一种真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置

技术领域

本发明涉及真空铸造领域，特别地，涉及一种真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置。

背景技术

真空铸造炉熔炼室的底部有装载铸造坩埚的托盘升降机构，托盘升降机构的关键件是托盘下方的升降主轴，该升降主轴推动托盘在熔炼室腔以及上部的铸造室腔做直线运动，按照工艺路线完成真空铸造炉的铸造工作。

由于升降主轴升降动作频繁，且真空铸造炉熔炼室内温度较高，粉尘弥漫严重，主轴工作环境较为恶劣，熔炼室内在主轴位置的真空泄漏是真空铸造炉常见的真空泄漏故障点。

真空铸造炉熔炼室的主轴真空泄漏将会对真空铸造工作产生严重影响。例如，金属流动充型性能、成形缺陷、金相组织、力学性能等方面均会与既定的铸造工艺参数有差异，导致真空铸造质量不佳，产品合格率低的问题。

另外，由于真空铸造炉熔炼室壁为多层结构，每层厚度约为3至5毫米，其多层结构中有冷却水降温系统，故不能在熔炼室内打孔攻丝，以防止冷却水系统泄漏损坏。

发明内容

本发明提供了一种真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置，以解决现有的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置，包括：

基座，可拆卸地安装设置在熔炼室底部的主轴导向座上，中心设置有供主轴穿过的阶梯通孔；

所述阶梯通孔内的台阶部由下至上依次层叠地设置有与所述主轴相配合的第二Y型密封圈、过油环、第一Y型密封圈、环形的顶板、J型密封圈，所述基座的上端面通过紧固螺钉可拆卸地连接设置有与所述台阶部共同限制第二Y型密封圈、过油环、第一Y型密封圈、顶板、J型密封圈轴向位置的环形压盖；

所述基座侧面贯彻设置有向过油环注油的注油孔，所述基座的下端面设置有与所述主轴导向座上的凸台密封配合的密封圈。

进一步地，所述过油环的内、外则圆柱面分别沿周向设置有横截面形状为梯形的外侧布油槽和内侧布油槽，所述外侧布油槽和内侧布油槽的开口朝向相反且槽底宽度均大于槽口宽度，同时，所述过油环沿周向贯穿设置有若干连通所述外侧布油槽和内侧布油槽的导油孔。

进一步地，所述注油孔的直径为所述导油孔的直径1.5～2倍。

进一步地，所述导油孔的直径为梯形空腔底边和顶边尺寸之和的一半，所述导油孔近地端与注油孔近地端高度一致。

进一步地，所述外侧布油槽和内侧布油槽的槽底宽度是槽口宽度的1.5～2倍。

进一步地，所述外侧布油槽和内侧布油槽的深度为所述过油环内、外半径差的1/4～1/5。

进一步地，所述过油环的内孔与所述主轴的间隙为1～2mm。

进一步地，所述密封圈的材料为耐200℃的SMC材质，厚度为3～6mm。

进一步地，所述第一Y型密封圈和第二Y型密封圈的内孔与主轴采用0.15～0.2mm的过盈配合，所述第一Y型密封圈和第二Y型密封圈的外周壁与所述基座的阶梯通孔采用0.03～0.05mm的间隙配合。

进一步地，还包括数量相同的螺母座和连接螺杆，所述螺母座沿周向均匀固定设置在所述主轴导向座上；所述基座的外圆柱面沿径向外凸地设置有环形凸台，所述环形凸台上沿周向均匀设置有与连接螺杆数量一致的连接通孔，各连接螺杆分别穿过连接通孔与对应的螺母座螺纹连接。

