可调动载空心送料主轴结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种有色金属熔铸设备炉内精炼除气机的零部件，特别是涉及一种用于炉内精炼除气机的可调动载空心送料主轴结构；本发明的可调动载空心送料主轴结构，在预设工作温度下长时间稳定转动，有效控制共振频率，防止系统因共振原因过早损环；包括主轴和主轴箱机构，主轴箱机构包括主轴箱以及分别设置并密封在主轴箱前、后端的前轴承装置和后轴承装置，主轴在相应的轴承位通过前轴承装置和后轴承装置与主轴箱构成支承结构，主轴上位于前轴承装置和后轴承装置之间设置有动载盘，动载盘在主轴上沿轴向相对移动；主轴上还设置有制动装置。
【专利说明】可调动载空心送料主轴结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属熔铸设备炉内精炼除气机的零部件【技术领域】，特别是涉及一种可调动载空心送料主轴结构。
【背景技术】
[0002]在铝铸造生产工艺中，铝熔体的温度为710°C，熔铝炉/保温炉的炉内氛围温度可以达到1000°c以上，这种高温对在炉前作业的设备而言都是一种严峻的考验，通常情况下，炉内精炼除气机的主轴前端联轴器位置会达到200~300°C左右，即使有降温冷却保障，靠近炉门一端的轴承部位也会超过100°C，常温下可靠的轴承支承方式，在高温下可能因为热变形而失效，进而妨碍设备的正常运转，直接影响铸造生产；同时，炉内精炼除气机配备的主轴的外形设计因素，其共振转速常会出现在某个工作转速区间范围内，造成系统共振，影响精炼效果。
[0003]现有技术，如《机械设计手册》一书，虽然提供了多种轴支承结构，但均难以完全适合炉内精炼除气机所需的主轴结构要求，容易出现多种问题:1)机构前端靠近热源，前部轴承位易受热膨胀甚至卡死；2)刚性主轴共振频率位于工作转速区间内，容易造成系统共振。另外，国外类似产品主轴采用全316L不锈钢材料制作，虽保证了主轴自身不会被精炼剂腐蚀，但成本高昂，加工难度较大。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种在预设工作温度下长时间稳定转动，有效控制共振频率，防止系统因共振原因过早损环的可调动载空心送料主轴结构。
[0005]本发明的可调动载空心`送料主轴结构，包括主轴和主轴箱机构，所述主轴箱机构包括主轴箱以及分别设置并密封在所述主轴箱前端和后端的前轴承装置和后轴承装置，所述主轴的中部和尾端分别通过所述前轴承装置和后轴承装置与所述主轴箱转动相连，所述主轴上位于所述前轴承装置和后轴承装置之间还设置有动载盘，所述动载盘在所述主轴上沿轴向相对移动。
[0006]进一步的，所述前轴承装置与所述主轴前端的距离为H1，所述前轴承装置与后轴承装置的间距为H，所述H1与H之比大于0.85并小于I。
[0007]进一步的，所述主轴的轴心处沿轴向设置有贯穿整根主轴的通孔，所述通孔内设置有内嵌式的中心输送管，所述主轴的尾端设置有与所述中心输送管相通的旋转接头。
[0008]进一步的，所述中心输送管为316L不锈钢材质中心输送管，主轴为304不锈钢材质主轴。
[0009]进一步的，所述前轴承装置包括设置在主轴上的前轴承、固定前轴承的前圆螺母、以及连接在主轴箱上并分别位于前轴承前端侧与尾端侧的前端罩和前封盖，所述主轴、前轴承、前端罩、前封盖与主轴箱密封为前油池，所述主轴箱上设置有与前油池相通的送油□。[0010]进一步的，所述后轴承装置包括设置在主轴上的后轴承、固定后轴承的后圆螺母、以及连接在主轴箱上并分别位于后轴承前端侧与尾端侧的后封盖和后端罩，所述主轴、后轴承、后端罩、后封盖与主轴箱密封为后油池，所述主轴箱上设置有与后油池相通的送油嘴。
[0011 ] 进一步的，所述主轴的尾端设置有同步带传动机构。
[0012]进一步的，所述主轴的尾端连接有与中心输送管相连通的旋转接头。
