CN101264854B - 一种用钢丝软轴构成的多点同步升降机构 - Google Patents

Abstract

一种用钢丝软轴构成的多点同步升降机构，它的底座上装有三个成正三角形分布的立柱，三个螺杆升降机分别装在相应立柱顶部的固定座上，第一、第二螺杆升降机的驱动轴一端装有刹车而另一端经联轴器同相应钢丝软轴一端联接，第三螺杆升降机的驱动轴一端经联轴器同刹车的轴一端联接而该刹车轴另一端经联轴器同一钢丝软轴的另一端联接；第三螺杆升降机的驱动轴另一端经联轴器同大同步带轮轴一端联接，该轮轴另一端经联轴器同另一钢丝软轴另一端联接，大同步带轮轴经扭矩限制器同大同步带轮连接，该大同步带轮经传动副同直流电动机主轴联接。它具有同步精度高，结构简单、成本低、可靠性高、噪音低、调速方便、安装简单、维护方便等优点。

Description

一种用钢丝软轴构成的多点同步升降机构

技术领域

本发明涉及一种同步升降机构，具体是指可用于需要多点同步升降的机器、设备的升降机构。

技术背景

同步升降机构在工业设备中应用非常广泛，如各种升降平台、设备的某个部件需要开启时的升降运动等等，尤其在一些需要精密运动的场合(同步误差≤1‰)，同步升降机构的运动精度往往成为设备运行好坏的关键。要提高同步运动的精度，传统的方法是在以往的同步机构(如链条同步升降机构、液压同步升降机构等)中附加精密导向装置和很多检测手段，不断纠正在运动过程中所产生的偏差，因而导致系统非常复杂，成本高，可靠性低，同时给安装维护带来诸多不便。

多晶硅铸锭炉的装卸料过程是通过打开下炉盖来实现的，由于炉盖直径(Φ1900)非常大，又需要真空密封，因此炉盖的平稳升降以及上下法兰面完全吻合非常关键，对同步升降机构的平稳性和同步精度提出了高要求。根据设备指标要求，同步升降机构的升降速度需要≥500mm/min，同步误差≤1‰，行程为900mm，利用传统的方法很难达到设备的指标，因此需要设计一种简洁的同步机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对传统的同步机构的同步精度低、结构复杂、成本高等缺点，提出一种用钢丝软轴构成的多点同步升降机构，它具有同步精度高，结构简单、成本低、可靠性高、噪音低、调速方便、安装简单、维护方便等优点，能够满足多晶硅铸锭炉对高精度同步运动的要求，同时也可以用于大型设备的升降同步运动(如大型锅炉的上下炉盖的开启、升降平台等)。

本发明的技术方案是，所述用钢丝软轴构成的多点同步升降机构有底座和螺杆升降机，所述底座上固定安装有三个立柱且该三个立柱在一平面上成正三角形分布，三个所述螺杆升降机的上端分别固定安装在相应立柱顶部的固定座上，其中第一螺杆升降机的驱动轴一端装有A刹车而另一端经第一联轴器同第一钢丝软轴的一端联接，第二螺杆升降机的驱动轴一端装有B刹车而另一端经第二联轴器同第二钢丝软轴的一端联接，第三螺杆升降机的驱动轴一端经第三联轴器同C刹车的轴一端联接而该C刹车的轴另一端经第四联轴器同所述第一钢丝软轴的另一端联接；所述第三螺杆升降机的驱动轴另一端经第五联轴器同大同步带轮轴的一端联接，该大同步带轮轴的另一端经第六联轴器同所述第二钢丝软轴的另一端联接，所述大同步带轮轴经扭矩限制器同大同步带轮连接，该大同步带轮经传动副同直流电动机的主轴联接，由此组成多点同步升降机构。

