一种可实现平移和旋转运动的新型密封装置的制作方法

1.本发明属于密封结构领域，具体涉及一种可实现平移和旋转运动的密封装置。


背景技术：

2.密封从总体上可分为静密封和动密封两类，其中动密封按运动方式可分为旋转密封和往复密封两种基本类型；按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，又可分为接触式密封和非接触式密封两种基本类型。
3.在现有技术条件下，密封件和被密封零件之间可以实现在旋转运动或直线往复运动方式下的接触式密封，但是还没有能够实现在旋转运动和平移运动条件下的接触式复合动密封方式。现在某检测设备需要解决在真空度大约0.5mpa环境下，用检测装置来测量工件，并且在测量过程中，检测装置需要实现在x-y平面内沿x轴和y轴的移动，以及在x轴和y轴处于有效行程范围内的任意位置可绕z轴（c轴）的回转运动，从而满足对工件的测量需求。这就需要一种新型的接触式动密封装置，能够满足设备运动和密封的需求，并且在运动过程中保证被测工件一直处于真空度大约在0.5mpa的环境中。


技术实现要素：

4.本发明提供一种可实现平移和旋转运动的新型密封装置，其目的是解决现有技术的缺点，可让平移/转动盘实现在x-y平面内沿x轴、y轴移动，以及在x轴、y轴有效行程移动范围内的任一点绕z轴的作回转运动同时，实现对负压腔的密封要求，从而满足测量装置在一定真空度环境下对被测工件的检测。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可实现平移和旋转运动的新型密封装置，其特征在于：x-y数控工作台和数控回转台固连；平动/回转轴固定安装在数控回转台上；检测装置安装在平动/回转轴上；密封装置盖板固设在密封装置支承座上方；被测工件固设在密封装置盖板上方；被测工件、密封装置盖板、平移/转动盘组成负压腔；密封装置支承座具有由大直径圆柱孔和小直径圆柱孔构成的二阶通孔；平移/转动盘为一个圆柱盘，位于大直径圆柱孔中；平移/转动盘下表面的环形槽中装有碳纤维盘根用于平移/转动盘和大直径圆柱孔的底面之间的密封；平动/回转轴穿过密封装置支承座的二阶通孔、平移/转动盘的中心通孔、密封装置盖板的中心通孔后，平动/回转轴的上端伸入负压腔，检测装置位于负压腔内；密封装置盖板和被测工件之间、密封装置支承座和密封装置盖板之间、平移/转动盘和平动/回转轴之间分别以o型密封圈密封。
6.在平移/转动盘的下端通过胶粘安装有聚四氟乙烯塑料板，聚四氟乙烯塑料板接触大直径圆柱孔的底面；碳纤维盘根安装在聚四氟乙烯板的环形槽中；平动/回转轴穿过聚四氟乙烯塑料板的通孔。
7.平移/转动盘和大直径圆柱孔的接触面间隙中加注有锂基润滑脂。
8.平动/回转轴在平移/转动盘下方位置安装有下圆螺母，平动/回转轴在下圆螺母的上方套设有下平垫片，平动/回转轴上安装有下调节弹簧，下调节弹簧的上端顶抵在平移/转动盘的下表面，下端顶抵在下平垫片的上表面；平动/回转轴在平移/转动盘上方位置安装有两个上圆螺母，平动/回转轴在上圆螺母的下方套设有上平垫片，平动/回转轴上安装有上调节弹簧，上调节弹簧的上端顶抵在上平垫片的下表面，下端顶抵在平移/转动盘的上表面。
9.上圆螺母、下圆螺母分别是两个，以利于调好上、下调节弹簧后实现自锁。
10.上调节弹簧的刚度大于下调节弹簧的刚度。
11.有益效果：本发明采用平移/转动盘、调节弹簧以及多个密封原件的组合结构，可让平移/转动盘实现在x-y平面内沿x轴、y轴移动，以及在x轴、y轴移动范围内（有效行程）的任一点绕z轴的作回转运动同时，实现对负压腔的密封要求，从而满足测量装置在一定真空度环境下对被测工件的检测。
附图说明
12.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
13.图1为本发明剖视图。
具体实施方式
14.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。
15.需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间 可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连 接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、
ꢀ“
下”、“内”、“外”、“底部”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。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
