電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置。所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)精簡且能穩(wěn)定輸出直線驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,包括絲杠、機(jī)座、轉(zhuǎn)子、螺母,轉(zhuǎn)子上固定設(shè)置有永磁體或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組,轉(zhuǎn)子為空心軸,所述轉(zhuǎn)子的一端套接有轉(zhuǎn)子軸承且所述轉(zhuǎn)子通過所述轉(zhuǎn)子軸承設(shè)置于機(jī)座上;螺母通過設(shè)置于螺母內(nèi)的滾柱與套接于螺母內(nèi)的絲杠螺紋配合連接,滾柱通過設(shè)置于端蓋及螺母內(nèi)的滾柱軸承設(shè)置于端蓋和螺母上,螺母通過螺母軸承設(shè)置于端蓋和殼體上,端蓋端面設(shè)置有刮油密封環(huán)及擋圈。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)精簡,可以應(yīng)用于需要輸出線性驅(qū)動(dòng)形式的場合。
【專利說明】電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域,尤其是一種電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的直線驅(qū)動(dòng)裝置有包括電動(dòng)推桿、液壓油缸、氣缸三種結(jié)構(gòu)形式。其中電動(dòng)推桿的基本組成為電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、絲杠副、推桿、缸體、控制器、驅(qū)動(dòng)器、限位開關(guān)、防塵罩、安裝配件、防轉(zhuǎn)裝置等部件構(gòu)成。電動(dòng)推桿有效行程短,剛性不好,傳動(dòng)效率低,成本偏高,實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),需要配備減速器,聯(lián)軸器等,增加了安裝空間的需求和制造成本,故障發(fā)生概率大多。而液壓油缸的主要缺點(diǎn)是液壓油缸工作過程較為復(fù)雜,需配備專門的油箱提供壓力油,同時(shí)存在潛在的油泄露,受溫度變化影響大(不宜在高溫或低溫下運(yùn)行),及后期維護(hù)成本高等問題,并且需要對液壓系統(tǒng)定期換油,從而大大增加了維護(hù)和檢修成本。另外的,氣缸的主要缺點(diǎn)是要使氣缸產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng),需配備專門的空氣壓縮機(jī)及閥門管路等,要提供持續(xù)的壓力還需配備儲(chǔ)氣罐,需要的安裝空間比較大,氣體產(chǎn)生的壓力比較小,一般不超過1.2MP,而且空氣的壓力會(huì)隨著管路的增長而下降,所以氣缸產(chǎn)生的直線推力比較小,行程和速度也不可精確控制。
實(shí)用新型內(nèi)容 [0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)精簡且能穩(wěn)定輸出直線驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,包括絲杠和內(nèi)部固定設(shè)置有定子繞組的機(jī)座,還包括設(shè)置于定子繞組內(nèi)的轉(zhuǎn)子、與轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子螺栓組固定連接的螺母、與所述轉(zhuǎn)子連接的編碼器、以及用于對轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的制動(dòng)器,轉(zhuǎn)子上固定設(shè)置有永磁體或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組,轉(zhuǎn)子為空心軸,所述轉(zhuǎn)子的一端套接有轉(zhuǎn)子軸承且所述轉(zhuǎn)子通過所述轉(zhuǎn)子軸承設(shè)置于機(jī)座上;
[0005]螺母通過設(shè)置于螺母內(nèi)的滾柱與套接于螺母內(nèi)的絲杠螺紋配合連接,滾柱通過設(shè)置于端蓋及螺母內(nèi)的滾柱軸承設(shè)置于端蓋和螺母上,螺母通過螺母軸承設(shè)置于端蓋和殼體上,端蓋端面設(shè)置有刮油密封環(huán)及擋圈。
[0006]進(jìn)一步的是,所述轉(zhuǎn)子外圓周上固定設(shè)置有永磁體或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組。
