CN103697220B - 一种阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门执行器，包括行星减速器，行星减速器包括：减速器箱壳；输入轴；输出轴；输入齿轮；行星架端板；固定连接行星架端板和输出轴的多个行星轮轴；与行星轮轴连接的行星轮，行星轮与输入齿轮啮合；与行星轮啮合的内齿圈，内齿圈转动连接于减速器箱壳中；与内齿圈和输出轴的输出齿轮均啮合的多个惰轮；与惰轮转动连接且固定在减速器箱壳中的惰轮轴。本发明中的行星减速器采用功率分流的传输方式，将动率分为两路，一路经输入轴、行星轮、行星轮轴传递给输出轴，另一类经输入轴、行星轮、内齿圈、惰轮传递给输出轴。从而降低了单个零件的负载，在同等功率条件下，减小了行星减速器的体积，进而减小了阀门执行器的体积。

Description

一种阀门执行器

技术领域

本发明涉及减速器技术领域，特别涉及一种阀门执行器。

背景技术

阀门执行器用于启动关闭阀门，而行星减速器是阀门执行器中的一个重要组成部分，行星减速器的原理是采用行星齿轮机构实现减速，行星齿轮机构通常包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，行星轮由行星架支撑，绕太阳轮公转。现有的行星减速器的行星齿轮机构以太阳轮为主动件，行星架为被动件，从而实现功率的传输。

但是，当传输的功率较大时，需要增大减速器各部件的尺寸，以提高减速器的负载强度，这样，势必会增大减速器的体积，无法安装在小型的阀门执行器中，相应地，阀门执行器的体积也要增大，不符合当前设备小型化的发展趋势。

综上所述，如何在同等功率的条件下，减小行星减速器的体积，进而减小阀门执行器的体积，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种阀门执行器，在同等功率的条件下，以减小行星减速器的体积，进而减小阀门执行器的体积。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种阀门执行器，包括行星减速器，所述行星减速器包括：减速器箱壳；输入轴；与所述输入轴同轴布置的输出轴；设置在所述输入轴上的输入齿轮；转动安装在所述减速器箱壳上的行星架端板；固定连接所述行星架端板和所述输出轴的多个行星轮轴；转动连接于所述行星轮轴上的行星轮，所述行星轮与所述输入齿轮啮合；与所述行星轮啮合的内齿圈，所述内齿圈转动连接于所述减速器箱壳中；

