阅读说明：本技术 双通道高压高速复合密封旋转接头 (Double-channel high-pressure high-speed composite sealing rotary joint ) 是由 邝锦富 莫持标 杨伟明 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双通道高压高速复合密封旋转接头,包括机床摇篮上的工作台；转轴,内设有第一转轴通道和第二转轴通道,且第一转轴通道的出口端高于第二转轴通道；固设在工作台内的轴套,套设在转轴上,形成配合间隙,内设有通过第一油槽与第一转轴通道连接的第一轴套通道,以及通过第二油槽与第二转轴通道连接的第二轴套通道；以及骨架油封,套设在转轴上,与轴套紧密接触,与轴套之间形成与配合间隙连通的压力腔。液压油进入配合间隙和压力腔中,润滑配合间隙,骨架油封张紧密封,多余的液压油通过第二油槽进入第二转轴通道并排出,保持骨架油封的张紧力稳定,避免骨架油封抱紧转轴和轴套而损坏,有效延长零件的使用寿命。(The invention discloses a double-channel high-pressure high-speed composite sealing rotary joint, which comprises a workbench on a cradle of a machine tool; the rotating shaft is internally provided with a first rotating shaft channel and a second rotating shaft channel, and the outlet end of the first rotating shaft channel is higher than the second rotating shaft channel; the shaft sleeve is fixedly arranged in the workbench, is sleeved on the rotating shaft to form a fit clearance, and is internally provided with a first shaft sleeve channel connected with the first rotating shaft channel through a first oil groove and a second shaft sleeve channel connected with the second rotating shaft channel through a second oil groove; and the framework oil seal is sleeved on the rotating shaft, is in close contact with the shaft sleeve and forms a pressure cavity communicated with the fit clearance with the shaft sleeve. During hydraulic oil got into fit clearance and pressure chamber, lubricated fit clearance, the tensioning of skeleton oil blanket is sealed, and unnecessary hydraulic oil gets into second pivot passageway and discharges through the second oil groove, keeps the tensile force of skeleton oil blanket stable, avoids the skeleton oil blanket to hold pivot and axle sleeve tightly and damage, effectively prolongs the life of part.)

双通道高压高速复合密封旋转接头

技术领域

本发明涉及数控机床配件技术领域，特别涉及一种双通道高压高速复合密封旋转接头。

背景技术

五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，工件一次装夹就可完成五面体的加工，加工效率高、精度高，适用于航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。在生产应用中，摇篮式的五轴联动数控机应用广泛，将工作台设置在摇篮中，安装液压夹具以夹紧工件，在工作过程中，由于工作台高速转动，为保证润滑充分，工作台与转轴的配合间隙内需要充满液压油，为了避免液压油渗漏，需要采用密封件张紧密封，受油压作用力，密封件的张紧力明显增加，容易因抱紧旋转零件而损坏，影响机床使用寿命，维修费用昂贵，不利于企业的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种双通道高压高速复合密封旋转接头，能够保证旋转零件转动顺畅，密封良好，避免密封件损坏，有效延长机床使用寿命。

根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头，包括：工作台，转动设置在机床摇篮上；转轴，设置在所述工作台内，连接所述工作台与机床摇篮，内设有第一转轴通道和第二转轴通道，且所述第一转轴通道的出口端位置高于所述第二转轴通道的出口端；轴套，固定设置在所述工作台内，套设在所述转轴上，与所述转轴之间形成配合间隙，内设有通过第一油槽与所述第一转轴通道连接的第一轴套通道，以及通过第二油槽与所述第二转轴通道连接的第二轴套通道；以及骨架油封，设置在所述第二轴套通道下方，套设在所述转轴上，外壁与所述轴套紧密接触，上端面与所述轴套之间形成与所述配合间隙连通的压力腔。

根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头，至少具有如下技术效果：工作时，通过工作台安装液压夹具，液压油通过第一转轴通道进入第一轴套通道，供给液压夹具使用，通过第一油槽进入配合间隙和压力腔中，润滑配合间隙，保证转动顺畅，使得骨架油封张紧密封，密封可靠，配合间隙中多余的液压油通过第二油槽进入第二转轴通道并排出接头外，避免压力腔中的液压油对骨架油封的压力明显增加，保持骨架油封的张紧力稳定，避免骨架油封抱紧转轴和轴套而损坏，有效延长机床的使用寿命，有利于提高企业的经济效益。