[0007]進(jìn)一步的是,所述轉(zhuǎn)子與螺母為一體的結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步的是,包括殼體,所述端蓋通過端蓋螺栓組可拆卸的設(shè)置于殼體上,殼體通過殼體螺栓組可拆卸的設(shè)置于機(jī)座上。
[0009]進(jìn)一步的是,所述絲杠為單頭螺紋軸或多頭螺紋軸。
[0010]進(jìn)一步的是,所述絲杠的螺紋牙形為60°牙形、90°牙形、矩形、梯形或齒矩形。
[0011]進(jìn)一步的是,包括由絲杠、滾柱及螺母構(gòu)成的行星滾柱絲杠副,所述行星滾柱絲杠副的結(jié)構(gòu)形式包括標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠副、組合式行星滾柱絲杠副、反向式行星滾柱絲杠畐O、循環(huán)式行星滾柱絲杠副、軸承式行星滾柱絲杠副或差動(dòng)式行星滾柱絲杠[0012]進(jìn)一步的是,所述螺母軸承為推力球軸承、推力圓柱滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承或組合式軸承。
[0013]進(jìn)一步的是,所述滾柱軸承為無內(nèi)圈滾針軸承、滾輪滾針軸承或沖壓外圈滾針軸承。
[0014]進(jìn)一步的是,定子繞組的級數(shù)為2?48級。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:定子繞組由三個(gè)完全相同的在空間相隔120度電角度的對稱繞組組成,接通三相對稱電源后,流過三相對稱電流。定子繞組產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子上永磁體或繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組所產(chǎn)生的磁場相互吸引,由于定子繞組產(chǎn)生的磁場是旋轉(zhuǎn)磁場,受電磁力的作用,轉(zhuǎn)子會(huì)跟隨磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),形成電磁轉(zhuǎn)矩。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),與所述轉(zhuǎn)子連接的螺母也會(huì)被驅(qū)動(dòng),在將機(jī)座及殼體固定好后,轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)形式即可通過絲杠副轉(zhuǎn)化為絲杠的直線運(yùn)動(dòng),至此,本實(shí)用新型即實(shí)現(xiàn)了將轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化為直線的線性運(yùn)動(dòng)形式。相反的,也可以通過相應(yīng)的措施使絲杠固定不轉(zhuǎn)動(dòng),通過電機(jī)轉(zhuǎn)子得電后的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),輔以機(jī)座與固定平面的鉸接,實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)座相對于絲杠的直線運(yùn)動(dòng)。另外的,與轉(zhuǎn)子連接的編碼器,是用于對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的檢測和控制,從而確保轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)的精確控制。而設(shè)置的制動(dòng)器則用于及時(shí)的對轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)精簡,能穩(wěn)定的將轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為直線的線性運(yùn)動(dòng)形式,在整個(gè)使用過程中也便于實(shí)現(xiàn)全程的自動(dòng)化精確控制,從而實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩的穩(wěn)定輸出,可以應(yīng)用于需要輸出線性驅(qū)動(dòng)形式的場合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的剖視圖。
[0017]圖中標(biāo)記為:絲杠1、機(jī)座2、轉(zhuǎn)子軸承3、轉(zhuǎn)子4、永磁體5、定子繞組6、殼體螺栓組