本申请具有以下有益效果：

本申请提供的真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置，包括可拆卸地安装设置在熔炼室底部的主轴导向座上的基座，基座中心设置有供主轴穿过的阶梯通孔；所述阶梯通孔内的台阶部由下至上依次层叠地设置有与所述主轴相配合的第二Y型密封圈、过油环、第一Y型密封圈、环形的顶板、J型密封圈，所述基座的上端面通过紧固螺钉可拆卸地连接设置有与所述台阶部共同限制第二Y型密封圈、过油环、第一Y型密封圈、顶板、J型密封圈轴向位置的环形压盖；所述基座侧面贯彻设置有向过油环注油的注油孔，所述基座的下端面设置有与所述主轴导向座上的凸台密封配合的密封圈。本申请与原有主轴导向座相配合，利用各类型密封圈进行全方位的径向和端面密封，在真空铸造炉工作时有效防止主轴在熔炼室内发生真空泄漏，对原真空炉熔炼室不产生机械干涉及其他影响；便于安装和维护，且便于更换易损的附件，安全可靠、经济耐用，从而有效保障真空铸造质量，提高产品合格率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的真空防泄漏装置的俯视示意图；

图2是图1中A-A处剖视示意图。

图3是图1中B-B处剖视示意图。

图4是本发明优选实施例的真空防泄漏装置的立体示意图。

图5是本发明优选实施例的过油环主视示意图。

图6是图5中E-E向剖视示意图。

图7是图6中F-F向剖视示意图。

图8是本发明优选实施例的基座俯视示意图。

图9是图8中C-C向剖视示意图。

图10是图8中D-D向剖视示意图。

图中所示：1、紧固螺钉；2、压盖；3、J型密封圈；4、顶板；5、第一Y型密封圈；6、过油环；61、导油孔；62、外侧布油槽；63、内侧布油槽；7、第二Y型密封圈；8、基座；81、连接通孔；82、螺纹孔；83、阶梯通孔；84、注油孔；85、密封圈安装部；9、密封圈；10、连接螺杆；11、螺母座；12、堵头螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1至图4，本发明的优选实施例提供了一种真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置，包括：

基座8，可拆卸地安装设置在熔炼室底部的主轴导向座上，中心设置有供主轴穿过的阶梯通孔83；

所述阶梯通孔83内的台阶部由下至上依次层叠地设置有与所述主轴相配合的第二Y型密封圈7、过油环6、第一Y型密封圈5、环形的顶板4、J型密封圈3，所述基座8的上端面通过紧固螺钉1可拆卸地连接设置有与所述台阶部共同限制第二Y型密封圈7、过油环6、第一Y型密封圈5、顶板4、J型密封圈3轴向位置的环形压盖2；

所述基座8侧面贯彻设置有向过油环6注油的注油孔84，所述基座8的下端面设置有与所述主轴导向座上的凸台密封配合的密封圈9。

本实施例提供的真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置，包括可拆卸地安装设置在熔炼室底部的主轴导向座上的基座8，所述基座8中心设置有供主轴穿过的阶梯通孔83；所述阶梯通孔83内的台阶部由下至上依次层叠地设置有与所述主轴相配合的第二Y型密封圈7、过油环6、第一Y型密封圈5、环形的顶板4、J型密封圈3，所述基座8的上端面通过紧固螺钉1可拆卸地连接设置有与所述台阶部共同限制第二Y型密封圈7、过油环6、第一Y型密封圈5、环形的顶板4、J型密封圈3轴向位置的环形压盖2；所述基座8侧面贯彻设置有向过油环6注油的注油孔84，所述基座8的下端面设置有与所述主轴导向座上的凸台密封配合的密封圈9。

本实施例的真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏装置上下设置两个Y型密封圈，使主轴的动密封更加科学可靠，两个Y型密封圈工作时需要油润，本实施例在基座8上设置注油孔84实现加油，同时，利用过油环6实现导油和储油，减少注油频率，保证油润能够均匀分布在两个Y型密封圈的工作面，同时，由于所述过油环6设置在第二Y型密封圈7和第一Y型密封圈5之间，上下两端面平整光滑，分别支撑着第二Y型密封圈7和第一Y型密封圈5，因此还起到支撑两Y型密封圈、防止两Y型密封圈变形的作用，从而进一步提升本装置的整体密封效果和耐久性、可靠性。J型密封圈3主要起到防尘防渣的作用，熔炼室内金属粉尘弥漫严重，该结构可以有效防止金属粉尘进入本装置，破坏本装置的结构，影响装置的功能。压盖2主要起到压紧J型密封圈3的作用，其上均布的安装孔，基座8的上端面设置有螺纹孔，通过将紧固螺钉1旋入螺纹孔，可以将压盖2固定锁紧在基座8的上端面，使第二Y型密封圈7、过油环6、第一Y型密封圈5、环形的顶板4、J型密封圈3保持稳定的相对位置。

