專利名稱：一種可液浸數控轉臺的制作方法
技術領域：
本發明屬于專門組合于、或配置于、或專用于機床有關的工作操縱轉臺或轉盤領域，具 體涉及一種可液浸數控轉臺。
技術背景在機械制造、精密檢測等領域，常需要一些能夠工作在液體環境中的旋轉裝置，如機械 加工的切削液環境、超聲檢測的水環境等，這就要求該裝置具有良好的密封性能。若防護不 到位，將會導致機械零部件及電機損壞。數控液浸轉臺產品的結構大多數是采用伺服電機通過蝸輪、蝸桿或同步帶自液面上部向 液面底部傳遞動力來驅動轉臺旋轉的結構。這種數控轉臺的制造工藝復雜，對制造水平要求 較高。目前該類產品的水平相差較大，其原因就在于制造能力和水平的差異，最關鍵的是蝸 輪、蝸桿、同步帶輪等關鍵零部件的制造難度大和工藝技術復雜；另一方面由于傳動鏈較長， 轉臺的傳動精度因關鍵傳動件的制造精度而受到很大影響，精度難以提高。 發明內容本發明的目的是提供一種可液浸數控轉臺。可液浸數控轉臺可以較好的滿足在各種液態 環境的工程應用上對旋轉部件的密封良好、高精度、工作可靠等使用需求，且制造工藝簡單、 傳動鏈短、防護性能好。本發明采用伺服電機直驅方式驅動轉臺，在使用系統中工作時可液浸數控轉臺僅有一部 分浸沒在液體介質中，通過各級動、靜密封及排液兩級防護措施確保液體介質不漏入轉臺內 部，避免對轉臺機械及電氣部件產生破壞。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為提供一種可液浸數控轉臺，包括有轉臺 座、壓環、旋轉軸、加壓螺母、加壓彈簧、轉臺支撐環、電機座、伺服電機以及0型密封圈、 軸承、軸承端蓋。轉臺座外形由上下兩個直徑不同的圓筒組成，轉臺座上方圓筒部分均勻設 置有數個螺紋通孔以及一個螺紋孔，在轉臺座內設置有兩個軸承。轉臺座固定設置在轉臺支 撐環上，旋轉軸設置在轉臺座和轉臺支撐環的中心，轉臺座與旋轉軸之間設置有上軸承端蓋 和下軸承端蓋，上軸承端蓋和下軸承端蓋分別通過螺釘與轉臺座連接。伺服電機通過螺釘固 定在電機座上，電機座通過螺釘固定連接在轉臺座上。伺服電機的電機軸通過聯軸節與旋轉 軸連接，旋轉軸由設置在轉臺座內的兩個軸承支撐，并由伺服電機帶動旋轉，設置在旋轉軸 上的螺母通過螺紋與旋轉軸擰緊，防止旋轉軸的軸向竄動。在轉臺座內上方圓筒部分設置有 環行溝槽，環形溝槽內設置的螺紋孔上連接有排液接嘴。旋轉軸與上軸承端蓋之間設置有0型密封圈，旋轉軸與下軸承端蓋之間設置有O型密封圈，轉臺支撐環與旋轉軸之間設置有0型密封圈，在轉臺座和o型密封圈之間設置有壓環，壓環與o型密封圈直接接觸。在轉臺座上均勻分布的螺紋通孔上設置有加壓螺母，加壓螺母內均設置有加壓彈簧，加壓彈簧支撐壓環。所述的轉臺座、轉臺支撐環、壓環和旋轉軸為同軸設置。所述的o型密封圈由壓環支撐，壓環由加壓彈簧支撐。所述的轉臺座上均勻設置的螺紋通孔的數目為3 8個。本發明的可液浸數控轉臺的旋轉軸由安裝在轉臺座內的兩個軸承支撐并由伺服電機帶動 旋轉，兩個軸承由轉臺座和上下軸承端蓋限位和定位，旋轉軸的軸向和徑向限位通過螺母和 軸承實現。工作臺面與旋轉軸設為一體，旋轉軸的上端面即為工作臺面，可用于裝夾工件。