7、殼體8、轉(zhuǎn)子螺栓組9、螺母10、端蓋11、刮油密封環(huán)12、擋圈13、端蓋螺栓組14、螺母軸承15、滾柱16、滾柱軸承17、編碼器18、制動(dòng)器19。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,包括絲杠I和內(nèi)部固定設(shè)置有定子繞組6的機(jī)座2,還包括設(shè)置于定子繞組6內(nèi)的轉(zhuǎn)子4、與轉(zhuǎn)子4通過轉(zhuǎn)子螺栓組9固定連接的螺母10、與所述轉(zhuǎn)子4連接的編碼器18、以及用于對轉(zhuǎn)子4實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的制動(dòng)器19,轉(zhuǎn)子4上固定設(shè)置有永磁體5或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組,轉(zhuǎn)子4為空心軸,所述轉(zhuǎn)子4的一端套接有轉(zhuǎn)子軸承3且所述轉(zhuǎn)子4通過所述轉(zhuǎn)子軸承3設(shè)置于機(jī)座2上;螺母10通過設(shè)置于螺母10內(nèi)的滾柱16與套接于螺母10內(nèi)的絲杠I螺紋配合連接,滾柱16通過設(shè)置于端蓋11及螺母10內(nèi)的滾柱軸承17設(shè)置于端蓋11和螺母10上,螺母10通過螺母軸承15設(shè)置于端蓋11和殼體8上,端蓋11端面設(shè)置有刮油密封環(huán)12及擋圈13。
[0020]本實(shí)用新型行星滾柱絲杠副的螺母10、滾柱16及絲杠I的技術(shù)改進(jìn)基礎(chǔ)主要是在專利號20131409382.9的專利的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的得到,且本實(shí)用新型的絲杠傳動(dòng)原理與專利號20131409382.9的傳動(dòng)原理一致。本實(shí)用新型屬于是現(xiàn)有的絲杠技術(shù)和電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)相融合的電機(jī)直驅(qū)技術(shù),其技術(shù)本質(zhì)屬于力矩直驅(qū)永磁電機(jī),它能夠消除傳動(dòng)系統(tǒng)中所有的機(jī)械傳動(dòng)部件,如齒輪變速箱,皮帶,滑輪和聯(lián)軸器等,并實(shí)現(xiàn)直接與負(fù)載連接。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于定子繞組6由三個(gè)完全相同的在空間相隔120度電角度的對稱繞組組成,故在通入三相對稱電源后,定子繞組6產(chǎn)生的磁場的為旋轉(zhuǎn)磁場,且此旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子4的永磁體5或轉(zhuǎn)子繞組相互吸引。隨著旋轉(zhuǎn)磁場的磁場方向的轉(zhuǎn)動(dòng),則轉(zhuǎn)子4也隨之轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)子4與螺母10通過轉(zhuǎn)子螺栓組9連接,所以螺母10隨轉(zhuǎn)子4等轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于絲杠I與螺母10、滾柱16之間為螺紋配合連接,在將機(jī)座6及殼體8固定好后,轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動(dòng)即可通過螺母10、滾柱16與絲杠I之間的螺紋配合連接轉(zhuǎn)化為絲杠I的直線運(yùn)動(dòng)。特別的,為了保證傳動(dòng)的穩(wěn)定性和精確性,還可以在所述轉(zhuǎn)子4及螺母10設(shè)置止口配合以保證其同心度,螺母10內(nèi)及端蓋11上均勻的設(shè)置滾柱16,且所述螺母10通過滾柱16與絲杠I配合連接
[0021]設(shè)置的刮油密封環(huán)12與擋圈13配合從而防止油脂的甩出,保證設(shè)備環(huán)境的清潔。如果將本實(shí)用新型與電氣控制系統(tǒng)連接,即可實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化控制。對于制動(dòng)器19,可以選擇將所述制動(dòng)器19的內(nèi)花鍵與轉(zhuǎn)子4的軸端的外花鍵互相作用從而起到剎車的作用,也可以選擇塊式制動(dòng)安裝在殼體8,制動(dòng)器與螺母10的外圓面作用實(shí)現(xiàn)制動(dòng)剎車。
