CN106130249A - 一种压力反馈式控制单向作用电缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力反馈式控制单向作用电缸，其属于直线驱动装置领域。为了避免因电缸的偶然超负荷运作造成电缸的损坏，以及提高电缸在压装配合工艺中的实用性，本发明公开了一种电缸，其可实现通过分析圆环压力传感器实时反馈的推杆输出压力值的数据，监控推杆输出状态，控制伺服电机的输出或暂停。本发明公开的电缸将伺服电机与丝杆副结合，选取齿轮副作为传动机构，利用滚针轴承的轴向不限位特性将圆环压力传感器布置于电缸末端，采用推杆上多个浅凹槽与前端环盖上多个小凸块的滑动配合方式制止推杆的旋转。

Description

一种压力反馈式控制单向作用电缸

技术领域

本发明涉及直线驱动装置领域，具体而言，涉及一种压力反馈式控制单向作用电缸。

背景技术

直线驱动装置可以实现挤压定位动作，在工业生产中是不可或缺的装置，传统直线驱动装置大致分为两类，一类是液压驱动装置，例如液压缸；另一类是气压驱动装置，例如气缸。由于传统直线驱动装置结构复杂、故障率高、噪音大、无法实现多行程进给且有污染性等等缺陷，促使人们必须提出一种全新的直线驱动方案。闭环控制的伺服电机的成熟应用，促使了电缸的诞生，其原理是通过传动机构将伺服电机精准定量的旋转运动传递给丝杆，通过丝杆螺母将丝杆的旋转运动转化成推杆的直线运动。虽然电缸与传统直线驱动装置相比具有结构简单、噪音小、干净以及可实现高精度的多行程定位功能，但实际应用中仍有不完美之处，比如电缸在推移动作时，可能会出现被推移物体因某些原因而卡死未抵达预定位置，而电缸仍继续输出，最终导致电缸或被推移物品的损坏；再比如在装配挤压动作中，由于被组装零件加工误差的存在，可能会出现被组装零件间配合还未到位，而电缸已完成了指定进给位移并停止了进给，最终导致残次品，又或者可能会出现被组装零件间配合已到位，而电缸还未完成指定进给位移并继续进给，最终导致电缸或被组装零件损坏。为解决上述问题，我们需要为电缸添加压力监测功能，实现根据压力传感器反馈的实时压力值数据控制电缸的运作或停止。

CN 204808084U 为2015年11月25日公告的一款伺服电缸，其通过同步带、同步带轮连接伺服电机与丝杠，其在筒体上设计有长形导向槽，出力轴顶出端设置有压力传感器。

上述专利中所述电缸，配置压力传感器进行输出压力的监测，并采用了同步带将伺服电机的旋转运动传递至丝杆，其不足之处在于将压力传感器设置在了出力轴顶出端，频繁的往复运动不利于布线且不利于传感器的使用寿命，甚至可能对压装动作的执行产生干涉。同步带式的传动方式不宜于传递过大的扭矩，且不耐磨损，并需要额外设置张紧机构，使整体装置复杂化。其筒体为防止推杆旋转而设置的长槽使筒体容易出现因受力不均导致变形的故障。

发明内容

为了克服现有电缸技术中存在的压力传感器不宜布线、传动机构不宜传递大扭矩、止转机构对装置壳体强度具有不良影响这些缺陷，本发明提供了一种压力反馈式控制单向作用电缸，方便了压力传感器的布线，提高了传动机构对大扭矩的可传递性，避免了止转机构对装置壳体强度的影响。

本发明的技术方案如下：一种压力反馈式控制单向作用电缸，包括后端盖、传动箱体、止推定位环、轴承部壳体、壳体衔接件、推杆部壳体、前端环盖、伺服电机、主动齿轮、中继齿轮、从动齿轮、丝杆、丝杆螺母、圆环压力传感器、平面轴承、滚针轴承组、浮动推环、弹簧、推杆、滑动轴承、止推环、防尘圈。所述后端盖、所述传动箱体、所述轴承部壳体、所述壳体衔接件、所述推杆部壳体和所述前端环盖依次连接，构成所述一种压力反馈式控制单向作用电缸的壳体。