本發明的可液浸數控轉臺通過用密封圈密封對轉臺內零部件間的間隙實現動、靜密封構 成一級防護。轉臺內部旋轉軸與轉臺支撐環之間的防泄漏動密封及旋轉軸與軸承上下端蓋之 間的脂潤滑動密封均通過0型密封圈實現；轉臺支撐環與使用系統中的工作液槽底板之間接 觸面防泄漏靜密封也采用0型密封圈，從而確保了液體不漏入轉臺內。為了減少由于防泄漏 動密封圈磨損造成旋轉接合面間密封性能不良和泄漏情況的發生，用均勻分布的數個加壓彈 簧通過壓環對密封圈施加預壓力，并利用加壓彈簧的彈性在一定程度內自適應保證密封圈與 旋轉軸旋轉接合面間的密封性能，通過調節加壓螺母可以調節預壓力的大小。本發明的可液浸數控轉臺在轉臺座內部開有環形溝槽，環形溝槽上開有螺紋孔，螺紋孔 連接有排液接嘴用于二級防護，當旋轉軸和轉臺支撐環之間的0型密封圈損傷出現少量漏液 時，滲漏的液體漏入環形溝槽內后可通過排液接嘴迅速排到轉臺外部，從而確保不損傷轉臺 的旋轉部件，并可通過排出漏液的情況及時發現轉臺密封故障，便于轉臺的維護和保養。本發明的可液浸數控轉臺，將伺服電機與轉臺高度集成，采用伺服電機直接驅動來完成 旋轉運動。本發明的可液浸數控轉臺，零件易加工，制造工藝簡單，傳動鏈短，定位精度較 高。同時由于是伺服電機直接驅動，無中間傳動摩擦副，因此精度保持性較好。本發明的可 液浸數控轉臺具有良好的防護性能，密封性能好、尺寸小、安裝方便，宜于液體環境中使用。
圖1為本發明的可液浸數控轉臺剖面結構示意圖 圖2為本發明的可液浸數控轉臺轉臺座的主視圖 圖3為本發明的可液浸數控轉臺轉臺座的俯視圖 圖4為本發明的可液浸數控轉臺旋轉軸的主視圖 圖5為本發明的可液浸數控轉臺電機座的剖視圖 圖6為本發明的可液浸數控轉臺轉臺支撐環的剖視圖 圖7為本發明的可液浸數控轉臺壓環的剖視8為本發明實施例在五軸數控水浸超聲檢測裝置應用中的主視圖 圖9為本發明實施例在五軸數控水浸超聲檢測裝置應用中的俯視圖 圖中，螺釘(1、 2、 6、 22、 24) 3.轉臺座 4.壓環0型密封圈(5、 8、 15、 18) 7.上軸承端蓋9.旋轉軸軸承(10、 16)ll.排液接嘴 12.加壓螺母 13.加壓彈簧 14.轉臺支撐環 17.螺母 19.下軸承端蓋 20.聯軸節 21.電機 座 23.伺服電機 25.直線軸X軸 26.直線軸Y軸 28.被檢測工件 29.擺動軸 B軸 30.直線軸Z軸 31.超聲探頭 32.工作液槽底板 33.工作液槽 34.機床 底座 35.螺紋通孔 36.螺紋孔具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作詳細的描述。本發明采用伺服電機直驅動方式驅動轉臺，工作時，轉臺僅有一部分浸沒在液體介質中， 電機部分設在工作槽外，通過動、靜密封以及排液設置使液體介質不漏入轉臺內。 實施例圖1 7中，本發明的可液浸數控轉臺包括有轉臺座3、壓環4、旋轉軸9、加壓螺母12、 加壓彈簧13、轉臺支撐環14、電機座21、伺服電機23以及O型密封圈、軸承、軸承端蓋。 所述的轉臺座3外形由上下兩個直徑不同的圓筒組成，轉臺座3上方圓筒部分均勻設置有八 個加壓螺母用螺紋通孔35和一個螺紋孔36，在轉臺座3內設置有軸承(10、 16)。