所述行星减速器还包括：与所述内齿圈和所述输出轴的输出齿轮均啮合的多个惰轮；

与所述惰轮转动连接且固定在所述减速器箱壳中的惰轮轴。

优选地，上述阀门执行器中，所述行星减速器还包括固定连接所述行星架端板和所述输出轴的多个行星架连接轴。

优选地，上述阀门执行器中，所述行星架连接轴的数量为至少三个。

优选地，上述阀门执行器中，所述行星轮的数量至少为三个，所述惰轮的数量至少为三个。

优选地，上述阀门执行器中，所述减速器箱壳包括第一箱盖、第二箱盖和箱壳主体；

所述第一箱盖和所述第二箱盖分别安装在所述箱壳主体的两端；

所述行星架端板通过轴承转动连接于所述第一箱盖上；

所述惰轮轴安装在所述第二箱盖上。

优选地，上述阀门执行器中，还包括安装在所述第一箱盖上的轴承端盖；所述输入轴通过轴承与行星架端板转动连接。

优选地，上述阀门执行器中，所述轴承端盖与所述输入轴之间设置有第一油封；所述第二箱盖与所述输出轴之间设置有第二油封。

优选地，上述阀门执行器中，所述输入轴的内端容置在所述输出轴的内端凹槽中，且所述输入轴的内端通过轴承与所述输出轴的内端凹槽转动连接。

优选地，上述阀门执行器中，所述行星轮轴和所述行星架连接轴均通过平端紧定螺钉固定在所述行星架端板和所述输出轴上。

优选地，上述阀门执行器中，所述第二箱盖上设置有放油口，所述放油口安装有螺塞。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的阀门执行器，在行星减速器中增加了惰轮和惰轮轴，内齿圈转动连接于减速器箱壳中，这样，从输入轴传输的功率分流传输给输出轴，分为两路，其中一路功率经输入齿轮传递给行星轮，行星轮带动行星轮轴和行星架端板绕输入轴的轴线转动，由于行星架端板通过行星轮轴与输出轴连接，因此，此路功率最终传递给输出轴；另一路功率经输入齿轮传递给行星轮，行星轮传递给内齿圈，内齿圈经过惰轮传递给输出轴。与以往的只有一路功率传输的行星减速器相比，本发明采用将功率分流传输的行星减速器，降低了减速器中单个零件的负载强度，在相同功率的条件下，可以减小单个零件的尺寸，从而整体上减小了行星减速器的体积和重量，进而减小了阀门执行器的体积，使阀门执行器具有承载强、体积小、重量轻、功率密度大的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术中描述所需要使用的附图作简单的介绍，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附图。

图1为发明实施例提供的一种阀门执行器的行星减速器的结构示意图；

图2为图1中的A部分的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的一种行星减速器的传动简图。

上述图1-图3中，1为输入轴、2为第一油封、3为轴承、4为轴承、5为第一箱盖、6为弹簧垫圈、7为平垫圈、8为内六角圆柱头螺钉、9为O形橡胶密封圈、10为箱壳主体、11为内六角圆柱头螺钉、12为第二箱盖、13为输出轴、14为第二油封、15为圆锥滚子轴承、16为惰轮轴、17为滚针轴承、18为惰轮、19为内齿圈、20为内六角平端紧定螺钉、21为行星轮、22为圆柱滚子轴承、23为行星轮轴、24为内六角圆柱头螺钉、25为O形橡胶密封圈、26为轴承端盖、27为行星架端板、28为轴承、29为行星架连接轴、30为放油口、31为螺塞。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种阀门执行器，在同等功率条件下，减小了行星减速器的体积，进而减小了阀门执行器的体积。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1-图3，图1为发明实施例提供的一种阀门执行器的行星减速器的结构示意图；图2为图1中的A部分的局部放大图；图3为本发明实施例提供的一种行星减速器的传动简图。

本发明实施例提供了一种阀门执行器，包括行星减速器，行星减速器包括减速器箱壳、输入轴1、输出轴13、输入齿轮、行星架端板27、行星轮轴23、行星轮21、内齿圈19、惰轮轴16和惰轮18；其中，减速器箱壳用于容置安装以上零件；输入齿轮设置在输入轴1上，优选为一体结构，即输入齿轮轴，当然，也可以是分体连接结构；输出轴13与输入轴1同轴布置，输入轴1和输出轴13均转动安装在减速器箱壳内，输入轴1的输入端伸出减速器箱壳，输出轴13的输出端伸出减速器箱壳；行星架端板27转动安装在减速器箱壳上，与输入轴1同轴布置；行星轮轴23固定连接在行星架端板27和输出轴13上，使行星架端板27与输出轴13一起转动；行星轮21转动连接于行星轮轴23上，行星轮21与行星轮轴23一一对应连接，均设置多个，行星轮21与输入齿轮啮合；内齿圈19转动连接于减速器箱壳中，且内齿圈19与行星轮21啮合；惰轮18设置在内齿圈19和输出轴13之间，且与内齿圈19和输出轴13的输出齿轮均啮合，惰轮18与惰轮轴16一一对应转动连接，且惰轮轴16固定在减速器箱壳中，惰轮18和惰轮轴16的数量为多个。

上述行星减速器的工作原理是：传输功率从输入轴1开始传递，以输入轴1顺时针转动为例进行说明（当然，根据实际工作需要，确定输入轴1的转向），功率传递到输入齿轮后，传输功率开始分流，分为两路，其中第一路功率的传递路径为：输入齿轮顺时针转动，带动行星轮21反向逆时针自转，同时由于输入齿轮对行星轮21的同向顺时针推动作用，使行星轮21、行星轮轴23和行星架端板27一起绕输入轴1的轴线顺时针转动，并且由于行星轮轴23将行星架端板27和输出轴13固定连接在一起，因此，带动输出轴13顺时针转动，此路功率传输完成；与此同时，第二路功率的传输路径为：输入齿轮顺时针转动，带动行星轮21反向逆时针自转，行星轮21与内齿圈19啮合，因此，行星轮21推动内齿圈19同向逆时针转动，内齿圈19与惰轮18啮合，惰轮18与输出轴13的输出齿轮啮合，从而使输出轴13的转向与内齿圈19相反，输出轴13顺时针转动，与第一路功率传递时的输出轴13转向相同，两路功率再次汇合，传输给输出轴13。可以看出，本发明的行星减速器采用将功率先分流再汇合的传递方式，将总的传输功率分成相对较小的支路功率，使作用在单个零件上的负载降低，与现有技术中的一路功率传递方式相比，在同等总功率条件下，本发明的行星减速器中的单个零件的尺寸可以减小，从而减小了行星减速器的整体体积和重量。与现有技术中的同规格体积和重量的行星减速器相比，本发明中的行星减速器可以满足更大功率的传输，将其应用在阀门执行器中，得到了承载能力强、体积小、重量轻、功率密度大的阀门执行器。