所述伺服电机通过所述主动齿轮、所述中继齿轮、所述从动齿轮与所述丝杆连接，所述丝杆通过滚针轴承与所述轴承部壳体组装，所述丝杆与所述丝杆螺母配合，所述丝杆轴线与所述推杆轴线重合，所述丝杆螺纹端从所述推杆带法兰端插入所述推杆孔内，所述丝杆螺母与所述推杆以法兰方式连接，所述推杆的另一端安装有压头安装座，以便换装各型压头。

所述丝杆具有台阶轴的一端安装有所述平面轴承，所述平面轴承的另一面接触圆环压力传感器，所述圆环压力传感器另一面接触所述后端盖。所述丝杆在所述壳体衔接件与所述滚针轴承组之间设置有一台阶，在所述台阶处安装有所述浮动推环，所述浮动推环与所述壳体衔接件之间安装有所述弹簧，所述弹簧通过所述浮动推环给所述丝杆恒定预紧力，使所述丝杆通过所述平面轴承时刻与所述圆环压力传感器接触。所述推杆部壳体在可使推杆伸出的一端的内孔镶嵌有所述滑动轴承，所述推杆部壳体在可使推杆伸出的一端的端面安装有所述前端环盖，所述滑动轴承与所述前端环盖间装有所述防尘圈，以确保所述丝杆与所述丝杆螺母处于相对干净的空间。所述推杆外圆柱面设置有若干凹槽，所述前端环盖设置有若干凸块，所述若干凹槽与所述若干凸块配合滑动，以阻止所述推杆相对所述推杆部壳体转动。

此技术方案利用了滚针轴承在轴向不限位的特点，将所述推杆给所述丝杆的反作用力通过所述平面轴承完全传递给所述圆环压力传感器，避免了所述反作用力被接触丝杆的其它零件吸收，从而在实现了压力传感器后置式布局，确保了实时压力值的可测性、真实性。

本发明的有益效果是，方便了压力传感器的布线，避免了因压力传感器随运动件运动造成压力传感器使用寿命缩减，可实现较高的推力输出，电缸壳体强度不受止转机构的影响。

附图说明

图1是本发明一种压力反馈式控制单向作用电缸的一个实施例的轴测图。

图2是本发明一种压力反馈式控制单向作用电缸的一个实施例的整体剖视图。

图3是图2的B-B剖视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，为具备本发明特征的一个实施例压力反馈式控制单向作用电缸100。

如图2所示，压力反馈式控制单向作用电缸100包括伺服电机1、后端盖2、传动箱体3、轴承部壳体4、壳体衔接件5、推杆部壳体6、前端环盖7、主动齿轮8、中继齿轮9、从动齿轮10、锁紧螺母11、球轴承12、中继齿轮轴13、圆环压力传感器14、平面轴承15、止推定位环16、轴套17、卡簧18、滚针轴承组19、浮动推环20、弹簧21、丝杆22、丝杆螺母23、推杆24、滑动轴承25、止推环26、防尘圈27、压头安装座28。

伺服电机1通过自身安装面的凸台与传动箱体3进行轴孔配合定位，并通过螺栓将伺服电机1、传动箱体3和后端盖2贯穿紧固连接。伺服电机1与主动齿轮8键连接，并通过锁紧螺母11轴向定位。中继齿轮轴13通过球轴承12与传动箱体3连接，并通过中继齿轮轴13自身台阶进行轴向定位，中继齿轮9与中继齿轮轴13键连接，并通过轴套给予轴向定位。从动齿轮10与丝杆22键连接，并通过丝杆22自身台阶、轴套进行轴向定位。主动齿轮8、中继齿轮9及从动齿轮10依次咬合传动，伺服电机1的定量旋转运动传递到了丝杆22。