[0013]进一步的，所述主轴箱上还设置有用于实现止转目的的制动装置。[0014]与现有技术相比本发明的有益效果为:本发明的可调动载空心送料主轴结构是炉内精炼除气机的主要部件，具有如下优势:1)为主电机和负载间提供可靠连接，传递动力及扭矩，使主轴/联轴器系统在超过300°c的高温环境下维持最高500RPM的稳定转速，并控制石墨杆甩动，降低铝液面翻腾；2)有效控制共振频率，防止系统因共振原因过早损环；3)主轴本体为304不锈钢，只有接触精炼剂的中心输送管才使用316L耐腐蚀不锈钢制作，在不影响使用性能的前提下有效降低成本；4)如果出现精炼剂受潮堵塞现象，或者需要更换其他种类的精炼剂甚至改用氯气精炼，可以在不更换主轴的前提下维修或更换中心输送管，以降低维护运营成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0017]如图1所示，本发明的可调动载空心送料主轴结构，包括主轴11和主轴箱机构，主轴箱机构包括主轴箱2以及分别设置并密封在主轴箱2前端和后端的前轴承装置和后轴承装置，主轴的中部和尾端分别通过前轴承装置和后轴承装置与主轴箱转动相连；前轴承装置包括设置在主轴上的前轴承12、固定前轴承的前圆螺母13、以及连接在主轴箱2上并分别位于前轴承12前端侧与尾端侧的前端罩I和前封盖4,主轴11、前轴承12、前端罩1、前封盖4与主轴箱2密封为前油池，主轴箱2上设置有与前油池相通的送油口 3，送油口 3通过铜管与外置循环泵油机构相连；后轴承装置包括设置在主轴上的后轴承16、固定后轴承的后圆螺母17、以及连接在主轴箱2上并分别位于后轴承16前端侧与尾端侧的后封盖5和后端罩7，王轴11、后轴承16、后端罩7、后封盖5与王轴箱2 S封为后油池，王轴箱2上设置有与后油池相通的送油嘴6 ;主轴11上位于前轴承装置和后轴承装置之间还设置有动载盘14，动载盘14在主轴11上沿轴向相对移动；前轴承装置与主轴前端的距离为H1，前轴承装置与后轴承装置的间距为IH1与H之比大于0.85并小于I ;主轴11的轴心处沿轴向设置有贯穿整根主轴的通孔，通孔内设置有内嵌式的中心输送管10，主轴的尾端设置有与中心输送管10相通的旋转接头9 ;主轴的尾端设置有同步带传动机构8 ;主轴箱2上还配备有制动装置15，配合主轴11上的制动片实现止转目的并提供相应的安全保障。
[0018]安装时，旋转接头、前轴承、前圆螺母、后轴承、后圆螺母预先依次安装在主轴上，中心输送管嵌入到贯穿主轴轴心的通孔中，主轴从左向右单向装入主轴箱中，后部安装同步带传动机构，动载盘和制动片最后安装在王轴上。
[0019]主轴机构正常工作时，依照炉膛倾角，主轴中线与水平线成15_35°的倾角，以方便将石墨杆伸入铝熔体中进行精炼除气作业。主轴前伸Hl与轴承间距H之比
0.85〈氏:H〈l，以防止前端悬臂过长引起的挠性甩动；同时尽量延长轴承到热源的距离，避免热传导导致前轴承过热而失效。
[0020]主轴采用304不锈钢材质，前端设置有大直径法兰，主轴箱用优质碳钢板拼焊车制，且不采用常规对半剖切设计而采用紧凑直孔型设计，主轴(含轴承及圆螺母)可自左向右单向装入主轴箱中，通过后封盖上的定位台阶稳固地将主轴轴向固定在主轴箱的设定位置，后端用后端罩锁紧；为了安装方便，可以使前轴承外圈OD1直径大于后轴承外圈直径Φ?2。前后各轴承的内圈与主轴相应轴段间采用过盈配合，需采用热油加温方式安装到主轴上，外圈与主轴座孔位采用间隙配合，前轴承可在其安装腔室内沿随主轴小范围自由轴向移动。整个机构构成固定/游动的主轴支承机构。如图1所示，前端罩、主轴箱、送油口、前封盖与主轴一起共同形成一个封闭油仓，A处连接外置循环泵油机构并用铜管连接远离热源，通过送油口在前轴承室内形成油池，以润滑并冷却前轴承，送油嘴由于远离热源，可直接泵入润滑脂采用脂润滑。
[0021]炉内精炼除气机需求的工艺转速范围一般为0-500RPM，而根据实际使用需求设计的刚性轴的共振转速往往就在这一范围内(一般为300-330RPM)，故在主轴上设计有动载盘，通过调整动载盘与前轴承的间距h的大小，改变该轴段主轴的当量直径，进而相对改变主轴的转动惯量，最终改变主轴的共振转速，使其不在工艺转速值点上，以防止整机进入共振状态，造成不可预料的后果。
