CN110240081A - 一种4级滚珠丝杠电动缸 - Google Patents

Abstract

一种4级滚珠丝杠电动缸，包括配置有动力装置和传动装置的动力传动箱、由内之外依次竖向同轴设置在动力传动箱上的三级传动轴、四级滚珠丝杠(螺母)、一副套筒滚珠螺母以及四级滑套，第一级传动轴与第四级滚珠丝杠螺母之间可相互滑动，各级滚珠丝杠(螺母)间分别组成一组滚珠丝杠副，各级滚珠丝杠(螺母)还通过支承轴承与一级对应的滑套相连，各滑套间均可通过导向键做上下直线滑动，在第一级滚珠丝杠及外滑套的顶部紧固盖装有上顶板。工作时，动力装置通过传动装置驱动第一级传动轴旋转后相继带动各滚珠丝杠(螺母)、套筒滚珠螺母以及四级滑套工作，进而实现使工作载荷举升和落下的功能。

Description

一种4级滚珠丝杠电动缸

技术领域

本发明属于电动升降机械装置技术领域，涉及一种主要应用于野外举升作业方面的升降机械，具体地说是一种采用滚珠丝杠副作为传动元件的4级滚珠丝杠电动缸。

背景技术

目前在举升探测、跟踪设备等行业场所，根据需要，往往要将被举升物体举升到不同高度进行工作。传统的升降技术中一般采用液动升降设备、气动升降设备以及梯形电动缸驱动升降设备。液动升降设备、气动升降设备需要配备液压系统和压缩机，存在有设备结构庞大、自重大，承载力小、不易自锁，传动不准确以及使用受到诸多环境条件的限制等缺点；现有的梯形电动缸升降设备虽然自锁性好，但结构复杂，旋转轴承及丝杠螺母均要承受载荷，结构受力不好，效率很低，可靠性不高，定位精度也较差。另外，现有的梯形电动缸升降设备采用的都是上小下大的升起结构，即作为升降构件的滑套设置在作为支撑构件的外套管之内，上面伸出部分逐级减小，这种结构在各升降构件的结合部之间很容易积尘和漏水，防雨防尘效果差，不适合在露天和野外工作场所使用。

发明内容

本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构简单合理、工作性能可靠、传动效率和定位精度高、自锁性好、能很好地防尘防雨、可充分适应野外举升作业的4级滚珠丝杠电动缸。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的4级滚珠丝杠电动缸包括配置有动力装置和传动装置的动力传动箱、竖向设置在动力传动箱上的第一级传动轴以及自内至外依次同轴套装在第一级传动轴外的第二级传动轴、第三级传动轴、第一级滚珠丝杠、第二级滚珠丝杠螺母、第三级滚珠丝杠螺母、第四级滚珠丝杠螺母、套筒滚珠螺母、第一级滑套、第二级滑套、第三级滑套、外滑套，上述三级传动轴的轴杆均为四方杆，动力装置通过传动装置带动第一级传动轴做旋转运动，第四级滚珠丝杠螺母的下部设有与第一级传动轴的四方轴杆相配合的四方孔，第一级传动轴与第四级滚珠丝杠螺母之间可相互滑动，嵌套在第一级传动轴外的第二级传动轴通过其下端设置的第一支承轴承与第三级滚珠丝杠螺母相连，两者间可相互转动，嵌套在第二级传动轴外的第三级传动轴与第二级滚珠丝杠螺母在下端固定，第二级滚珠丝杠螺母的上部通过第三支承轴承与第三级滑套连接，两者间可相互转动，第一级滚珠丝杠与第二级滚珠丝杠螺母通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成一组滚珠丝杠副，当第二级滚珠丝杠螺母旋转并向上移动时第一级滚珠丝杠可以向上直线移动，第二级滚珠丝杠螺母与第三级滚珠丝杠螺母通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第二组滚珠丝杠副，当第二级滚珠丝杠螺母旋转时第三级滚珠丝杠螺母可以上下呈直线运动，第三级滚珠丝杠螺母与第四级滚珠丝杠螺母通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第三组滚珠丝杠副，当第三级滚珠丝杠螺母旋转时第四级滚珠丝杠螺母可以上下呈直线运动，第四级滚珠丝杠螺母与套筒滚珠螺母通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第四组滚珠丝杠副，第四级滚珠丝杠螺母顶部通过第二支承轴承与第一级滑套连接，两者间可相互转动，套筒滚珠螺母的下端固定在动力传动箱上，在第一级滑套内孔壁上开有长键槽，在套筒滚珠螺母外壁上部安装有第一导向键，第一级滑套与套筒滚珠螺母间通过第一导向键可上下直线滑动，在第二级滑套内孔壁上开有长键槽，在第一级滑套外壁上部安装有第二导向键，第二级滑套与第一级滑套间通过第二导向键可上下直线滑动，在第三级滑套内孔壁上开有长键槽，在第二级滑套外壁上部安装有第三导向键，第三级滑套与第二级滑套间通过第三导向键可上下直线滑动，在外滑套内孔壁上开有长键槽，在第三级滑套外壁上部安装有第四导向键，外滑套与第三级滑套间通过第四导向键可上下直线滑动，在第一级滚珠丝杠及外滑套的顶部紧固盖装有一块上顶板。