丝杆22通过滚针轴承组19与轴承部壳体4配合连接，滚针轴承组19在靠近推杆24一端通过台阶、轴套分别定位滚针轴承组19外圈及内圈和滚针，另一端通过止推定位环16、轴套17和卡黃18分别轴向定位滚针轴承组19外圈及内圈和滚针。轴承部壳体4通过止推定位环16与传动箱体3轴孔配合定位。

后端盖2圆环凹槽内装有圆环压力传感器14，丝杆22在台阶轴端安装有平面轴承15，平面轴承15与圆环压力传感器14接触，此设置使推杆24经由丝杆螺母23给予丝杆22的轴向挤压作用力完全传递给圆环压力传感器14。

轴承部壳体4的另一端通过壳体衔接件5与推杆部壳体6轴孔配合定位，后端盖2、传动箱体3、轴承部壳体4、壳体衔接件5及推杆部壳体6通过加长型螺栓连接紧固。丝杆22在壳体衔接件5与滚针轴承组19之间设置有台阶，所述台阶处安装有浮动推环20，浮动推环20与壳体衔接件5之间设置有弹簧21，弹簧21通过对丝杆22的作用，使平面轴承15各零件间保持正常接触状态。

丝杆22螺纹处配合安装丝杆螺母23，丝杆螺母23与推杆24轴孔配合定位，且以法兰螺栓紧固连接，推杆部壳体6在可使推杆24伸出的一端的孔内镶嵌有滑动轴承25，且推杆部壳体6在可使推杆24伸出的一端端面采用螺钉紧固方式安装有前端环盖7，滑动轴承25由推杆部壳体6自身的台阶和止推环26给予轴向定位，止推环26与前端环盖7间设置有防尘圈27.推杆24外圆柱面设置有凹槽与前端环盖7内孔处设置的凸块相配合，以防止推杆24相对推杆部壳体6旋转。推杆24伸出端与压头安装座28轴孔配合定位，且采用焊接方式固定，根据生产工艺的需求，压头安装支座28上可以以螺纹安装方式安装各种不同直径、形状的压头。

Claims (7)

1.一种压力反馈式控制单向作用电缸，其包括壳体、伺服电机、传动机构、丝杆副、推杆，壳体为后端盖、传动箱体、轴承部壳体、壳体衔接件、推杆部壳体、前端环盖依次连接，伺服电机通过传动机构驱动丝杆旋转，丝杆与轴承部壳体通过轴承组连接，丝杆螺纹端从推杆的法兰端插入推杆孔内，推杆法兰与丝杆螺母法兰连接，其特征在于，所述压力反馈式控制单向作用电缸后端盖安装有圆环压力传感器，圆环压力传感器通过平面轴承与所述丝杆台阶轴端连接，所述圆环压力传感器与所述丝杆轴线重合。

2.如权利要求1所述压力反馈式控制单向作用电缸，其特征在于：所述传动机构由主动齿轮、中继齿轮、从动齿轮三齿轮依次啮合组成。

3.如权利要求1所述压力反馈式控制单向作用电缸，其特征在于：连接所述丝杆与所述轴承部壳体的轴承组为滚针轴承组。

4.如权利要求1所述压力反馈式控制单向作用电缸，其特征在于：所述丝杆与所述壳体间轴向设置有弹簧。

5.如权利要求1所述压力反馈式控制单向作用电缸，其特征在于：所述推杆部壳体在可使所述推杆伸出的一端的内孔镶嵌有滑动轴承。

6.如权利要求5所述压力反馈式控制单向作用电缸，其特征在于：所述滑动轴承与所述前端环盖之间设置有防尘圈。

7.如权利要求6所述压力反馈式控制单向作用电缸，其特征在于：所述前端环盖内孔处设置有若干凸块，所述推杆外圆柱面设置有若干轴向凹槽，所述若干凸块与所述若干凹槽配合滑动。