CN105149971B - 一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，包括伺服驱动电机、支座、减速器、蜗杆、蜗轮、联轴器及蜗杆安装座，所述的伺服驱动电机的输出轴与减速器固定连接，该减速器的输出轴与所述的蜗杆一端端部通过联轴器连接，蜗杆安装于蜗杆安装座内，蜗轮与蜗杆啮合传动，所述蜗杆另一端端部安装有过渡轴套，过渡轴套上固连有过渡联轴器，蜗杆安装座端部安装有安装盘，在安装盘上设有监测元件以及用于保护所述监测元件的监测元件保护罩，监测元件输出轴与所述的过渡轴套通过过渡联轴器连接，本设计能够即时反馈蜗杆旋转情况，并与伺服驱动元件比较，判断蜗杆轴系是否处于滞后甚至停转状态，极大提高故障早期发现率，提高蜗轮蜗杆的使用寿命，保证加工零件的精度。

Description

一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系
技术领域
本发明涉及属于数控机床技术领域，特别是一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系。
背景技术
随着科技的进步，大重型高精密零件需求量不断增加，如风电齿轮、船用螺旋桨等，这极大的推动了大重型数控回转工作台的发展。蜗杆轴系作为数控回转工作台重要的组成部分，也向着高精、重载、高动态响应的方向发展。动态响应能力的优劣对应着蜗杆旋转与伺服电机输出轴旋转的同步性程度。同步性越高，动态响应能力越优良，则数控系统理论旋转角度、伺服电机、蜗轮蜗杆副、工作台面的实际旋转角度则高度一致，被加工零件的精度越高，反之精度越低，严重者造成零件报废、蜗轮副永久性损伤。因此蜗杆轴系与伺服电机旋转的高度同步性成为一项亟待解决的问题。
分析同步性不一致的主要原因有两点：1)蜗轮蜗杆副接触磨损造成的间隙增大；2)蜗杆轴系联轴器松动，形成打滑。目前各研究单位以及一些企业针对上述两点也进行了不断的研究，如目前有些公司采用双导程蜗杆通过调整其位置及时弥补磨损造成的间隙增大、更换紧固力更强的刚性联轴器等措施，也取得了较好的成绩，再如国外一些厂家采用消隙两截式蜗杆，也可以提高同步性。但不难看出，上述解决方法的有效性、有效持续时间以及可靠性均无法监测，依然会出现报废零件、损伤转台的重大生产事故，造成极大经济损失。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种设计合理、提高生产效率的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，包括伺服驱动电机、减速器、蜗杆、蜗轮、联轴器及蜗杆安装座，所述的伺服驱动电机的输出轴与减速器固定连接，该减速器的输出轴与所述的蜗杆一端端部通过联轴器连接，且所述的减速器与蜗杆安装座之间安装有支座，该支座一端与减速器配合固定，另一端安装在蜗杆安装座的端部上，所述的蜗杆安装于蜗杆安装座内，所述的蜗轮与蜗杆啮合传动，其特征在于：所述的蜗杆另一端端部安装有过渡轴套，在所述的过渡轴套上固连有过渡联轴器，在上述的蜗杆安装座端部安装有安装盘，在安装盘上设有监测元件以及用于保护所述监测元件的监测元件保护罩，监测元件设置有可旋转的检测元件输出轴，所述的监测元件输出轴与所述的过渡轴套通过过渡联轴器连接，所述的监测元件防护罩与所述的蜗杆安装座联接所述的安装盘被罩于所述的监测元件防护罩内。
优选地，所述的蜗杆与所述的蜗杆安装座之间安装有若干个用于防止径跳和端跳的轴承，该轴承分布于所述蜗杆左右两端，这样使得蜗杆可以沿蜗杆轴线旋转，始终保持在同一轴线上转动。
优选地，所述位于蜗杆左端的轴承侧端安装有防止蜗杆轴向方向移动的锁紧螺钉。
优选地，所述的过渡轴套上设置有紧定螺钉，过渡轴套通过该紧定螺钉与所述的蜗杆紧固连接。
优选地，所述的蜗杆与蜗杆安装座之间还安装有骨架油封，该骨架油封设置在右端的蜗杆上，密封蜗杆与蜗轮之间的润滑油，防止外漏。
优选地，所述的轴承包括滚动轴承或滑动轴承。
优选地，所述的蜗杆包括单导程蜗杆或者左右齿面具有不同导程的双导程蜗杆。
优选地，所述的减速器包括皮带轮减速器或齿轮减速器。
本发明得到的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，通过采用上述技术方案，具有结构设计合理，保证了产品的使用性能和工艺性能，本设计可以实时的通过监测元件在线监测蜗杆的转位角度，且与伺服电机转位角度对比，判断是否同步，当不同步时，发出报警停机信号，具有提高发现初期故障机率、降低经济损失的优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中：伺服驱动电机1、减速器2、联轴器3、锁紧螺母4、轴承5、蜗杆6、蜗杆安装座7、紧定螺钉8、过渡轴套9、过渡联轴器10、监测元件防护罩11、监测元件12、安装盘13、骨架油封14、轴承15、蜗轮16、轴承垫17、支座18。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例：