根据本发明的一些实施例，所述转轴顶端与所述轴套之间设置有缓冲腔。通过设置缓冲腔，缓冲液压油进入时的瞬间压力，避免转轴和轴套受瞬间压力冲击而产生移位或损坏。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲腔与所述第二轴套通道之间连接有卸压机构，使得所述缓冲腔与所述第二轴套通道之间具有连通状态和阻断状态。液压夹具夹紧工件的过程中，缓冲腔内充满液压油，对转轴产生向下的轴向力，随液压油的增加，轴向力增加，使转轴下移，破坏各配合零件的相对装配位置，通过设置卸压机构，当缓冲腔中的油压达到一定值的时候，卸压装置打开，连通缓冲腔和第二轴套通道，液压油从第二轴套通道进入第二转轴通道排出，实现卸压，有效防止转轴轴向位移，保证零件精密配合，工作可靠。

根据本发明的一些实施例，所述卸压机构包括油塞，以及设置在所述缓冲腔出口处、封闭所述缓冲腔的钢珠，所述油塞和所述钢珠之间设置有弹簧。通过弹簧对钢珠施加压力，封闭缓冲腔，当缓冲腔内压力增加，大于弹簧的压力时，钢珠离开缓冲腔出口处，弹簧被压缩，导通缓冲腔和第二轴套通道，液压油排出，缓冲腔内压力逐渐下降，同时在弹簧的弹力下，钢珠逐渐靠近缓冲腔，直至重新密封缓冲腔，阻断缓冲腔和第二轴套通道，机械控制，结构简单，工作可靠。

根据本发明的一些实施例，所述转轴与所述轴套之间设置有深沟球轴承，所述深沟球轴承设置在所述骨架油封下方。采用深沟球轴承承受转轴高速转动时产生的径向载荷，结构简单，摩擦阻力小，保证转轴高速转动顺畅，工作可靠。

根据本发明的一些实施例，所述骨架油封与所述深沟球轴承之间设置有轴承垫圈。通过轴承垫圈缓冲骨架油封对深沟球轴承的压力，避免骨架油封与深沟球轴承之间长期直接接触而导致磨损，有效延长零件的使用寿命，减少损耗，节约维修成本。

根据本发明的一些实施例，所述轴套内设置有孔用挡圈，所述孔用挡圈设置在所述深沟球轴承下方。通过孔用挡圈轴向固定深沟球轴承，保证深沟球轴承安装可靠。

根据本发明的一些实施例，所述转轴顶部套设有滚针轴承，所述滚针轴承外侧壁与所述轴套内侧壁紧密接触。受径向尺寸限制，采用具有良好负荷承受能力的滚针轴承设置在转轴顶部，与轴套内侧壁紧密接触，结构紧凑，配合精密，保证转轴高速转动可靠。

根据本发明的一些实施例，所述转轴底部设置有与所述第一转轴通道连接的第一液压接口，以及与所述第二转轴通道连接的第二液压接口。通过第一液压接口和第二液压接口分别通入液压油，独立控制第一转轴通道和第二转轴通道的液压油供给，控制精确。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的密封旋转接头的截面剖视图；

图2是图1中所示的密封旋转接头的A处局部放大图。

附图标记：

工作台100、

转轴200、第一转轴通道210、第一液压接口211、第一转轴通道出口端212、第二转轴通道220、第二液压接口221、第二转轴通道出口端222、骨架油封230、压力腔231、深沟球轴承240、轴承垫圈241、