上述的4级滚珠丝杠电动缸中，第一级传动轴的下端通过轴承安装在动力传动箱上，第一级传动轴可在动力装置带动下做旋转运动。

上述的4级滚珠丝杠电动缸中，所述的动力装置由电机和减速机组成，所述的传动装置有啮合传动的主动齿轮和从动齿轮组成，第一级传动轴下端杆装在从动齿轮的轮心上，电机驱动减速机后依次经主动齿轮和从动齿轮带动第一级传动轴做旋转运动。

本发明所述的4级滚珠丝杠电动缸做举升和降落工作时，电机驱动减速机旋转，进而带动主动齿轮旋转，并通过从动齿轮使第一级传动轴沿轴向转动，第一级传动轴旋转的同时又按序带动周边的两级传动轴旋转，从而带动其中第二级和第四级滚珠滚珠丝杠螺母转动，第三级滚珠丝杠螺母及第一级滚珠丝杠不旋转，当第二级滚珠丝杠螺母转动时，第一级滚珠丝杠相对于第二级滚珠丝杠螺母向上移动，同时第二级滚珠丝杠螺母相对于第三级滚珠丝杠螺母向上旋转移动；同理，第四级滚珠丝杠螺母转动时，第三级滚珠丝杠螺母相对于第四级滚珠丝向上移动，同时第四级滚珠丝杠螺母相对于套筒滚珠螺母向上旋转移动，从而完成四级滚珠丝杠的同步展开，实现将工作载荷举升的功能；反之，可完成四级滚珠丝杠的同步闭合，实现使工作载荷落下的功能。

与现有的同类技术相比，本发明的结构简单紧凑、安全可靠转动效率高、节能环保、自锁性好，由于设备中省去了旋转支承轴承，丝杠之间也无需滑动键，不仅加工容易，而且结构受力较好(只有丝杠及丝杠螺母承受载荷，丝杠和螺母一体化设计，承力件更少)，具有很小的闭合高度和最大的展开高度(展开高度与闭合高度之比可达到1：4.6)，结构受力好，安全可靠；另外，由于本发明采用了使外滑套做升降运动的上大下小的结构，因而也就使设备具有很好的防尘和防雨功能，非常适用于露天和野外工作的各种起竖设备和升降装置。