进一步优化行星减速器，本实施例中的行星减速器还包括固定连接行星架端板27和输出轴13的多个行星架连接轴29，以进一步将行星架端板27与输出轴13固定在一起，提高连接强度。输出轴13内端为圆盘状结构，与行星架端板27在轴线方向的投影重合。

作为优化，本实施例中的行星架连接轴29的数量至少为三个，可以是三个、四个或更多个，根据行星减速器的实际尺寸确定行星架连接轴29的数量和尺寸，当然，在满足强度需求的条件下，行星架连接轴29的数量还可以是两个。

进一步地，本实施例中的行星轮21的数量至少为三个，更优选为三个，惰轮18的数量也至少为三个，更优选为三个。在第一路功率传递中，多个行星轮21将第一路功率进一步分成多个支路传递给输出轴13，使作用在每个行星轮21上的负载进一步降低，从而可以更进一步地减小行星轮21和行星轮轴23的尺寸，行星轮21的数量还可以是两个、四个或更多个，在此不具体限定。同理，多个惰轮18进一步将第二路功率分成多个支路传递给输出轴13，使每个惰轮18上的负载进一步降低，从而可以更进一步地减小惰轮18和惰轮轴16的尺寸。

优选地，本实施例中的行星轮21、行星架连接轴29均匀交替分布在行星架端板27和输出轴13之间，使受力更均匀，结构更牢固。当然，行星轮21和行星架端板27也可以不均匀分布，在此不做具体限定。同理，惰轮18也均匀分布在减速器箱壳中。

对减速器箱壳进行优化，本实施例中的减速器箱壳包括第一箱盖5、第二箱盖12和箱壳主体10；第一箱盖5和第二箱盖12分别通过螺钉固定在箱壳主体10的两端，更优选地，第一箱盖5与箱壳主体10之间通过内六角圆柱头螺钉8固定，为了固定牢固，通过弹簧垫圈6和平垫圈7与内六角圆柱头螺钉8配套使用，防止松动。而在第二箱盖12上开设沉孔，通过内六角圆柱头螺钉11将第二箱盖12与箱壳主体10固定。更进一步地，在第一箱盖5、第二箱盖12与箱壳主体10连接的位置设置有O形橡胶密封圈9，保证密封；行星架端板27通过轴承4与第一箱盖5转动连接；惰轮轴16固定安装在第二箱盖12上。

进一步地，行星减速器还包括安装在第一箱盖5上的轴承端盖26，轴承端盖26通过内六角圆柱头螺钉24固定连接在第一箱盖5上，输入轴1通过轴承3与行星架端板27转动连接，且轴承端盖26与输入轴1之间设置有第一油封2，第二箱盖12与输出轴13之间设置有圆锥滚子轴承15和第二油封14，将行星减速器内部密封起来，防止漏油；在轴承端盖26与第一箱盖5之间还设置有O形橡胶密封圈25。

作为优化，本实施例中的输入轴1的内端容置在输出轴13的内端凹槽中，且输入轴1的内端通过轴承28与输出轴13的内端凹槽转动连接，这样设置是为了进一步节省空间，由输出轴13支撑输入轴1，使行星减速器结构更加紧凑。

为了固定行星轮轴23和行星架连接轴29，本实施例采用内六角平端紧定螺钉20将行星轮轴23、行星架连接轴29均固定在行星架端板27和输出轴13上，当然，除了采用内六角平端紧定螺钉20固定之外，还可以通过键连接固定，实现固定的方式有很多种，在此不再一一列举。