以下结合附图对本发明做出进一步说明。

参见图1至图3，本发明有底座4和螺杆升降机，所述底座4上固定安装有三个立柱2且该三个立柱2在一平面上成正三角形分布(即该三个立柱位于正三角的三个顶点位置)，三个所述螺杆升降机的上端分别固定安装在相应立柱顶部2的固定座1、24、11上，其中第一螺杆升降机21的驱动轴一端装有A刹车23而另一端经第一联轴器同第一钢丝软轴5的一端联接，第二螺杆升降机22的驱动轴一端装有B刹车而另一端经第二联轴器同第二钢丝软轴16的一端联接，第三螺杆升降机10的驱动轴一端经第三联轴器同C刹车8的轴一端联接而该C刹车8的轴另一端经第四联轴器同所述第一钢丝软轴5的另一端联接；所述第三螺杆升降机10的驱动轴另一端经第五联轴器同大同步带轮轴12的一端联接，该大同步带轮轴12的另一端经第六联轴器同所述第二钢丝软轴16的另一端联接，所述大同步带轮轴12经扭矩限制器13同大同步带轮14连接，该大同步带轮14经传动副同直流电动机15的主轴联接，由此组成多点同步升降机构。

本发明中，所述同步升降机构通过三个固定在机架底座上的立柱进行支撑，三个螺杆升降机分别安装在立柱顶部的螺杆升降机固定座上；刹车固定在丝杆升降机固定座的侧面；如图1、图2，前部的第一、第二两个螺杆升降机的驱动轴一端通过联轴器与钢丝软轴相连，另一端通过联轴器与刹车轴相连；后部的第三螺杆升降机的驱动轴一端通过联轴器与刹车轴相连，另一端通过联轴器与大同步带轮轴相连；直流电机通过带轮传动系统将力矩传递给大同步带轮，大同步带轮再通过扭距限制器将力矩传递给大同步带轮轴，从而带动各轴同步运转。

还可采用三个以上的螺杆升降机组成所述多点同步升降机构。

本发明在多晶硅铸锭炉上应用良好，具有精度高、运动平稳，机械振动小，安全性能高、成本低、安装简单、维护方便等特点，其同步精度可以达到0.5‰，负载最大可达15吨，提升速度最大可达1m/min，尤其适用于长距离的同步运动，在很多场合能够替代链条、液压、气动等同步升降机构，从而可以得到广泛应用。尤其适用于非规则布置或需要紧凑安装的地方。

由以上可知，本发明为用钢丝软轴构成的多点同步升降机构，它具有同步精度高，结构简单、成本低、可靠性高、噪音低、调速方便、安装简单、维护方便等优点，能够满足多晶硅铸锭炉对高精度同步运动的要求，同时也可以用于大型设备的升降同步运动(如大型锅炉的上下炉盖的开启、升降平台等)。