轴套300、第一轴套通道310、第一油槽311、第二轴套通道320、第二油槽321、缓冲腔330、孔用挡圈340、

配合间隙400、

钢珠500、弹簧510、油塞520、

机床摇篮600。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头，包括转动设置在机床摇篮600上的工作台100，工作台100内设置有连接工作台100和机床摇篮600的转轴200，以及套设在转轴200上的轴套300，轴套300与工作台100固定连接，与转轴200之间形成配合间隙400，转轴200内设置有第一转轴通道210和第二转轴通道220，且第一转轴通道出口端212位置高于第二转轴通道出口端222，相应地，轴套300内设置有第一轴套通道310和第二轴套通道320，第一轴套通道310通过第一油槽311与第一转轴通道210连接，第二轴套通道320通过第二油槽321与第二转轴通道220连接，在第二轴套通道320下方，设置有套设在转轴200上的骨架油封230，骨架油封230外壁与轴套300紧密接触，上端面与轴套300之间形成与配合间隙400连通的压力腔231。可以理解的是，液压油通过第一转轴通道210和第一轴套通道310进入，供给液压夹具使用，充满配合间隙400和压力腔231，使得轴套300和转轴200润滑，转动顺畅，骨架油封230张紧密封，配合间隙400的多余的液压油通过第二油槽321进入第二转轴通道220并排出，避免压力腔231中的液压油对骨架油封230的压力明显增加，保持骨架油封230的张紧力稳定，避免骨架油封230抱紧转轴200和轴套300而损坏，有效延长零件的使用寿命，从而延长机床的使用寿命，有利于提高企业的经济效益。

进一步地，转轴200顶端与轴套300之间设置有缓冲腔330，缓冲腔330与第二轴套通道320之间连接有卸压机构，能够导通或阻断缓冲器和第二轴套通道320，卸压机构包括固定设置在轴套300内的油塞520，以及活动设置在缓冲腔330出口处、封闭缓冲腔330的钢珠500，油塞520和钢珠500之间设置有弹簧510。可以理解的是，缓冲腔330与配合间隙400连通，液压油通过配合间隙400进入缓冲腔330，通过弹簧510对钢珠500施加压力，钢珠500与缓冲腔330出口紧密接触，封闭缓冲腔330，随着缓冲腔330中的液压油增加，油压增加，当油压大于弹簧510对钢珠500的压力时，钢珠500离开缓冲腔330出口处，弹簧510被压缩，缓冲腔330和第二轴套通道320导通，液压油排出，缓冲腔330内油压逐渐下降，同时在弹簧510的弹力下，钢珠500逐渐复位，靠近缓冲腔330出口处，直至重新密封缓冲腔330，阻断缓冲腔330和第二轴套通道320，避免油压增加导致转轴200轴向力增加而下移，保证各零件的相对装配位置准确，零件配合精密。

在本发明的一些实施例中，转轴200与轴套300之间设置有深沟球轴承240，深沟球轴承240设置在骨架油封230下方，轴套300内设置有位于深沟球轴承240下方的孔用挡圈340，可以理解的是，孔用挡圈340轴向固定深沟球轴承240，保证深沟球轴承240安装可靠，深在转轴200高速转动时，沟球轴承具有良好的承受径向载荷的能力，摩擦阻力小，保证转轴200高速转动顺畅，工作可靠，进一步的，深沟球轴承240与骨架油封230之间设置有轴承垫圈241，缓冲骨架油封230对深沟球轴承240的压力，避免骨架油封230与深沟球轴承240之间长期直接接触而导致磨损，有效延长零件的使用寿命，减少损耗，节约维修成本。

在本发明的一些实施例中，转轴200顶部套设有滚针轴承，滚针轴承外侧壁与轴套300内侧壁紧密接触，内侧壁与转轴200外侧壁紧密接触，可以理解的是，轴套300内用于与转轴200配合的腔体径向尺寸较小，为减少轴套300与转轴200之间的摩擦，保证转轴200高速转动顺畅，采用具有良好负荷承受能力的滚针轴承，结构紧凑，与转轴200、轴套300配合精密，保证转轴200工作可靠。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，转轴200底部设置有与第一转轴通道210连接的第一液压接口211，以及与第二转轴通道220连接的第二液压接口221，可以理解的是，液压油通过第一液压接口211进入第一转轴通道210，通过第二液压接口221进入第二转轴通道220，独立控制第一转轴通道210和第二转轴通道220的液压油供给。具体地，第一液压接口211和第二液压接口221水平对称设置，有利于避免液压油在重力作用下回流，增加输入阻力，保证液压油输入顺畅。

