CN110092271A - 电机直驱的半开螺母式楼内直梯 - Google Patents
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Abstract
一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，包括两套驱动装置、两个行星滚柱丝杠副、两条半开螺母轨道和一个轿厢；两条半开螺母轨道对称布置在楼内电梯竖井的两侧；两套驱动装置左、右对称布置在轿厢两外侧；驱动电机通过齿轮传动，带动短丝杠长螺母的行星滚柱丝杠副运动，行星滚柱丝杠副中的丝杠组件相对于半开螺母直线移动，带动轿厢及其驱动电机等一起升降。本装置采用特殊行星滚柱丝杠副、半开螺母、电机直驱等结构实现了一种安全可靠、可组合、模块化的楼内电梯，具有结构简单、制造容易、维修方便、定位精度高、传动平稳、承载力大、安全可靠等优点，特别适合在高层建筑中推广。
Description
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，涉及一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，用于建筑内部的人或者货物输送的升降直梯。
背景技术
近年来，随着城镇化建设步伐的加快，各大、中、小城市中的高层建筑物不断增加，电梯的使用也越来越多。电梯的结构关乎电梯的安全和乘用人的生命财产安全，也关系到前期的投入成本和后期的使用维护成本。
目前，市场上常见的垂直升降电梯，多采用钢丝牵引和螺旋滑道导轨两种方式。钢丝绳牵引是一种传统的轿厢牵引方式，具有强度高、自重轻、工作平稳等优点，但驱动电机的工作扭矩大、使用周期短、维修困难、可靠性低。同时采用钢丝绳牵引，钢丝绳的长度长，折叠频率高、使用寿命受限。螺旋滑道导轨是一种新型电梯升降方式，通过电机驱动升降装置在相应导轨中上下移动，实现轿厢的升降，具有承载量大、可靠性高等优点，但其需配合相应的滑动螺旋推进盘才能组成升降装置，具有结构复杂、维修困难、运行不平稳、传动效率低等缺陷。
因此，为了提高电梯的安全性，便于在不同高度的建筑物中布置安装，而且结构简单，降低电梯的成本，特发明一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，具有重要的工程实用价值。
发明内容
本发明提出一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，用于建筑内部的人或者货物输送的自动直梯。
一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯采用的技术方案如下：
由两套驱动装置、两个行星滚柱丝杠副、两条半开螺母轨道和一个轿厢9组成；两条半开螺母轨道对称固定支承在楼内安装直梯的竖井两侧；两套驱动装置对称布置在轿厢9的左、右外侧，驱动装置固定连接在轿厢9的外侧壁，驱动装置中的行星滚柱丝杠副带动轿厢9沿两侧对称布置的半开螺母轨道沿轴向升降；
所述行星滚柱丝杠副由多个滚柱4、两个保持架5、一个丝杠7和多个半开螺母8组成；单个半开螺母8的轴向长度远大于丝杠7和滚柱4；滚柱4分五段，中间为外螺纹段，外螺纹的两侧对称布置有一外齿段和一圆柱段；丝杠7分五段，中间为外螺纹段，外螺纹的两侧对称布置有一外齿段和一圆柱段，圆柱段空套有链板6和保持架5且通过键安装有传动齿轮10；滚柱4的外螺纹段与丝杠7的外螺纹段向啮合，滚柱4的外齿段与丝杠7的外齿段啮合；保持架5为带有中心孔和多个径向均布孔的圆饼状，多个滚柱4的圆柱段与保持架5的径向均布孔配合，丝杠7的圆柱段穿过保持架5的中心孔，通过两个保持架5将多个滚柱4均布在丝杠7的外侧组成了行星滚柱丝杠副的丝杠组件；丝杠组件全部在半开螺母8中，多个滚柱4的外螺纹与半开螺母8的内螺纹接触；丝杠组件的两端连接有传动齿轮10，空套有链板6，齿轮10和链板6均位于半开螺母8的开口位置。
所述驱动装置由驱动电机1、齿轮2、惰轮3、链板6、传动齿轮10、齿轮轴11、惰轮轴12和行星滚柱丝杠副组成；齿轮轴11直接作为驱动电机1的转子，集成在驱动电机1内部；驱动电机1的外壳通过螺栓固连在轿厢9左、右两侧；齿轮2、惰轮3和行星滚柱丝杠副中的丝杠7两端的传动齿轮10组成齿轮轮系，相互啮合传递动力，链板6将丝杠7、齿轮轴11和惰轮轴12连接在一起。
