(jìn)油口與液壓滑環(huán)的進(jìn)油口連通，液壓滑環(huán)的出油口 與軸的缸體的進(jìn)油口連通，軸的缸體的出油口與外殼的出油口連通。
本裝置采用液壓滑環(huán)為回轉(zhuǎn)油缸配油，在液壓滑環(huán)的密封端面處采用平 面端面油膜密封技術(shù)，因此可以實(shí)現(xiàn)非接觸的密封形式，使回轉(zhuǎn)油缸的可以 在很高的轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)活塞桿的伸縮功能，摩擦轉(zhuǎn)矩很小，安裝和維護(hù)簡單， 大大延長了使用壽命?；谄矫娑嗣嬗湍っ芊獾囊簤夯剞D(zhuǎn)油缸裝置轉(zhuǎn)速可達(dá)
10000rpm。
本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面液壓滑環(huán)的主要功能是將 壓力油或其它流體傳送液壓回轉(zhuǎn)油缸中去，使活塞桿左右移動，帶動楔塊驅(qū) 動卡爪，從而實(shí)現(xiàn)卡盤的徑向松開和夾緊。并保證在此傳遞過程中，能量損 失盡量小。由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它也可以承載一定的軸向力。同時液壓 滑環(huán)本身還是一個自平衡元件。液壓滑環(huán)三條縫隙處的端面油膜密封屬于非 接觸密封，與普通的接觸式機(jī)械密封相比，因端面無直接的固體摩擦磨損而 使使用壽命延長、密封可靠性提高和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用下降，從而使經(jīng)濟(jì)效益明 顯提高。本發(fā)明具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A部放大圖；圖3是圖1的 B部放大圖；圖4是動力卡盤連接及其動作示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由液壓滑環(huán)2、 缸蓋6、活塞7、驅(qū)動銷ll、軸12、彈簧13、軸承14和外殼組成，軸12的 一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接，軸12的另一端的端部開有缸體，軸12的缸體 內(nèi)端面上設(shè)置有孔，驅(qū)動銷11的一端與軸12的缸體內(nèi)端面上的孔采用螺紋 配合，驅(qū)動銷11的另一端與活塞7頭部端面上的孔采用間隙配合，缸蓋6 套在活塞7的活塞桿上并密封軸12的缸體，彈簧13套在活塞7的活塞桿上 并支撐在缸蓋6與活塞7頭部之間，通過軸承14和液壓滑環(huán)2將軸12與外 殼固定連接，外殼的進(jìn)油口與液壓滑環(huán)2的進(jìn)油口連通，液壓滑環(huán)2的出油 口與軸12的缸體的進(jìn)油口 a連通，軸12的缸體的出油口 b與外殼的出油口 連通。
液壓滑環(huán)2的主要功能是將壓力油或其它流體傳送軸12的缸體中去，軸 12的缸體為液壓回轉(zhuǎn)油缸，使活塞7的活塞桿左右移動，并且?guī)踊钊?和 軸12同步回轉(zhuǎn)。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體 實(shí)施方式一不同點(diǎn)在于液壓滑環(huán)2由第一部件20、第二部件21、第三部件 22和第四部件23組成；第一部件20和第二部件21固定連接在一起，第三 部件22和第四部件23固定連接在一起，第二部件21嵌于第四部件23內(nèi)， 第一部件20上開有L形的通孔c，所述的第一部件20與外殼銜接的表面上 開有進(jìn)油環(huán)型凹槽29，第二部件21上開有V形的通孔d，第三部件22與第 二部件21銜接的表面上開有環(huán)型凹槽24，第三部件22與軸12銜接的表面 上開有錐形環(huán)型凹槽25，環(huán)型凹槽24與錐形環(huán)型凹槽25之間開有通孔，外 殼的進(jìn)油口通過進(jìn)油環(huán)型凹槽29與L形的通孔c的一端連通，L形的通孔c 的另一端與第二部件21上的V形的通孔d —端連通，V形的通孔d的另一 端與第三部件22上的環(huán)型凹槽24連通，第三部件22上的錐形環(huán)型凹槽25 與軸12的缸體的進(jìn)油口 a連通；液壓滑環(huán)2的主要功能是將壓力油或其它流 體傳送液壓回轉(zhuǎn)油缸中去，使活塞桿左右移動。并保證在此傳遞過程中，能 量損失盡量小。由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它也可以承載一定的軸向力。同時 液壓滑環(huán)本身還是一個自平衡元件。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體
實(shí)施方式一不同點(diǎn)在于第一部件20與第四部件23之間的縫隙為第一縫隙 26,第二部件21與第三部件22之間環(huán)型凹槽24兩側(cè)的縫隙分別為第二縫隙 27和第三縫隙28;第一縫隙26、第二縫隙27和第三縫隙28處于同一平面 上，所述三個縫隙的縫隙值為h;在第一縫隙26、第二縫隙27和第三縫隙 28之間的壓力油，以及環(huán)型凹槽24中的壓力油分別建立起壓力平面及壓力 區(qū)，從而構(gòu)成了靜壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；壓力油通過通孔傳輸給軸12的缸體；第一縫 隙26、第二縫隙27和第三縫隙28構(gòu)成了三個可變節(jié)流器，縫隙值的自動調(diào) 節(jié)就是由這三個可變節(jié)流器組成的半橋回路來實(shí)現(xiàn)的。液壓滑環(huán)2的三個密 封縫隙處的密封屬于平面端面油膜密封，即平面端面油膜密封的動環(huán)密封表 面是光滑的。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體 實(shí)施方式一不同點(diǎn)在于縫隙值h為0.01-0.02mm。其它組成和連接方式與具 體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖l說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式外殼由殼體l、 軸承座19、壓蓋16和蓋板3組成；壓蓋16安裝在軸承座19的小端面上， 軸承座19的大端面與殼體1的一端相連，殼體1的另一端安裝有密封蓋板3。 軸12的軸向定位是由外殼中的殼體1、軸承座19、壓蓋16、軸承14以及軸 承14的軸承擋圈15來完成。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式一不同點(diǎn)在于蓋板3和殼體1之間安裝有橡膠墊17，防止泄漏的液壓油從 側(cè)面流出。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。 .