本实施例中，在第二箱盖13上设置有放油口30，放油口30通过螺塞31和垫圈封口，螺塞31采用内六角螺塞，当然，还可以是外六角螺塞等。设置放油口30是为了方便更换行星减速器中的润滑油。

对轴承的使用进行优化，行星轮21与行星轮轴23之间通过圆柱滚子轴承22连接，惰轮18与惰轮轴16之间通过滚针轴承17连接，输入轴1与行星架端板27之间、行星架端板27与第一箱盖5之间、输入轴1与输出轴13之间均通过深沟球轴承连接。当然，根据实际情况选择合适的轴承，并不局限于上述轴承。

本发明实施例提供了一种阀门执行器的行星减速器的主要传动参数，以供参考，具体为：输入齿轮的齿数：Z1=17；行星轮21齿数：Z2=26；内齿圈19齿数：Z3=70；惰轮18齿轮：Z4=20；输出轴13的输出齿轮的齿数：Z5=29；模数：m=5；传动比：i=6.8；负载扭矩：Tf=25000N.m；传动效率：>90%；安全系数：2.5；噪音等级：≤60。当然，上述数据只是一个具体实现方案，本领域技术人员根据实际需要可以对各项数据进行调整。

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。

Claims (10)

1.一种阀门执行器，包括行星减速器，所述行星减速器包括：减速器箱壳；输入轴(1)；与所述输入轴(1)同轴布置的输出轴(13)；设置在所述输入轴(1)上的输入齿轮；转动安装在所述减速器箱壳上的行星架端板(27)；固定连接所述行星架端板(27)和所述输出轴(13)的多个行星轮轴(23)；转动连接于所述行星轮轴(23)上的行星轮(21)，所述行星轮(21)与所述输入齿轮啮合；与所述行星轮(21)啮合的内齿圈(19)；

其特征在于，所述内齿圈(19)转动连接于所述减速器箱壳中；

所述行星减速器还包括：与所述内齿圈(19)和所述输出轴(13)的输出齿轮均啮合的多个惰轮(18)；

与所述惰轮(18)转动连接且固定在所述减速器箱壳中的惰轮轴(16)。

2.根据权利要求1所述的阀门执行器，其特征在于，所述行星减速器还包括固定连接所述行星架端板(27)和所述输出轴(13)的多个行星架连接轴(29)。

3.根据权利要求2所述的阀门执行器，其特征在于，所述行星架连接轴(29)的数量为至少三个。

4.根据权利要求1所述的阀门执行器，其特征在于，所述行星轮(21)的数量至少为三个，所述惰轮(18)的数量至少为三个。

5.根据权利要求1所述的阀门执行器，其特征在于，所述减速器箱壳包括第一箱盖(5)、第二箱盖(12)和箱壳主体(10)；

所述第一箱盖(5)和所述第二箱盖(12)分别安装在所述箱壳主体(10)的两端；

所述行星架端板(27)通过轴承(4)转动连接于所述第一箱盖(5)上；

所述惰轮轴(16)安装在所述第二箱盖(12)上。

6.根据权利要求5所述的阀门执行器，其特征在于，所述行星减速器还包括安装在所述第一箱盖(5)上的轴承端盖(26)；所述输入轴(1)通过轴承(3)与行星架端板(27)转动连接。

7.根据权利要求6所述的阀门执行器，其特征在于，所述轴承端盖(26)与所述输入轴(1)之间设置有第一油封(2)；所述第二箱盖(12)与所述输出轴(13)之间设置有第二油封(14)。

8.根据权利要求1所述的阀门执行器，其特征在于，所述输入轴(1)的内端容置在所述输出轴(13)的内端凹槽中，且所述输入轴(1)的内端通过轴承(28)与所述输出轴(13)的内端凹槽转动连接。

9.根据权利要求2所述的阀门执行器，其特征在于，所述行星轮轴(23)和所述行星架连接轴(29)均通过内六角平端紧定螺钉(20)固定在所述行星架端板(27)和所述输出轴(13)上。

10.根据权利要求5-7任一项所述的阀门执行器，其特征在于，所述第二箱盖(12)上设置有放油口(30)，所述放油口(30)上安装有螺塞(31)。