所述顶板4为环形钢圈结构，下端面压住第一Y型密封圈5，上端面顶住J型密封圈3，主要起到支撑压紧作用，防止第一Y型密封圈5与J型密封圈3两处软性材料的部件因直接接触起不到密封作用。同时，顶板也起到了隔离作用，当主轴升降运动时，Y型密封圈会产生一定的形变，此时需要通过上下侧金属结构将其压紧，防止Y型密封圈跟随主轴上下串动，才能起到密封的效果，因此不能与J型密封圈3两处软性材料直接接触。

本实施例的装置在使用时安装于与主轴配合的主轴导向座位置，主轴导向座贯穿设置有主轴导向孔，装置内部主要依靠两个Y型密封圈与上下运动的主轴形成动密封，底部依靠SMC材质塑料板密封圈9与所述主轴导向座上的凸台端面密封，从而起到防止熔炼室主轴真空泄漏的作用。需要注意的是，本装置在安装时，需要先将主轴上的托盘拆除，主轴表面清理干净，本装置安装好后，再将托盘复装。

本实施例与原有主轴导向座相配合，利用各类型密封圈进行全方位的径向和端面密封，在真空铸造炉工作时有效防止主轴在熔炼室内发生真空泄漏，对原真空炉熔炼室不产生机械干涉及其他影响；便于安装和维护，且便于更换易损的附件，安全可靠、经济耐用，从而有效保障真空铸造质量，提高产品合格率。

如图5至7所示，在本申请的优选实施例中，所述过油环6的内、外则圆柱面分别沿周向设置有横截面形状为梯形的外侧布油槽62和内侧布油槽63，所述外侧布油槽62和内侧布油槽63的开口朝向相反且槽底宽度均大于槽口宽度，同时，所述过油环6沿周向贯穿设置有十六个连通所述外侧布油槽62和内侧布油槽63的导油孔61。

本实施例中，过油环6是本装置的一个重要组件，采用不锈钢材质制成，主要起到储油并油润Y型密封圈等结构的作用。所述过油环6整体为环形结构，周向均布导油孔61，利于油液的导流。所述过油环6上的导油孔61刚好与所述基座8侧面贯彻设置的注油孔84相匹配，便于维护加油时，使油液能更方便导入装置内部。

另外，本实施例的所述过油环6的内、外则圆柱面分别沿周向设置有横截面形状为梯形的外侧布油槽62和内侧布油槽63，所述外侧布油槽62和内侧布油槽63的开口朝向相反且槽底宽度均大于槽口宽度，也就是说，所述外侧布油槽62的槽口朝向远离过油环6中心，而且槽口宽度小于槽底宽度，而内侧布油槽63的槽口朝向与外侧布油槽62相反，其朝向过油环6的中心，而且槽口宽度小于槽底宽度，外侧布油槽62和内侧布油槽63就像两个内部大口子小的收口容器一样，当油液导入过油环6时，这种结构可以利于油液的储存，既可以存储更多的油液，增加了储油量，同时，润滑过程中，梯形收口结构还可以一定程度上控制油液的流出速度，起到一定的节流作用，从而延长注油后润滑的时长，节约油液，减少注油频率，降低用油成本，达到细水长流的效果。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述注油孔84的直径为所述导油孔61的直径1.5～2倍，其好处是：在满足较快的注油速度的前提下，减少了装置堵头位置的真空泄漏，在注油速度和装置泄漏一对矛盾点上取一个相对平衡点。该装置是安装在真空环境中，主要是起到防止主轴真空泄漏的作用，若采用较大的注油孔84，则有可能在注油孔84位置产生较大真空泄漏的隐患，使本装置发挥不出应有的作用。若注油孔84的直径过小，油液注入速度较慢，装置真空泄漏较小；若注油孔84的直径过大，油液注入速度快，装置真空泄漏隐患较大。因此，1.5～2倍的尺寸经过试验，在本装置的平衡效果较好。