[0022]炉内精炼除气机进行精炼作业时，必须将定量的精炼剂，通过一定压力的惰性气体(氩气或者氮气)推送到铝熔体内，一般精炼剂主要成分是氯盐，对金属有较强的氧化腐蚀作用。内嵌式中心输送管采用耐腐蚀的316L不锈钢材质制作，通过主轴前后端的嵌入机构嵌入其贯穿全轴的 中心通孔中，并连接主轴后端的旋转接头。气力输送的精炼剂粉料即可通过旋转接头_>中心输送管_>石墨杆中心孔的路径顺利进入到炉内的铝熔体中。如果出现精炼剂受潮堵塞现象，或者需要更换其他种类的精炼剂甚至改用氯气精炼，可以在不更换主轴的前提下维修或更换中心输送管，以降低维护运营成本。
[0023]炉内精炼除气机在进行设备维护时，如进行联轴器与主轴拆装时，需要主轴禁止转动，此时闭合制动装置，将主轴固定住；若整机断电维护而制动装置无法工作时，还可通过扳手加持K处的扳手位对主轴进行止转。炉内精炼除气机在任何工作状态，出现异常时，可通过制动装置进行紧急停车，同时联动关闭主电机及其他装置，限制事故的发生。
[0024]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种可调动载空心送料主轴结构,其特征在于,包括主轴和主轴箱机构,所述主轴箱机构包括主轴箱以及分别设置并密封在主轴箱前、后端的前轴承装置和后轴承装置，所述主轴在相应的轴承位通过前轴承装置和后轴承装置与主轴箱构成支承结构，所述主轴上位于前轴承装置和后轴承装置之间设置有动载盘，所述动载盘在主轴上沿轴向相对移动。
2.如权利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述前轴承装置与所述主轴前端的距离为H1，所述前轴承装置与后轴承装置的间距为H，所述H1与H之比大于0.85并小于I。
3.如权利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构,其特征在于,所述主轴的轴心处沿轴向设置有贯穿整根主轴的通孔，所述通孔内设置有内嵌式的中心输送管，所述主轴的尾端设置有与所述中心输送管相通的旋转接头。
4.如权利要求3所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述中心输送管为316L不锈钢材质中心输送管，主轴为304不锈钢材质主轴。
5.如权利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述前轴承装置包括设置在主轴上的前轴承、固定前轴承的前圆螺母、以及连接在主轴箱上并分别位于前轴承前端侧与尾端侧的前端罩和前封盖，所述主轴、前轴承、前端罩、前封盖与主轴箱密封为前油池，所述主轴箱上设置有与前油池相通的送油口。
6.如权利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述后轴承装置包括设置在主轴上的后轴承、固定后轴承的后圆螺母、以及连接在主轴箱上并分别位于后轴承前端侧与尾端侧的后封盖和后端罩，所述主轴、后轴承、后端罩、后封盖与主轴箱密封为后油池，所述主轴箱上设置有与后油池相通的送油嘴。
7.如权利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述主轴的尾端设置有同步带传动机构。
8.如权 利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述主轴的尾端连接有与中心输送管相连通的旋转接头。
9.如权利要求1所述的可调动载空心送料主轴结构，其特征在于，所述主轴箱上还设置有用于实现止转目的的制动装置。
【文档编号】C22B9/10GK103866136SQ201410058109
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】李新春, 黄谦 申请人:南宁艾德机械工程有限公司