轉臺座3 固定設置在轉臺支撐環14上，旋轉軸9設置在轉臺座3和轉臺支撐環14的中心，轉臺座3 與旋轉軸9之間設置有上軸承端蓋7和下軸承端蓋19，上軸承端蓋7和下軸承端蓋19分別 通過數個螺釘24與轉臺座3連接。伺服電機23通過螺釘22固定在電機座21上，電機座21 通過螺釘6固定連接在轉臺座3上。伺服電機23的電機軸通過聯軸節20與旋轉軸9連接， 旋轉軸9由設置在轉臺座3內的軸承10和軸承16支撐，并由伺服電機23帶動旋轉，設置在 旋轉軸9上的螺母17通過螺紋與旋轉軸9擰緊，防止旋轉軸9的軸向竄動。在轉臺座3內上 方圓筒部分設置有環行溝槽，環形溝槽內設置的螺紋孔36上連接有排液接嘴11。旋轉軸9 與上軸承端蓋7之間設置有0型密封圈8，旋轉軸9與下軸承端蓋19之間設置有0型密封圈 18，轉臺支撐環14與旋轉軸9之間設置有0型密封圈5，在轉臺座3和0型密封圈5之間設 置有壓環4，壓環4與0型密封圈5直接接觸。在轉臺支撐環14內設置有0型密封圈15。在 轉臺座3上均勻分布的螺紋通孔35上設置有加壓螺母12，加壓螺母12內均設置有加壓彈簧 13，加壓彈簧13支撐壓環4。所述的轉臺座3、轉臺支撐環14、壓環4和旋轉軸9為同軸設 置。所述的0型密封圈5由壓環4支撐，壓環4由加壓彈簧13支撐，加壓彈簧12由加壓螺 母12施加預壓力。本發明的可液浸數控轉臺中的轉臺座上設置的螺紋通孔一般不少于3個，螺紋通孔設置 為6個較適宜。圖9和圖IO分別為本發明實施例在五軸數控水浸超聲檢測裝置應用中的主、俯視圖。五 軸數控水浸超聲檢測裝置屬于五軸數控裝置，包括機床底座34、工作液槽33以及三個直線 軸X軸25、 Y軸26、 Z軸30， 一個繞X軸25擺動的擺動軸B軸29，本發明的可液浸數控轉 臺作為五軸數控水浸超聲檢測裝置的一個旋轉軸C軸。可液浸數控轉臺的轉臺支撐環14與五 軸數控水浸超聲波檢測裝置的工作液槽底板32通過螺釘1連接固定。五軸數控水浸超聲檢測裝置以水為工作介質，水裝在工作液槽33內，本發明的可液浸數 控轉臺的上臺面放置被檢測工件28，工作時可液浸數控轉臺的上臺面、轉臺支撐環14與被 檢測工件28都浸沒于水中，超聲探頭31由X軸25、 Y軸26、 Z軸30和擺動軸B軸29帶動 靠近被檢測工件28，利用超聲探頭31發出的超聲波來檢測被檢工件內部是否有缺陷。工作 時可液浸數控轉臺帶動浸沒于水槽33內的被檢測工件28實現360°旋轉，這樣就可以實現 整個工件的測量。通過在此自制的五軸數控水浸超聲檢測裝置上應用表明，本發明的可液浸 數控轉臺完全滿足了設計要求，長時間運行無泄漏，具有較高的工作可靠性。針對不同的液體特性，本發明制作的可液浸數控轉臺密封圈及零部件材質也應做出不同 的選擇，以滿足在油、水及其他腐蝕性液體狀況下的應用需求，確保可靠工作。 本發明的可液浸數控轉臺也可用手輪等代替伺服電機驅動，從而變為手動轉臺。 本發明的可液浸數控轉臺當需要大扭矩輸出時，可以用力矩電機代替伺服電機。 本發明的可液浸數控轉臺在位置精度要求特別高時，可在可液浸數控轉臺內部設置圓光 柵進行位置測量并與數控系統構成閉環控制，從而進一步提高位置控制精度。