附图说明

图1是本发明一个具体实施例的结构示意图。

附图中各数字标号的名称分别是：1－电机，2－减速机，3－动力传动箱，4－主动齿轮，5－从动齿轮，6－轴承，7－第一级传动轴，8－第二级传动轴，9－第三级传动轴，10－第一级滚珠丝杠，11－第二级滚珠丝杠螺母，12－第三级滚珠丝杠螺母，13－第四级滚珠丝杠螺母,14－套筒滚珠螺母,15－第一级滑套，16－第二级滑套，17－第三级滑套，18－外滑套，19－第四导向键，20－第三导向键，21－第二导向键，22－第一导向键，23－第一密封，24－第二密封，25－第三密封,26－第四密封,27－第一支承轴承,28－第二支承轴承,29－第三支承轴承，30－上顶板。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。

参见附图，本发明所述的4级滚珠丝杠电动缸由动力传动箱3、设置在动力传动箱上3的电机1、减速机2、主动齿轮4、从动齿轮5、第一级传动轴7、第二级传动轴8、第三级传动轴9、第一级滚珠丝杠10、第二级滚珠丝杠螺母11、第三级滚珠丝杠螺母12、第四级滚珠丝杠螺母13、套筒滚珠螺母14、第一级滑套15、第二级滑套16、第三级滑套17、外滑套18、上顶板30以及轴承6、第一支承轴承27、第二支承轴承28、第三支承轴承29等构件组成。电机1和减速机2组成动力装置，啮合连接的主动齿轮4和从动齿轮5构成齿轮副传动装置。第一级传动轴7的轴杆为四方杆，从动齿轮5安装在第一级传动轴7的下轴端，轴承6安装在动力传动箱3上部，并对第一级传动轴7起旋转支承作用。在第一级传动轴7外由内至外依次同轴套设有第二级传动轴8、第三级传动轴9、第一级滚珠丝杠10、第二级滚珠丝杠螺母11、第三级滚珠丝杠螺母12、第四级滚珠丝杠螺母13、套筒滚珠螺母14、第一级滑套15、第二级滑套16、第三级滑套17和外滑套18。第二级传动轴8和第三级传动轴9的轴杆也均为四方杆。第四级滚珠丝杠螺母13下部为四方孔，与第一级传动轴7外四方配合，二者可相互滑动。第二级传动轴8内孔为四方孔，与第一级传动轴7外四方嵌套在一起，并通过第一支承轴承27与第三级滚珠丝杠螺母12相连，两者可相互转动。第三级传动轴9内孔为四方孔，与第二级传动轴8外四方嵌套在一起，并与第二级滚珠丝杠螺母11下端固定。第一级滚珠丝杠10与第二级滚珠丝杠螺母11通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成一组滚珠丝杠副，当第二级滚珠丝杠螺母11旋转并向上移动时第一级滚珠丝杠10可以向上直线移动。第二级滚珠丝杠螺母11的下端与第三级传动轴9的下端固定，第二级滚珠丝杠螺母11的上部通过第三支承轴承29与第三级滑套17相连，两者可以相互转动。第二级滚珠丝杠螺母11与第三级滚珠丝杠螺母12通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第二组滚珠丝杠副，当第二级滚珠丝杠螺母11旋转时第三级滚珠丝杠螺母12可以上下呈直线运动。第三级滚珠丝杠螺母12的上部与第三级滑套16固定，第三级滚珠丝杠螺母12与第四级滚珠丝杠螺母13通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第三组滚珠丝杠副，当第三级滚珠丝杠螺母12旋转时第四级滚珠丝杠螺母13可以上下呈直线运动。第四级滚珠丝杠螺母13顶部通过第二支承轴承28与第一级滑套15相连，两者可以相互转动。套筒滚珠螺母14的下端固定在动力传动箱3上。在第一级滑套15内孔壁上开有长键槽，在套筒滚珠螺母14外壁上部安装有第一导向键22，第一级滑套15与套筒滚珠螺母14间通过第一导向键22可上下直线滑动；在第二级滑套16内孔壁上开有长键槽，在第一级滑套15外壁上部安装有第二导向键21，第二级滑套16与第一级滑套15间通过第二导向键21可上下直线滑动；在第三级滑套17内孔壁上开有长键槽，在第二级滑套16外壁上部安装有第三导向键20，第三级滑套17与第二级滑套16间通过第三导向键20可上下直线滑动；在外滑套18内孔壁上开有长键槽，在第三级滑套17外壁上部安装有第四导向键19，外滑套18与第三级滑套17间通过第四导向键19可上下直线滑动，上顶板30同时紧固盖装在第一级滚珠丝杠10及外滑套18的顶部，这里上顶板18起密封和承载的作用。在外滑套18与第三级滑套17之间下部设有第四密封26，在第三级滑套17与第二级滑套16之间下部设有第三密封25，在第二级滑套16与第一级滑套15之间下部设有第二密封24，在第一级滑套15与套筒滚珠螺母14之间下部设有第一密封23，可分别用于对第三级滑套17外径、第二级滑套16外径、第一级滑套15外径和套筒滚珠螺母14外径进行密封，防止外面异物进入电动缸内部。