下面参考图1和图2以一个具体实施例详细描述根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头，安装在机床摇篮600上，包括转动设置在机床摇篮600上的工作台100，工作台100与机床摇篮600之间连接有转轴200，转轴200上套设有轴套300，轴套300与工作台100通过螺纹固定连接，轴套300与转轴200之间形成配合间隙400，转轴200顶端与轴套300之间设置有缓冲腔330，且缓冲腔330与配合间隙400连通，转轴200底部水平设置有第一液压接口211和第二液压接口221，转轴200内设置有与第一液压接口211连接的第一转轴通道210，以及与第二液压接口221连接的第二转轴通道220，且第一转轴通道出口端212位置高于第二转轴通道出口端222，相应地，轴套300内设置有第一轴套通道310和第二轴套通道320，第一轴套通道310通过轴套300内的第一油槽311与第一转轴通道210连接，第二轴套通道320通过轴套300内的第二油槽321与第二转轴通道220连接。

缓冲腔330与第二轴套通道320之间设置有卸压机构，卸压机构包括固定设置在轴套300内的油塞520，封闭缓冲腔330的钢珠500，以及设置在油塞520和钢珠500之间的弹簧510。

转轴200顶部套设有滚针轴承，滚针轴承内壁与转轴200紧密接触，外壁与轴套300紧密接触，轴套300内靠近下部位置从上往下依次设置有骨架油封230、轴承垫圈241、深沟球轴承240和孔用挡圈340，骨架油封230、轴承垫圈241和深沟球轴承240均套设在轴套300上。

需要说明的是，工作时，工作台100上安装有液压夹具，液压油通过第一液压接口211输入，依次进入第一转轴通道210和第一轴套通道310，从而通入液压夹具，液压夹具夹紧工件，工作台100在直驱电机驱动下高速转动，带动轴套300高速转动，同时，通过第一油槽311，液压油充满配合间隙400、缓冲腔330和压力腔231，骨架油封230张紧密封，多余的液压油通过第二油槽321进入第二轴套通道320，并通过第二液压接口221排出，保持张紧力稳定，避免骨架油封230抱紧转轴200和轴套300。加工完成后，工作台100停止旋转，液压油通过第二液压接口221进入第二轴套通道320，由于第二油槽321下方的配合间隙400充满了液压油，对骨架油封230施加高压，张紧力增加，骨架油封230抱紧转轴200和轴套300，由于工作台100已经停止转动，骨架油封230与转轴200、轴套300之间相对静止，避免骨架油封230损坏。

初始状态下，钢珠500在弹簧510的压力下，封闭缓冲腔330，在液压夹具夹紧工件的过程中，由于液压油逐渐进入并充满缓冲腔330，缓冲腔330内的油压增加，当油压大于弹簧510的压力时，弹簧510被压缩，钢珠500被推动而离开缓冲腔330的出口处，导通缓冲腔330和第二轴套通道320，缓冲腔330中的液压油进入第二轴套通道320，经过第二转轴通道220排出，缓冲腔330内油压下降，在弹簧510的弹力作用下，钢珠500逐渐复位，重新封闭缓冲腔330，阻断缓冲腔330和第二轴套通道320。

根据本发明实施例的双通道高压高速复合密封旋转接头，通过如此设置，可以达成至少如下的一些效果，通过第一转轴通道210连接第一轴套通道310，液压油进入并充满配合间隙400和压力腔231，润滑充分，保证高速转动顺畅，骨架油封230张紧密封，通过第二转轴通道220连接第二轴套通道320，多余液压油排出，避免压力腔231中的液压油对骨架油封230的压力明显增加，保持骨架油封230的张紧力稳定，在高速转动时，保持密封良好且不会抱紧转轴200和轴套300，避免骨架油封230损坏，有效延长零件和机床的使用寿命，节约维修成本，有利于提高企业经济效益，通过转轴200上套设滚针轴承和深沟球轴承240，保证轴套300转动顺畅，轴套300与转轴200装配位置相对固定，通过弹簧510和钢珠500机械控制缓冲腔330和第二轴套通道320的通断，当缓冲腔330压力达到一定值时，导通缓冲腔330和第二轴套通道320，实现卸压，避免油压对转轴200产生向下轴向力而导致转轴200下移，保证零件间的相对装配位置准确，配合精密，工作可靠。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。