如图1所示，本发明提供的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，包括伺服驱动电机、减速器2、刚性的联轴器3、锁紧螺母4、轴承5、蜗杆6、蜗杆安装座7、紧定螺钉8、过渡轴套9、过渡联轴器10、监测元件防护罩11、监测元件12、安装盘13、骨架油封14、轴承15、蜗轮16、轴承垫17、支座18，具体地如下：所述的伺服驱动电机1与所述的减速器2相联接，减速器2后侧设有安装孔，该安装孔与伺服驱动电机1的输出轴配合；所述的减速器2与所述的支座18通过螺钉固定连接，所述蜗杆6为双导程蜗杆，该双导程蜗杆其左右齿面具有不同的导程，厚具有按规律逐渐加厚的特点，能调整蜗轮蜗杆的间隙达到最佳状态；所述的蜗杆6与所述减速器2的输出轴通过所述的刚性联轴器3固定连接；所述的蜗杆6在所述的轴承5、15联合作用下，可以沿蜗杆6轴线旋转，轴承主要分为左右两组轴承，两组轴承的作用下蜗杆6旋转时具有良好的径跳和端跳；所述的蜗杆轴承5被所述的锁紧螺母4固定，在锁紧螺母4与所述轴承垫17的作用下，蜗杆6的轴向位移被限制；所述的蜗杆6轴端安装有过渡轴套9，过渡轴套9与蜗杆6同轴，且被所述紧定螺钉8紧固；所述的监测元件12其特殊之处在于伸出轴可旋转，检测元件12外侧壳体固定到所述的安装盘13上；所述的监测元件12与所述的过渡轴套9通过过渡联轴器10连接；所述的安装盘13与蜗杆安装座7联接；所述的安装盘13被罩于所述的监测元件防护罩11内；所述的监测元件防护罩11与所述的蜗杆安装座联接。所述的蜗杆6与所述的蜗轮16啮合传动，其特征在于蜗轮的转位角度严格按一定齿数比依照于蜗杆的转位角度；所述的骨架油封14安装于蜗杆安装座7内，其特征在于密封蜗杆6与蜗轮16之间的润滑油。
对于本发明设计的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系作进一步说明：根据使用要求，设定伺服驱动电机1的转速和转数，伺服驱动电机1经过减速器2减速后，通过刚性的联轴器3的扭矩传递作用驱动蜗杆6旋转，而蜗杆6在两组轴承的支撑下可以沿其轴线旋转，通过蜗杆头部的过渡轴套以及过渡联轴器，带动监测元件12的伸出轴旋转，这里主要是检测元件是时时刻刻跟随蜗杆旋转，故可精确的检测到被测信号，具体地，监测元件的旋转部件与固定部件之间的相对旋转可以形成转速、旋转开始时间、旋转角度等信号。监测元件12可以检测预先设定的信号，与伺服电机相应的信号对比，即可得出蜗杆轴系与伺服驱动电机是否同步的判断，当超过设定的同步标准时，报警，并反馈给控制系统执行数控转台、机床主轴的停机操作。
且能够即时反馈蜗杆旋转情况，并与伺服驱动元件比较，判断蜗杆轴系是否处于滞后甚至停转状态，极大提高故障早期发现率，提高蜗轮蜗杆的使用寿命，保证加工零件的精度。
对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于由本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，包括伺服驱动电机、减速器、蜗杆、蜗轮、联轴器及蜗杆安装座，所述的伺服驱动电机的输出轴与减速器固定连接，该减速器的输出轴与所述的蜗杆一端端部通过联轴器连接，且所述的减速器与蜗杆安装座之间安装有支座，该支座一端与减速器配合固定，另一端安装在蜗杆安装座的端部上，所述的蜗杆安装于蜗杆安装座内，所述的蜗轮与蜗杆啮合传动，其特征在于：所述的蜗杆另一端端部安装有过渡轴套，在所述的过渡轴套上固连有过渡联轴器，在上述的蜗杆安装座端部安装有安装盘，在安装盘上设有监测元件以及用于保护所述监测元件的监测元件保护罩，监测元件设置有可旋转的检测元件输出轴，所述的监测元件输出轴与所述的过渡轴套通过过渡联轴器连接，所述的监测元件防护罩与所述的蜗杆安装座联接，所述的安装盘被罩于所述的监测元件防护罩内；
根据使用要求，设定伺服驱动电机的转速和转数，伺服驱动电机经过减速器减速后，通过刚性的联轴器的扭矩传递作用驱动蜗杆旋转，而蜗杆在两组轴承的支撑下可以沿其轴线旋转，通过蜗杆头部的过渡轴套以及过渡联轴器，带动监测元件的伸出轴旋转，监测元件时时刻刻跟随蜗杆旋转，监测元件的旋转部件与固定部件之间的相对旋转形成转速、旋转开始时间、旋转角度信号，监测元件检测预先设定的信号，与伺服电机相应的信号对比，即可得出蜗杆轴系与伺服驱动电机是否同步的判断，当超过设定的同步标准时，报警，并反馈给控制系统执行数控转台、机床主轴的停机操作。
2.根据权利要求1所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述的蜗杆与所述的蜗杆安装座之间安装有若干个用于保证径向精度和轴向精度的所述轴承，该轴承分布于所述蜗杆左右两端。
3.根据权利要求2所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述位于蜗杆左端的轴承侧端安装有防止蜗杆轴向方向移动的锁紧螺钉。
4.根据权利要求1所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述的过渡轴套上设置有紧定螺钉，过渡轴套通过该紧定螺钉与所述的蜗杆紧固连接。
5.根据权利要求1所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述的蜗杆与蜗杆安装座之间还安装有骨架油封，该骨架油封设置在右端的蜗杆上。
6.根据权利要求2所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述的轴承包括滚动轴承或滑动轴承。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述的蜗杆包括单导程蜗杆或者左右齿面具有不同导程的双导程蜗杆。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的一种反馈式防滞后运动蜗杆轴系，其特征在于：所述的减速器包括皮带轮减速器或齿轮减速器。
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