所述半开螺母轨道由多个半开螺母8轴向叠加而成，叠加后的长度与楼层中需要升降的高度相同；半开螺母8是行星滚柱丝杠副中的一部分，相邻两个半开螺母8的端部法兰之间用螺栓固连，所有半开螺母8的结构形同，且开口方向相同；由侧面有开口且有内螺纹的半开螺母8通过多个螺栓连接组成；半开螺母8内侧螺纹构成行星滚柱丝杠副的螺母，半开螺母8两侧端面有开口的外凸法兰，外凸法兰均匀布置有安装螺栓的通孔，可以实现不同数量的半开螺母8进行装配组合，以实现轿厢9的长行程运动。
本发明的有益效果：一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，采用结构相同的多个半开螺母叠加的方式，实现电梯轿厢的升降导轨和支承，实现了电梯升降高度调节的模块化；采用特殊的行星滚柱丝杠副的螺旋传动增加了电梯轿厢的自锁性能，增加了电梯的安全性，采用齿轮传动和电机直驱的方法简化了电梯的整体结构，具有体积小、结构简单、传动效率高等优点。
附图说明
图1为本发明的总体结构主视图。
图2为本发明的总体结构俯视图。
图3为本发明的单侧驱动装置图。
图4为本发明的驱动传动组件图。
图5为本发明的单个半开螺母的结构图。
图6为本发明的丝杠结构图。
图7为本发明的行星滚柱丝杠副中的丝杠组件结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
如图1，一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，由两套驱动装置、两个行星滚珠丝杠、两条半开螺母轨道和一个轿厢9组成；两条半开螺母轨道对称固定支承在建筑物中安装直梯的竖井两侧；两套驱动装置对称布置在轿厢9的左、右外侧，并固定支承在轿厢9的外侧壁，驱动装置驱动行星滚珠丝杠机构带动轿厢9沿两侧对称布置的半开螺母轨道竖直升降。
如图2，连接在齿轮轴11两端对称布置两套齿轮组，齿轮组由齿轮2与传动齿轮10通过惰轮3啮合传动，两侧通过链板6固连，传动齿轮10通过键安装在丝杠7轴外伸杆上，驱动装置对称布置于轿厢9的两侧。
如图3，驱动电机1两侧对称布置的齿轮2作为驱动电机的转子驱动齿轮组旋转，传动齿轮10旋转带动行星滚珠丝杠机构运动，行星滚珠丝杠机构的滚珠4与半开螺母8的内螺纹啮合运动，通过链板6的固定支撑带动与驱动电机1固定连接的轿厢9进行轴向运动。
如图4，当驱动电机1驱动带动齿轮组使传动齿轮10旋转时，传动齿轮10带动丝杠7旋转同时带动行星滚珠丝杠机构进行旋转，行星滚珠丝杠机构通过两侧对称布置的保持架5进行限位安装，使沿丝杠7轴上圆周均匀布置的滚珠4旋转。
如图5，半开螺母8内侧螺纹与行星滚珠丝杠机构啮合运动，两侧端面圆周上均匀布置有通孔，可以实现不同数量的半开螺母8进行装配组合，以实现螺母组达到长行程的轿厢9运动。
如图6，丝杠7分五段，中间为外螺纹段，外螺纹的两侧对称布置有一外齿段和一圆柱段，圆柱段空套有链板6和保持架5且通过键安装有传动齿轮10。
如图7，行星滚柱丝杠副中的丝杠组件由多个滚柱4、两个保持架5、一个丝杠7组成；滚柱4分五段，中间为外螺纹段，外螺纹的两侧对称布置有一外齿段和一圆柱段。
滚柱4的外螺纹段与丝杠7的外螺纹段向啮合，滚柱4的外齿段与丝杠7的外齿段啮合；保持架5为带有中心孔和多个径向均布孔的圆饼状，多个滚柱4的圆柱段与保持架5的径向均布孔配合，丝杠7的圆柱段穿过保持架5的中心孔，通过两个保持架5将多个滚柱4均布在丝杠7的外侧组成了行星滚柱丝杠副的丝杠组件；丝杠组件全部在半开螺母8中，多个滚柱4的外螺纹与半开螺母8的内螺纹接触；丝杠组件的两端连接有传动齿轮10，空套有链板6，齿轮10和链板6均位于半开螺母8的开口位置。行星滚珠丝杠上沿丝杠7圆周均匀分布的滚珠4与半开螺母8的内螺纹啮合，行星滚珠丝杠与半开螺母8组成的丝杠螺母机构带动轿厢9进行轴向运动。
本发明的工作过程：