[0022]轉(zhuǎn)子4為空心軸,定子繞組6安裝固定在機(jī)座2內(nèi),轉(zhuǎn)子4的一端設(shè)置有軸承3,軸承3安裝在機(jī)座2內(nèi),轉(zhuǎn)子4的另一端通過螺栓9與行星滾柱絲杠副的螺母10連接,當(dāng)設(shè)置在轉(zhuǎn)子4的永磁體5或轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組6所產(chǎn)生的磁場作用時(shí),旋轉(zhuǎn)磁場會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子4 一起旋轉(zhuǎn),螺母10會(huì)隨著轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),由于螺母10與滾柱16、絲杠1、及端蓋11之間采用螺紋配合,從而使轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠I的直線運(yùn)動(dòng),軸承17對滾柱的安裝起保持和支撐作用。
[0023]一般的,在轉(zhuǎn)子4外圓周上固定設(shè)置有永磁體5或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組,視實(shí)際生產(chǎn)的需要而靈活選取,無論永磁體5或轉(zhuǎn)子繞組,均是為了保證轉(zhuǎn)子4處產(chǎn)生磁場并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子4跟隨定子繞組6旋轉(zhuǎn)磁場進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0024]為了簡化制作的工序,可以將轉(zhuǎn)子4與螺母10設(shè)計(jì)為一體的結(jié)構(gòu),這樣可以讓零件制作更間便。
[0025]為了便于產(chǎn)品的加工、裝配及清理,端蓋11、機(jī)殼8及機(jī)座2采用螺栓組進(jìn)行組裝,對于殼體8,可以選擇將所述端蓋11通過端蓋螺栓組14可拆卸的設(shè)置于殼體8上,殼體8通過殼體螺栓組7可拆卸的設(shè)置于機(jī)座2上。,這樣的設(shè)計(jì)也大大增加了本實(shí)用新型的后期維護(hù)的便利性。
[0026]對于絲杠I的選擇,需要保證絲杠I能穩(wěn)定的輸出直線驅(qū)動(dòng)力。因此,一般結(jié)合實(shí)踐工程經(jīng)驗(yàn),可以選擇所述絲杠I為單頭螺紋軸或多頭螺紋軸。而對于絲杠I的螺紋牙形,可以選擇的螺紋牙形為60°或90°,或是矩形、梯形或齒矩形均可以。
[0027]對于絲杠副結(jié)構(gòu)形式的選擇,也是可以多樣化的,一般的,可以選取標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠副、組合式行星滾柱絲杠副、反向式行星滾柱絲杠副、循環(huán)式行星滾柱絲杠副、軸承式行星滾柱絲杠副或差動(dòng)式行星滾柱絲杠副等形式的通用絲杠副形式,具體選擇視實(shí)際的需求靈活選取,所有結(jié)構(gòu)特征分別符合各形式行星滾柱絲杠的結(jié)構(gòu)特征。
[0028]對于螺母軸承15的選取,優(yōu)選的是所述軸承15為推力球軸承、推力圓柱滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承或組合式軸承等。對于滾柱軸承17的選取,優(yōu)先的是無內(nèi)圈滾針軸承、滾輪滾針軸承、沖壓外圈滾針軸承等。這樣是為了保證運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性,盡可能的降低運(yùn)行的阻力和運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)。對于轉(zhuǎn)子軸承3的選取,優(yōu)先的是所述軸承3為開放式深溝球軸承、密封式深溝球軸承等,原因是轉(zhuǎn)子軸承3受力很小,主要作用是通過與螺母軸承15作用以保證螺母10與轉(zhuǎn)子4的同心度。
[0029]對于定子繞組6的級數(shù)的選取,結(jié)合時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)與產(chǎn)品成本,一般選擇的定子繞組6級數(shù)為2?48級。這樣不僅可以保證產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度,也可以合理的利用機(jī)座2的空間。
[0030]對于編碼器18的選取,可以選擇編碼器18為絕對編碼器或增量編碼器。所設(shè)置的編碼器18是為了更精確的獲取轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)速信號,從而更精確的實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動(dòng)過程的自動(dòng)化控制。
[0031]對于制動(dòng)器19的選取,可以優(yōu)先選擇制動(dòng)器19為電磁制動(dòng)器或磁粉制動(dòng)器,作此選擇是因?yàn)檗D(zhuǎn)子4所受的扭矩很大,所以其制動(dòng)力必須非常大,因此優(yōu)選電磁制動(dòng)器或磁粉制動(dòng)器。