本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個或幾個具體實(shí)施 方式的組合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1、應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸，其特征在于它包括液壓滑環(huán)(2)、缸蓋(6)、活塞(7)、驅(qū)動銷(11)、軸(12)、彈簧(13)、軸承(14)和外殼，軸(12)的一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接，軸(12)的另一端的端部開有缸體，軸(12)的缸體內(nèi)端面上設(shè)置有孔，驅(qū)動銷(11)的一端與軸(12)的缸體內(nèi)端面上的孔采用螺紋配合，驅(qū)動銷(11)的另一端與活塞(7)頭部端面上的孔采用間隙配合，缸蓋(6)套在活塞(7)的活塞桿上并密封軸(12)的缸體，彈簧(13)套在活塞(7)的活塞桿上并支撐在缸蓋(6)與活塞(7)頭部之間，通過軸承(14)和液壓滑環(huán)(2)將軸(12)與外殼固定連接，外殼的進(jìn)油口與液壓滑環(huán)(2)的進(jìn)油口連通，液壓滑環(huán)(2)的出油口與軸(12)的缸體的進(jìn)油口(a)連通，軸(12)的缸體的出油口(b)與外殼的出油口連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸， 其特征在于液壓滑環(huán)(2)包括第一部件(20)、第二部件(21)、第三部件(22)和第 四部件(23);第一部件(20)和第二部件(21)固定連接在一起，第三部件(22)和第 四部件(23)固定連接在一起，第二部件(21)嵌于第四部件(23)內(nèi)，第一部件(20) 上開有L形的通孔(c)，所述的第一部件(20)與外殼銜接的表面上開有進(jìn)油環(huán)型 凹槽(29)，第二部件(21)上開有V形的通孔(d)，第三部件(22)與第二部件(21) 銜接的表面上開有環(huán)型凹槽(24)，第三部件(22)與軸(12)銜接的表面上開有錐形 環(huán)型凹槽(25)，環(huán)型凹槽(24)與錐形環(huán)型凹槽(25)之間開有通孔，外殼的進(jìn)油口 通過進(jìn)油環(huán)型凹槽(29)與L形的通孔(c)的一端連通，L形的通孔(c)的另一端與 第二部件(21)上的V形的通孔(d)—端連通，V形的通孔(d)的另一端與第三部 件(22)上的環(huán)型凹槽(24)連通，第三部件(22)上的錐形環(huán)型凹槽(25)與軸(12)的 缸體的進(jìn)油口(a)連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸，. 其特征在于第一部件(20)與第四部件(23)之間的縫隙為第一縫隙(26)，第二部件 (21)與第三部件(22)之間環(huán)型凹槽(24)兩側(cè)的縫隙分別為第二縫隙(27)和第三 縫隙(28);第一縫隙(26)、第二縫隙(27)和第三縫隙(28)處于同一平面上，所述 三個縫隙的縫隙值為h。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸， 其特征在于縫隙值h為0.01-0.02mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的 回轉(zhuǎn)油缸，其特征在于外殼包括殼體(l)、軸承座(19)、壓蓋(16)和蓋板(3);壓 蓋(16)安裝在軸承座(19)的小端面上，軸承座(19)的大端面與殼體(1)的一端相 連，殼體G)的另一端安裝有密封蓋板P)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸， 其特征在于蓋板(3)和殼體(1)之間安裝有橡膠墊(17)。
全文摘要
應(yīng)用平面端面油膜密封液壓滑環(huán)的回轉(zhuǎn)油缸，它涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，它針對現(xiàn)有回轉(zhuǎn)油缸轉(zhuǎn)速不高的缺點(diǎn)。本發(fā)明的軸的一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)連接，軸的另一端的端部開有缸體，軸的缸體內(nèi)端面上設(shè)置有孔，驅(qū)動銷的一端與軸的缸體內(nèi)端面上的孔采用螺紋配合，驅(qū)動銷的另一端與活塞頭部端面上的孔采用間隙配合，缸蓋套在活塞的活塞桿上并密封軸的缸體，彈簧套在活塞的活塞桿上并支撐在缸蓋與活塞的活塞桿和活塞頭部連接的端面之間，通過軸承和液壓滑環(huán)將軸與外殼固定連接，外殼的進(jìn)油口與液壓滑環(huán)的進(jìn)油口連通，液壓滑環(huán)的出油口與軸的缸體的進(jìn)油口連通，軸的缸體的出油口與外殼的出油口連通。它為動力卡盤提供動力，具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速高。
文檔編號B23B31/02GK101550955SQ20091007198
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者姜繼海, 胡志棟 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)