一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，当布置在轿厢9两侧，且与轿厢9固定连接的驱动电机1启动时，驱动电机1通过齿轮轴11带动齿轮2，经惰轮3传动至传动齿轮10，传动齿轮10带动丝杠7，丝杠7经多个滚柱4传动，相对于半开螺母8轴向移动，实现轿厢9相对于半开螺母轨道的上升或者下降；当驱动电机1反向转动时，轿厢9相对于半开螺母轨道的移动方向相反；当驱动电机1停止时，由于行星滚柱丝杠副本身的自锁性能和驱动电机1的抱紧制动装置，使轿厢9相对于半开螺母轨道的位置固定，即使出现机械或者电气故障时，也能保证轿厢9安全的停靠在某一楼层位置。驱动电机1的启动、停止、反向等操作由电梯的电气控制单元完成。
本发明的工作原理：
一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，采用了一种特殊的短丝杠长螺母的行星滚柱丝杠副，实现丝杠组件相对螺母的直线移动；用半开螺母8结构实现了驱动电机与行星滚柱丝杠副中丝杆组件之间的动力传递；通过多组齿轮传动方式实现驱动电机与行星滚柱丝杠副之间的动力可靠传递；利用轿厢两侧两套驱动传动装置对称的布置形式和多个半开螺母8轴向叠加的模块化方式，实现了轿厢升降的导向和运动行程的改变；半开螺母8的结构大幅降低了行星滚柱丝杠副中螺母的加工难度。
Claims (3)
1.一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，其特征在于：由两套驱动装置、两个行星滚柱丝杠副、两条半开螺母轨道和一个轿厢（9）组成；两条半开螺母轨道对称固定支承在楼内安装直梯的竖井两侧；两套驱动装置对称布置在轿厢（9）的左、右外侧，驱动装置固定连接在轿厢（9）的外侧壁，驱动装置中的行星滚柱丝杠副带动轿厢（9）沿两侧对称布置的半开螺母轨道沿轴向升降；
所述行星滚柱丝杠副由多个滚柱（4）、两个保持架（5）、一个丝杠（7）和多个半开螺母（8）组成；单个半开螺母（8）的轴向长度远大于丝杠（7）和滚柱（4）；滚柱（4）分五段，中间为外螺纹段，外螺纹的两侧对称布置有一外齿段和一圆柱段；丝杠（7）分五段，中间为外螺纹段，外螺纹的两侧对称布置有一外齿段和一圆柱段，圆柱段空套有链板（6）和保持架（5）且通过键安装有传动齿轮（10）；滚柱（4）的外螺纹段与丝杠（7）的外螺纹段向啮合，滚柱（4）的外齿段与丝杠（7）的外齿段啮合；保持架（5）为带有中心孔和多个径向均布孔的圆饼状，多个滚柱（4）的圆柱段与保持架（5）的径向均布孔配合，丝杠（7）的圆柱段穿过保持架（5）的中心孔，通过两个保持架（5）将多个滚柱（4）均布在丝杠（7）的外侧组成了行星滚柱丝杠副的丝杠组件；丝杠组件全部在半开螺母（8）中，多个滚柱（4）的外螺纹与半开螺母（8）的内螺纹接触；丝杠组件的两端连接有传动齿轮（10），空套有链板（6），齿轮（10）和链板（6）均位于半开螺母（8）的开口位置。
2.如权利要求1所述的一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，其特征在于：驱动装置由驱动电机（1）、齿轮（2）、惰轮（3）、链板（6）、传动齿轮（10）、齿轮轴（11）、惰轮轴（12）和行星滚柱丝杠副组成；齿轮轴（11）直接作为驱动电机（1）的转子，集成在驱动电机（1）内部；驱动电机（1）的外壳通过螺栓固连在轿厢（9）左、右两侧；齿轮（2）、惰轮（3）和行星滚柱丝杠副中的丝杠（7）两端的传动齿轮（10）组成齿轮轮系，相互啮合传递动力，链板（6）将丝杠（7）、齿轮轴（11）和惰轮轴（12）连接在一起。
3.如权利要求1所述的一种电机直驱的半开螺母式楼内直梯，其特征在于：半开螺母轨道由多个半开螺母（8）轴向叠加而成，叠加后的长度与楼层中需要升降的高度相同；半开螺母（8）是行星滚柱丝杠副中的一部分，相邻两个半开螺母（8）的端部法兰之间用螺栓固连，所有半开螺母（8）的结构形同，且开口方向相同；由侧面有开口且有内螺纹的半开螺母（8）通过多个螺栓连接组成；半开螺母（8）内侧螺纹构成行星滚柱丝杠副的螺母，半开螺母（8）两侧端面有开口的外凸法兰，外凸法兰均匀布置有安装螺栓的通孔，可以实现不同数量的半开螺母（8）进行装配组合，以实现轿厢（9）的长行程运动。
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