热场环境下旋转轴的冷却问题.pdf

热杨境下旋转轴的玲却间题
口王跃刚□范凤仙
浙大圆正机电有限公司杭州310053
摘要:介绍的旋转轴冷却系统结构主要用于工作在热场环境下,它最大的特征在于,被冷却的轴虽然不断地在作
旋转运动,但处于旋转轴内部的整个水冷却系统可以静止不动,有利于进出水冷却系统的管路固定和连接,水密封性好。
该结构体积小,安装紧凑,进出水路线合理,冷却效果也很好。
关键词;旋转轴冷却系统热场冷却水水循环
中图分类号:TH133
文献标识码:B
文章编号:1000-4998(2012)04-0052-02
1问题的提出
在高温环境中长期运转的机械零件容易过早地变
小密封
形损坏,甚至烧毁,需要冷却降温,但具体到不同形状
的零件,它的冷却系统也相应的五花八门。在工作中碰
轴隔套
分流器管法兰
大密封阕
到了一个旋转轴的冷却难题,其工作环境是在热场中,
紫铜管
上半部分装在托盘体内,并带动高温的托盘旋转。由于
冷却管
空间狭窄,旋转轴附近和表面不易设置冷却系统,考虑
到轴芯部的散热问题,决定采取轴芯部冷却法。但旋转
冷却管兰
出水管接头
弯接
轴正常工作时是旋转的,要想将冷却水从它的下端送
头分
人轴芯部,既要考虑密封又要考虑循环,是有一定难度
流器
的,经过慎密考虑,采用了旋转轴冷却系统的特殊结
进水管
接头
2旋转轴冷却系统
▲图2冷却管组件
▲图3冷却接头组件
旋转轴冷却系统结构简图如图1所示,它主要包
括旋转轴、冷却管组件、冷却接头组件、内球端紧钉螺槽里,O型圈装在冷却管组件下部的O型槽中,介于旋
钉和O型圈,其中,冷却管组件的结构如图2所示,包转轴和冷却管组件之间。
括冷却管法兰、冷却管和轴隔套;冷却接头组件的结树
冷却管组件是个焊接件,有冷却管法兰、冷却管和
如图3所示,包括分流器管法兰、紫铜管、弯接头分流轴隔套焊接而成,冷却管与冷却管法兰对焊,三个轴隔
器、进水管接头、出水管接头、大密封圈和小密封型圈。套焊接在冷却管上部的外圆上,呈120°均布。
施转轴套装在冷却管组件的外面,冷却接头组件
冷却接头组件主要由分流器管法兰、紫铜管、弯接
的一端套装在冷却管组件的下端口,内球端紧钉螺钉头分流器等组成,紫铜管一端焊接分流器管法兰,一端
的一端在旋转轴中,另一端在冷却管组件下部的环形装弯接头分流器,在弯接头分流器的进出水口分别装
进水管接头和出水管接头,大
冷却管组件
旋转轴
冷却管组件冷却接头组件「密封圈装在弯接头分流器上,
台两个小婚型画套装在分施
0型圈
将旋转轴做成一个套筒
内球端紧钉螺钉
类零件,中心孔是个盲孔,在
▲图1旋转轴冷却系统结构简图
保证强度的情况下,尽量使其
收稿日期:2011年11月
壁厚滹而均匀,以达到散热的
2012/4
机被制造50卷第572期成N
效果。旋转轴套装在冷却管组件的外面,两者之间形成
一个空腔,为水循环提供通道。冷却管从旋转轴的内孔
冷却管
端口伸至内孔的底部,但不接触底部,在它们之间有足
够的空隙,以便从冷却管中来的冷却水在这里转向,沈
向旋转轴和冷却管组件形成的空腔中,进行对旋转轴
的冷却。三个内球端紧钉螺钉通过旋转轴上的安装孔,
旋转轴
装入冷却管法兰上的环形槽中,使其内球端顶在环形
曹的底径上,另一端还处在旋转轴上的安装孔中,起到
冷却管组件在旋转轴中的轴向定位,又不影响两者之
间的相对圆周运动。O型圈装在旋转轴和冷却管组件
的接触面间,使该面密封,保证旋转轴底部不漏水。冷
冷却管法兰
却管法兰相当于一个四通的接头,也是个套筒类零件,
分流器管法兰
中心孔上下是相通的,在其腰部有一对与中心孔相垂
小密封陶
直的孔,为回流水提供通道,在它的法兰一端的中心孔
上带有内螺纹,以便冷却接头组件旋入固冠,冷却接头
紫铜管
组件装在冷却管法兰的中心孔中,并与中心孔形成
0型圏
个空胫,为循环水流回弯接头分流器的出水口提供通
内球紧
道。分流器管法兰位于冷却接头组件的上部,是冷却水
钉螺钉
流入冷却管组件的出口,在它的外径上有两道环形槽,
用于装密封圈,使其与冷却管法兰内径接触面密封不
漏水。弯接头分流器在该冷却系统中是个枢组,它将进
大密封圈
水口进来的冷却水导入紫铜管中,将紫铜管外围的回
弯接头分流器
流水导入出水口使其从出水管接头流出。
3旋转轴冷却系统的工作原理
▲图4E处放大图
该冷却系统的工作原理如(E处放大)图4所示,水密封性好,可运用于周锢环境有局限的零件冷却上。
冷郝水沿箭头所指方向在旋转轴内循环,进行热交换,它最大的结构特征在于被冷却对象与冷却系统可作相
达到冷却的目的。当旋转轴处在热场中时,开启有一定对圆周运动,也就是被冷却的轴虽然不断地在旋转,但
水压的冷却水开关,使冷却水从进水管接头进入弯接处于旋转轴内部的整个水冷却系统可以静止不动,这
头分流器,经弯接头分流器和紫铜管,从分流器管法兰
点有利于进出水冷却系统的管路固定和连接,又为
中流出,经冷却管法兰的上出口流入冷却管,沿着冷却水路的密封奠定了基础。
管流至旋转轴顶端的育孔底部,冷却水在这里受到盲
(编辑小前)
孔底部锥面的阻挡,回旋转向,流人旋转轴和冷却筲组
会会会会会公公公会会公公会会会公会会へ会会公会会会な会ヘ公公会会会会公令.
件形成的空腔中,沿着旋转轴的内壁向下流,在这个过
程中冷却水与旋转轴进行着热交换,当逐渐变热的水
安微东海机床研发电液控制
)》))
流至旋转轴的下部,遇到冷却管法≌腰部的孔时,并从
八缸联动折弯机
中经过,流至冷却管法兰与冷却接头组件形成的空腔
内,沿着紫铜管的外径流到弯接头分流器内,经弯接头
东海机床电液控制八缸联动折弯机检验现场会近日
分流器分流至出水口,从出水管接头流出。具有一定水《在安徽东海机床制造有限公司举行。
压的冷却水不断地从进水管接头流进该结构,进行了
东海公司自主研发的3000t级八缸联动折弯机,创
热交换的热水不停地从出水管接头流出,通过流动的
新四缸联动为多缸同步,解决了加工板料的角度尺寸与直3
水,达到对旋转轴的冷却
线度的标准问题,保证折弯效果,在确保产品质量的情况
下降低了材料成本,折弯效果提高,原材料材质要求同比3
4结论
下降,提高了产品质量。公司是目前国内第三家、安徴首家3
旋转轴冷却系统在高温环境中的冷却效果已在生
具备生产大型机床能力的厂家,填补了安徽大型机床制造
产实际中得到了充分验证,它的主要特点是结构紧湊、业的空自。
东海)3
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N机被制造50卷第572期
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