CN102912421B - 一种用于区熔炉的内轴运动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内轴运动装置，特别涉及一种用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，包括：外轴，其里侧有内孔；固定导向套，其与外轴内孔固定；轴承座，其位于固定导向套的下端，内装有调心球轴承；内轴，其穿过固定导向套与轴承座上端连接；滚珠花键轴，其与轴承座下端连接；滚珠丝杠轴，其上端与滚珠花键轴连接，下端与旋转同步带连接；其中，内轴的旋转由外轴的旋转驱动。本发明中当一台电机带动外轴旋转时，内轴随之旋转；另一台电机驱动旋转同步带进而带动滚珠丝杠轴转动，滚珠丝杠轴将转动变成直线运动，使滚珠花键轴移动，带动内轴轴向直线移动。本发明通过增加阻尼以减小震动，提高内轴运动的稳定性，改善内轴和外轴的同心度，更有利于成晶。

Description

一种用于区熔炉的内轴运动装置
技术领域
本发明涉及内轴运动装置领域，特别涉及一种用于区熔炉的内轴运动装置。
背景技术
区熔单晶炉主要用于生产硅半导体材料，包括晶体熔化生长的主炉室、位于主炉室上端的籽晶提升结构和电控系统。成晶过程主要是通过控制和调整内轴移动和外轴转动来完成的，由于传统的区熔炉内轴与外轴同心度不好保证，同心度差，导致内轴在固定导向套内做直线滑动时会产生震动和摩擦阻力，直接影响内轴和外轴相对运动的稳定性，从而影响成晶率。
发明内容
本发明的目的是改善内轴和外轴的同心度，提高内轴的运动稳定性。为此，本发明提出了一种用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，包括：
外轴，其里侧有内孔；
固定导向套，其与外轴内孔固定；
轴承座，其位于固定导向套的下端，内装有调心球轴承；
内轴，其穿过固定导向套与轴承座上端连接；
滚珠花键轴，其与轴承座下端连接；
滚珠丝杠轴，其上端与滚珠花键轴连接，下端与旋转同步带连接。
其中，内轴的旋转由外轴的旋转驱动。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述固定导向套与外轴内孔利用锥度紧配合固定。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括滑动导向套，其固定在内轴上，并选用聚四氟乙烯和石墨制成。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括支撑套，其上端连接滚珠花键轴，下端与固定座连接。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括卡晶装置，其位于内轴的上端。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括两个驱动装置，分别与内轴和外轴连接。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述的驱动装置为两台电机。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述的一台电机驱动外面的一根花键轴带动旋转同步带，进而带动外轴旋转，外轴通过固定导向套带动内轴旋转。
优选的是，所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述的另一台电机驱动另一根花键轴带动旋转同步带，进而带动滚珠丝杠轴转动，滚珠丝杠轴将转动变成直线运动，使滚珠花键轴移动，实现内轴的轴向直线移动。
本发明实施例的运动原理：滚珠花键轴、轴承座和内轴相对外轴只做直线移动，滚珠丝杠轴相对外轴通过旋转进行直线移动。轴承座上安装的调心球轴承保证内轴旋转时，内轴下方的部件都不旋转。内轴的旋转通过外轴的旋转驱动，外轴被一台电机驱动旋转时，外轴通过固定导向套带动内轴旋转；内轴的轴向直线运动是另一台电机驱动旋转同步带，同步带带动滚珠丝杠轴旋转，滚珠丝杠轴转动变成直线运动，使滚珠花键轴移动，再带动内轴实现轴向直线运动，通过两个电机分别控制和调整内轴的转动和移动来成晶。本发明通过增加阻尼以减小震动，提高内轴运动的稳定性，改善内轴和外轴的同心度，提高内轴运动的控制精度，更有利于成晶。
附图说明
图1为本发明所述的用于区熔炉的内轴运动装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单的介绍。
本发明提供了一种用于区熔炉的内轴运动装置，提高了内轴运动的稳定性，改善了内轴和外轴的同心度，提高了内轴运动的控制精度，从而使成晶率得以提高。
本发明实施例提供的一种用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，包括：：
外轴10，其里侧有内孔；
固定导向套2，其与外轴内孔固定；