注油孔84为螺纹孔，同时设置有与之配合的堵头螺钉12，当需要加油时卸掉堵头螺钉12，平时则将堵头螺钉12旋入所述注油孔84，处于螺纹密封锁紧状态。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述导油孔61的直径为梯形空腔底边和顶边尺寸之和的一半，所述导油孔61近地端与注油孔84近地端高度一致，其好处是：

一，有利于油液从注油孔84流入外侧圆柱面的梯形空腔内时，可以顺利通过导油孔61，再流入内侧圆柱面梯形空腔内；二，有利于加注油时从注油孔84是否漫出油，来确定油液加注量已经足够，可以停止加注油。

若导油孔61高度高于注油孔84，则加油时可能导致油液高度已经平齐注油孔84时，油液还无法顺利通过导油孔61流入内侧圆柱面梯形空腔内，不满足导油功能。

若导油孔61高度低于注油孔84，则有可能产生油液注入过多，油液充满内、外圆柱面的梯形空腔，流入下方的其他结构。而此时却无法从注油孔84观察到油液是否加注充足的特征。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述外侧布油槽62和内侧布油槽63的槽底宽度是槽口宽度的1.5～2倍，本实施例中外侧布油槽62和内侧布油槽63的槽底宽度是槽口宽度的1.5～2倍，其好处主要包括：

一，当油液从注油孔84注入时，让油液沿着梯形边的坡度更迅速流入外圆柱面梯形空腔，加快注油速度；

二，可以增大储油容积，让装置获得充分的油封效果，同时也减少了注油频率；

三，圆环形结构内外圆柱面上槽结构加工不太方便，设计成该结构一定程度上降低了机械加工难度。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述外侧布油槽62和内侧布油槽63的深度为所述过油环6内、外半径差的1/4～1/5，从而既能够保证外侧布油槽62和内侧布油槽63有足够的储油容积，减少注油频率，同时还确保过油环6有足够的结构强度，避免使用过程中出现过度变形，也就是说，本实施例在满足足够大的储油容积前提下，同时满足强度要求，减少装置在高温、真空的极端工作环境中由于强度不够产生形变，从而导致装置失效的情形发生。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述过油环6的内孔与所述主轴的间隙为1～2mm。为了提高油封效果，本实施例的所述过油环6内孔与所述主轴之间的间隙仅为1～2mm，对过油环的装配要求较高。

具体地，在本申请的优选实施例中，还包括六个螺母座11和六个连接螺杆10，所述螺母座11沿周向均匀焊接固定设置在主轴导向座上；所述基座8的外圆柱面沿径向外凸地设置有环形凸台，所述环形凸台上沿周向均匀设置有与连接螺杆10数量一致的连接通孔81，各连接螺杆10分别穿过连接通孔81与对应的螺母座11螺纹连接，拧紧各连接螺杆10后，整个基座8将被牢牢锁定在主轴导向座上，此时，基座8底面的密封圈安装部85则通过密封圈9与主轴导向座的凸台上端面压紧密封，螺母座11和连接螺杆10使基座8安装拆卸更方便、更牢固可靠。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述密封圈9的材料为耐200℃的SMC材质，厚度为3～6mm。密封圈9采用SMC材质的塑料制成环状结构，置于基座8的底部，通过螺母座11和连接螺杆10的锁紧，使本装置与熔炼室的主轴导向座的光滑凸台上端面实现端面密封。由于熔炼室内粉尘弥漫严重，室内最高温度为熔融金属约1200℃，室内环境温度约为300℃，但是光滑凸台结构内设有水冷却管，因此本实施例的密封圈9的SMC材质可选用耐200℃高温即可，厚度设置为5mm。

具体地，在本申请的优选实施例中，所述第一Y型密封圈5和第二Y型密封圈7的内孔与主轴采用0.15～0.2mm的过盈配合，所述第一Y型密封圈5和第二Y型密封圈7的外周壁与所述基座8的阶梯通孔83采用0.03～0.05mm的间隙配合。

本申请的装置实用性较强，操作及设备管理简单便捷，后期维护简单，本申请的装置除了适用于真空铸造炉熔炼室主轴真空防泄漏，同样可适用于其他密封要求较高、真空度要求较高的设备进行相应工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。