附图说明

图1是同步升降机构的一种实施例立面示意图；

图2图1所示同步升降机构的俯视结构示意图；

图3是图1中第三螺杆升降机及驱动机构局部放大示意图；

图4是同步升降机构在多晶硅铸锭炉上的应用示意图(炉盖开启)；

图5是同步升降机构在多晶硅铸锭炉上的应用示意图(炉盖闭合)。

在上述附图中：

1、11、24-固定座，    2-立柱，    3-联接座，

4-底座，           5-第一钢丝软轴， 6-联轴器，

7-轴承，           8-C刹车，        9-刹车轴，

10-第三螺杆升降机，12-大同步带轮轴，13-扭矩限制器，

14-大同步带轮，    15-直流电动机，  16-第二钢丝软轴，

17-上炉体，        18-下炉盖，      21-第一螺杆升降机，

22-第二螺杆升降机，23-A刹车，       25-B刹车。

具体实施方式

如图1至5，本发明有底座4和螺杆升降机，所述底座4上固定安装有三个立柱2且该三个立柱2在一平面上成正三角形分布(即该三个立柱位于正三角的三个顶点位置)，三个所述螺杆升降机的上端分别固定安装在相应立柱顶部2的固定座1、24、11上，其中第一螺杆升降机21的驱动轴一端装有A刹车23而另一端经第一联轴器同第一钢丝软轴5的一端联接，第二螺杆升降机22的驱动轴一端装有B刹车而另一端经第二联轴器同第二钢丝软轴16的一端联接，第三螺杆升降机10的驱动轴一端经第三联轴器同C刹车8的轴一端联接而该C刹车8的轴另一端经第四联轴器同所述第一钢丝软轴5的另一端联接；所述第三螺杆升降机10的驱动轴另一端经第五联轴器同大同步带轮轴12的一端联接，该大同步带轮轴12的另一端经第六联轴器同所述第二钢丝软轴16的另一端联接，所述大同步带轮轴12经扭矩限制器13同大同步带轮14连接，该大同步带轮14经传动副同直流电动机15的主轴联接。

以上结构组成的多点同步升降机构应用于多晶硅铸锭炉的下炉盖升降。

在多晶硅铸锭炉中，考虑到上炉体支撑的稳定性和下炉盖升降重心的平衡性，整个上炉体17采用三个立柱成正三角形布置支撑，依托三个立柱，下炉盖18进行同步升降运动以实现装卸料工作。通过计算提升物体的重量，计算出各台丝杆升降机所需要的扭距，再取合适的安全系数(2～3)，选取合适的螺杆升降机、钢丝软轴、联轴器和扭距限制器，同时根据提升最高速度和最大扭距选取直流电机；由于直流电机具有高的调速线性度、宽的调速范围、硬的机械特性，大的低速启动转矩、快的响应时间、特长的使用寿命，能够满足升降机构的运动特性如大的低速启动转矩、宽的调速范围等功能的需要。

设如图4、图5，设备的固定部分(如上炉体)安装在三个立柱的顶部的升降机固定座上，活动部分(如下炉盖)是通过联接座挂在三根升降机的丝杆的末端，进行同步升降；同时立柱下端设计有支撑块，当下炉盖降到位时，可以依靠联接座停放在支撑块上。考虑到钢丝软轴在刚开始运行时有一定的滞后，安装时需要根据运行误差将其从动端预紧1～2圈消除起始误差，运行时松开各丝杆升降机的刹车机构，当上升到位后，刹车自动锁紧，防止各轴回转，达到精确定位的目的。

保护功能：如果出现意外情况，如软轴或联轴器出现断裂，或者是某一个升降机出现故障时，另外两个由于受力不均会出现力矩突然增大的情况，此时扭距限制器与驱动部件的大带轮会瞬时脱开(反应时间1～3ms)，让其空转，从而保护了电机及升降机构；同时由于螺杆升降机是蜗轮蜗杆机构，本身能够自锁，在升降过程中随时都可以停顿而无需驱动部件保护，因此该机构在运行的过程中，安全性能高。

Claims (1)

1.一种用钢丝软轴构成的多点同步升降机构，其特征是，它有底座(4)和螺杆升降机，所述底座(4)上固定安装有三个立柱(2)且该三个立柱(2)位于一个正三角形的三个顶点位置上，三个所述螺杆升降机的上端分别固定安装在相应立柱顶部(2)的固定座(1、24、11)上，其中第一螺杆升降机(21)的驱动轴一端装有A刹车(23)而另一端经第一联轴器同第一钢丝软轴(5)的一端联接，第二螺杆升降机(22)的驱动轴一端装有B刹车而另一端经第二联轴器同第二钢丝软轴(16)的一端联接，第三螺杆升降机(10)的驱动轴一端经第三联轴器同C刹车(8)的轴一端联接而该C刹车(8)的轴另一端经第四联轴器同所述第一钢丝软轴(5)的另一端联接；所述第三螺杆升降机(10)的驱动轴另一端经第五联轴器同大同步带轮轴(12)的一端联接，该大同步带轮轴(12)的另一端经第六联轴器同所述第二钢丝软轴(16)的另一端联接，所述大同步带轮轴(12)经扭矩限制器(13)同大同步带轮(14)连接，该大同步带轮(14)经传动副同直流电动机(15)的主轴联接。

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