轴承座4，其位于固定导向套的下端，内装有调心球轴承；
内轴3，其穿过固定导向套与轴承座上端连接；
滚珠花键轴5，其与轴承座下端连接；
滚珠丝杠轴9，其上端与滚珠花键轴连接，下端与旋转同步带8连接；
其中，内轴的旋转由外轴的旋转驱动。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述固定导向套与外轴内孔利用锥度紧配合固定。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括滑动导向套，其固定在内轴上，并选用聚四氟乙烯和石墨制成。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括支撑套，其上端连接滚珠花键轴，下端与固定座连接。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括卡晶装置，其位于内轴的上端。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，还包括两个驱动装置，分别与内轴和外轴连接。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述的驱动装置为两台电机。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述的一台电机驱动外面的一根花键轴带动旋转同步带，进而带动外轴旋转，外轴通过固定导向套带动内轴旋转。
所述的用于区熔炉的内轴运动装置中，所述的另一台电机驱动另一根花键轴带动旋转同步带，进而带动滚珠丝杠轴转动，滚珠丝杠轴将转动变成直线运动，使滚珠花键轴移动，实现内轴的轴向直线移动。
所述的驱动装置为晶转电机和晶升电机，分别实现内轴的转动和轴向移动。
所述的卡晶装置为籽晶夹，内放置籽晶。
本发明首先将滑动导向套1固定在内轴上，滑动导向套在外轴内孔只做直线滑动，选用聚四氟乙烯和石墨材料，增加阻尼减小内轴震动，保证了内轴直线运动的直线精度。固定导向套与外轴内孔利用锥度紧配合固定，由于摩擦力的作用既保证了内轴与外轴同心，也避免了外轴产生应力。当内轴穿过固定导向套再与轴承座上端螺纹连接，内轴在固定导向套内做直线滑动，可保证内轴与外轴转动同步，方向一致。
轴承座下端与滚珠花键轴螺纹连接，轴承座内装有调心球轴承，保证内轴旋转时，内轴下方的部件都不旋转。滚珠花键轴下端与滚珠丝杠轴螺母螺纹连接，起内轴竖直导向的作用，滚珠丝杠轴与丝杠轴螺母消除了间隙，做固定轴向运动。滚珠丝杠轴装入固定座7内并且与轴承连接，滚珠花键轴螺母装入支撑套6上端并用键连接，支撑套下端与固定座螺纹连接。滚珠丝杠轴下端与旋转同步带用键连接。
本发明通过一台电机驱动外轴转动，外轴内部有固定导向套，内轴穿过固定导向套，所以此时内轴只能和外轴一起旋转。另一台电机的驱动使旋转同步带带动滚珠丝杠轴转动进行直线移动，进而使滚珠花键轴移动，再带动内轴进行轴向直线运动。在此过程中分别调节两个电机的转速来控制和调整内轴转动和移动来成晶。本发明采用聚四氟乙烯和石墨制成的滑动导向套增加阻尼以减小震动，提高内轴运动的稳定性，改善内轴和外轴的同心度；同时使用滚珠花键轴和滚珠丝杠轴减小摩擦阻力降低震动。轴承座内装有调心球轴承，保证内轴旋转时，内轴下方的部件都不旋转，提高内轴运动的控制精度，更有利于成晶。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，包括：
外轴，其里侧有内孔；
固定导向套，其与外轴内孔固定；
轴承座，其位于固定导向套的下端，内装有调心球轴承；
内轴，其穿过固定导向套与轴承座上端连接；
滚珠花键轴，其与轴承座下端连接；
滚珠丝杠轴，其上端与滚珠花键轴连接，下端与旋转同步带连接；
其中，内轴的旋转由外轴的旋转驱动；
还包括两个驱动装置，分别与外轴和内轴连接，所述的驱动装置为两台电机，一台电机驱动外面的一根花键轴带动旋转同步带，进而带动外轴旋转，外轴通过固定导向套带动内轴旋转，另一台电机驱动另一根花键轴带动旋转同步带，进而带动滚珠丝杠轴转动，滚珠丝杠轴将转动变成直线运动，使滚珠花键轴移动，实现内轴的轴向直线移动；
其中，所述固定导向套与外轴内孔利用锥度紧配合固定。
2.如权利要求1所述的用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，还包括滑动导向套，其固定在内轴上，并选用聚四氟乙烯和石墨制成。
3.如权利要求1所述的用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，还包括支撑套，其上端连接滚珠花键轴，下端与固定座连接。
4.如权利要求1所述的用于区熔炉的内轴运动装置，其特征在于，还包括卡晶装置，其位于内轴的上端。
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