權利要求
1.一種可液浸數控轉臺，包括轉臺座(3)、壓環(4)、旋轉軸(9)、加壓螺母(12)、加壓彈簧(13)、轉臺支撐環(14)、電機座(21)、伺服電機(23)以及O型密封圈、軸承、軸承端蓋；所述的轉臺座(3)外形由上下兩個直徑不同的圓筒組成，轉臺座(3)上方圓筒部分設置有一個螺紋孔(36)和數個均勻分布的螺紋通孔(35)，在轉臺座(3)內設置有軸承(10、16)；轉臺座(3)固定設置在轉臺支撐環(14)上，旋轉軸(9)設置在轉臺座(3)和轉臺支撐環(14)的中心，轉臺座(3)與旋轉軸(9)之間設置有上軸承端蓋(7)和下軸承端蓋(19)，上軸承端蓋(7)和下軸承端蓋(19)分別通過螺釘與轉臺座(3)連接；伺服電機(23)通過螺釘(22)固定在電機座(21)上，電機座(21)通過螺釘(6)固定連接在轉臺座(3)上；伺服電機(23)的電機軸通過聯軸節(20)與旋轉軸(9)連接，旋轉軸(9)由設置在轉臺座(3)內的軸承(10)和軸承(16)支撐，設置在旋轉軸(9)上的螺母(17)通過螺紋與旋轉軸(9)擰緊；在轉臺座(3)內上方圓筒部分設置有環行溝槽，環形溝槽內設置的螺紋孔(36)連接有排液接嘴(11)；旋轉軸(9)與上軸承端蓋(7)之間設置有O型密封圈(8)，旋轉軸(9)與下軸承端蓋(19)之間設置有O型密封圈(18)，轉臺支撐環(14)與旋轉軸(9)之間設置有O型密封圈(5)，在轉臺座(3)和O型密封圈(5)之間設置有壓環(4)，壓環(4)與O型密封圈(5)直接接觸；在轉臺座(3)上均勻分布的螺紋通孔(35)上設置有加壓螺母(12)，加壓螺母(12)內均設置有加壓彈簧(13)，加壓彈簧(13)支撐壓環(4)。
2. 根據權利要求1所述的可液浸數控轉臺，其特征在于所述的轉臺座(3)、轉臺支撐環(14)、 壓環(4)和旋轉軸(9)為同軸設置。
3. 根據權利要求1所述的可液浸數控轉臺，其特征在于所述的0型密封圈(5)由壓環(4) 支撐，壓環(4)由加壓彈簧(13)支撐。
4. 根據權利要求1所述的可液浸數控轉臺，其特征在于所述的轉臺座(3)上均勻設置的螺 紋通孔(35)的數目為3 8個。
全文摘要
本發明公開了一種可液浸數控轉臺，所述的轉臺包括有轉臺座、旋轉軸、壓環、轉臺支撐環、伺服電機以及O型密封圈。轉臺的旋轉軸設置在轉臺中心，轉臺座固定設置在轉臺支撐環上，電機座固定設置在轉臺座上。伺服電機固定在電機座上，電機軸通過聯軸節與旋轉軸連接，旋轉軸通過設置在轉臺座內的軸承支撐并由伺服電機帶動旋轉。本發明通過設置密封圈對轉臺內零部件間隙實現動、靜密封，以及在轉臺座設置環形溝槽與排液接嘴，可較好的滿足在各種液態環境的應用中對旋轉部件的密封性、高精度和工作可靠等使用需求。本發明的制造工藝簡單，傳動鏈短，具有良好的防護性能。
文檔編號B23Q11/00GK101239440SQ20071005067
公開日2008年8月13日 申請日期2007年11月29日 優先權日2007年11月29日
發明者方 吉, 張日升 申請人:中國工程物理研究院機械制造工藝研究所