16.如图1所示：x-y数控工作台1提供在x-y平面内沿x轴、y轴移动，数控回转台2提供绕z轴回转运动，x-y数控工作台1和数控回转台2通过定位和联接零件连成一体。
17.平动/回转轴3安装在数控回转台2上，通过螺钉和轴下端定位圆柱面与数控回转台2连接在一起，那么在x-y数控工作台1和数控回转台2作平移和回转运动时，平动/回转轴
3也会有相应的运动。
18.检测装置11通过检测装置支架12安装在平动/回转轴3的上端，平动/回转轴3会带动检测装置11作平移和回转运动，以完成相应的检测动作。
19.密封装置支承座5以螺钉固设在机架4上方。
20.密封装置盖板7以螺钉固设在密封装置支承座5上方。
21.被测工件8以螺钉固设在密封装置盖板7上方。
22.被测工件8、密封装置盖板7、平移/转动盘17组成负压腔100。
23.其中被测工件8上的抽气孔10用于抽取负压腔100中的空气以形成一定的真空度。
24.密封装置支承座5具有由大直径圆柱孔51和小直径圆柱孔52构成的二阶通孔。
25.平移/转动盘17为一个圆柱盘，位于密封装置支承座5的大直径圆柱孔51中，可在密封装置支承座5的大直径圆柱孔51中作平移运动，x轴和y轴的最大行程为2h（平移/转动盘17与大直径圆柱孔51的直径差）。另外，由于两者均为圆柱形结构，所以平移/转动盘17在其有效行程范围内的任一点均可绕z轴作回转运动。
26.在平移/转动盘17的下端通过胶粘安装有聚四氟乙烯塑料板19，聚四氟乙烯塑料板19接触大直径圆柱孔51的底面，目的是为了减少平移/转动盘17在大直径圆柱孔51中运动的阻力。
27.平移/转动盘17下表面加工有2条环形槽，槽中分别装有碳纤维盘根18(密封元件），碳纤维盘根18也穿过聚四氟乙烯塑料板19上的环形通孔，碳纤维盘根18用于平移/转动盘17和大直径圆柱孔51的底面之间的密封，以实现平移/转动盘17在移动和回转时均能将负压腔100与常压部分分隔开，实现密封的目的。工作时需要在平移/转动盘17和大直径圆柱孔51的间隙中加注一定量的锂基润滑脂，这样平移/转动盘17运动时阻力更小，密封效果更好。
28.平动/回转轴3穿过密封装置支承座5的由大直径圆柱孔51和小直径圆柱孔52构成的二阶通孔、平移/转动盘17的中心通孔、聚四氟乙烯塑料板19的中心通孔、密封装置盖板7的中心通孔71后，平动/回转轴3的上端伸入负压腔100，检测装置11位于负压腔100内。
29.o型密封圈9用于密封装置盖板7和被测工件8之间的密封。
30.o型密封圈6用于密封装置支承座5和密封装置盖板7之间的密封。
31.o型密封圈16用于平移/转动盘17和平动/回转轴3之间的密封，由于o型密封圈16和平移/转动盘17以及平动/回转轴3之间有较大的过盈量，而平移/转动盘17工作时负载较小，所以平动/回转轴3运动时平移/转动盘17也会随之运动。
32.平动/回转轴3在聚四氟乙烯塑料板19下方位置安装有两个下圆螺母22，平动/回转轴3上套设有下平垫片21，下平垫片21位于下圆螺母22上方，平动/回转轴3上安装有下调节弹簧20，下调节弹簧20的上端顶抵在聚四氟乙烯塑料板19的下表面，下端顶抵在下平垫片21的上表面。
33.平动/回转轴3在平移/转动盘17上方位置安装有两个上圆螺母13，平动/回转轴3上套设有上平垫片14，上平垫片14位于上圆螺母13下方，平动/回转轴3上安装有上调节弹簧15，上调节弹簧15的上端顶抵在上平垫片14的下表面，下端顶抵在平移/转动盘17的上表面。
34.负压腔100有一定的真空度，工作时在平移/转动盘17重力和外部大气压压差的综
合作用下平移/转动盘17会受到一个向上的合力，在这里向下调节上圆螺母13位置，通过上平垫片14压缩上调节弹簧15，使作用在平移/转动盘17上的合力向下，将平移/转动盘17上的碳纤维盘根18以以一定压力压在大直径圆柱孔51的底面上，从而使平移/转动盘17完成在移动和转动中的将负压腔100与常压部分隔开。
35.在测量被测工件8过程中，如果作用在平移/转动盘17上向下的合力过大，将会导致平移/转动盘17在运动过程中阻力过大，这时可以向上调节下圆螺母22位置，通过下平垫片21压缩下调节弹簧20，使作用平移/转动盘17上的向下合力减少，从而减小平移/转动盘17在运动过程中的阻力。
36.在结构中上圆螺母13、下圆螺母22都分别是两个，是为了保证调节后上调节弹簧15、下调节弹簧20弹力不发生变动。另外，为了便于调节平移/转动盘17合力大小，上调节弹簧15的刚度应大于下调节弹簧20的刚度。
37.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。