[0032]本實(shí)用新型直接將螺母10與轉(zhuǎn)子4結(jié)合,從而可以在大大簡化結(jié)構(gòu)零部件的前提下保證了將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。除此之外,本實(shí)用新型對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng):能適應(yīng)各種高低溫環(huán)境且保證產(chǎn)品可靠性和壽命。無污染、環(huán)保,采用電能即可作為消耗能源,而不是油類作為消耗能源,能耗、制造成本以及故障率都較低。另外的,只要周期性地對軸承和絲杠加注潤滑油脂即可,因此產(chǎn)品維護(hù)容易。
【權(quán)利要求】
1.電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,包括絲杠(I)和內(nèi)部固定設(shè)置有定子繞組(6)的機(jī)座(2),其特征在于:包括設(shè)置于定子繞組(6)內(nèi)的轉(zhuǎn)子(4)、與轉(zhuǎn)子(4)通過轉(zhuǎn)子螺栓組(9)固定連接的螺母(10)、與所述轉(zhuǎn)子(4)連接的編碼器(18)、以及用于對轉(zhuǎn)子(4)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的制動(dòng)器(19),轉(zhuǎn)子(4)上固定設(shè)置有永磁體(5)或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組,轉(zhuǎn)子(4)為空心軸,所述轉(zhuǎn)子(4)的一端套接有轉(zhuǎn)子軸承(3)且所述轉(zhuǎn)子(4)通過所述轉(zhuǎn)子軸承(3)設(shè)置于機(jī)座(2)上; 螺母(10)通過設(shè)置于螺母(10)內(nèi)的滾柱(16)與套接于螺母(10)內(nèi)的絲杠(I)螺紋配合連接,滾柱(16)通過設(shè)置于端蓋(11)及螺母(10)內(nèi)的滾柱軸承(17)設(shè)置于端蓋(11)和螺母(10 )上,螺母(10 )通過螺母軸承(15 )設(shè)置于端蓋(11)和殼體(8 )上,端蓋(11)端面設(shè)置有刮油密封環(huán)(12 )及擋圈(13 )。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(4)外圓周上固定設(shè)置有永磁體(5)或由繞線圈構(gòu)成的轉(zhuǎn)子繞組。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(4)與螺母(10)為一體的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:包括殼體(8),所述端蓋(11)通過端蓋螺栓組(14)可拆卸的設(shè)置于殼體(8)上,殼體(8)通過殼體螺栓組(7)可拆卸的設(shè)置于機(jī)座(2)上。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:所述絲杠(I)為單頭螺紋軸或多頭螺紋軸。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:所述絲杠(I)的螺紋牙形為60°牙形、90°牙形、矩形、梯形或齒矩形。
7.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:包括由絲杠(I)、滾柱(16)及螺母(10)構(gòu)成的行星滾柱絲杠副,所述行星滾柱絲杠副的結(jié)構(gòu)形式包括標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠副、組合式行星滾柱絲杠副、反向式行星滾柱絲杠副、循環(huán)式行星滾柱絲杠副、軸承式行星滾柱絲杠副或差動(dòng)式行星滾柱絲杠副。
8.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:所述螺母軸承(15)為推力球軸承、推力圓柱滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承或組合式軸承。
9.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:所述滾柱軸承(17)為無內(nèi)圈滾針軸承、滾輪滾針軸承或沖壓外圈滾針軸承。
10.如權(quán)利要求1、2或3所述的電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:定子繞組(6)的級數(shù)為2?48級。
【文檔編號】H02K7/06GK203788087SQ201420163996
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】盧曉蓉, 周小平, 肖平, 肖云強(qiáng), 胥勛澤, 唐國華, 錢萬勇, 張恒碩, 廖世全 申請人:成都瑞迪機(jī)械實(shí)業(yè)有限公司