本发明的工作原理是：电机1驱动减速机2旋转，减速机2带动主动齿轮4旋转，通过从动齿轮5使第一级传动轴7转动，同时第二级传动轴8、第三级传动轴9一起转动；当转动轴做正转时，第一级传动轴7转动时带动第四级滚珠丝杠螺母13旋转并向上移动，随之第三级滚珠丝杠螺母12相对于第四级滚珠丝杠螺母13向上直线移动；同时第三级传动轴9转动带动第二级滚珠丝杠螺母11旋转并向上移动，随之第一级滚珠丝杠10相对于第二级滚珠丝杠螺母11向上直线移动；这样就完成了四级滚珠丝杠的同步展开，实现将工作载荷举升的功能。同理，第一级传动轴7反转时，电动缸上面四级滚珠丝杠(螺母)就同步闭合，实现使工作载荷落下的功能。

为了保证电动缸四级滚珠丝杠的同步展开和同步闭合，各级滚珠丝杠(螺母)的旋向很重要，在设计结构中，可限定第一级滚珠丝杠10为左旋；第二级滚珠丝杠螺母11为右旋；第三级滚珠丝杠螺母12为左旋；第四级滚珠丝杠螺母13为右旋。

Claims (3)

1.一种4级滚珠丝杠电动缸，其特征在于：包括配置有动力装置和传动装置的动力传动箱(3)、竖向设置在动力传动箱(3)上的第一级传动轴(7)以及自内至外依次同轴套装在第一级传动轴(7)外的第二级传动轴(8)、第三级传动轴(9)、第一级滚珠丝杠(10)、第二级滚珠丝杠螺母(11)、第三级滚珠丝杠螺母(12)、第四级滚珠丝杠螺母(13)、套筒滚珠螺母(14)、第一级滑套(15)、第二级滑套(16)、第三级滑套(17)、外滑套(18)，上述三级传动轴的轴杆均为四方杆，动力装置通过传动装置带动第一级传动轴(7)做旋转运动，第四级滚珠丝杠螺母(13)的下部设有与第一级传动轴(7)的四方轴杆相配合的四方孔，第一级传动轴(7)与第四级滚珠丝杠螺母(13)之间可相互滑动，嵌套在第一级传动轴(7)外的第二级传动轴(8)通过其下端设置的第一支承轴承(27)与第三级滚珠丝杠螺母(12)相连，两者间可相互转动，嵌套在第二级传动轴(8)外的第三级传动轴(9)与第二级滚珠丝杠螺母(11)在下端固定，第二级滚珠丝杠螺母(11)的上部通过第三支承轴承(29)与第三级滑套(17)连接，两者间可相互转动，第一级滚珠丝杠(10)与第二级滚珠丝杠螺母(11)通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成一组滚珠丝杠副，当第二级滚珠丝杠螺母(11)旋转并向上移动时第一级滚珠丝杠(10)可以向上直线移动，第二级滚珠丝杠螺母(11)与第三级滚珠丝杠螺母(12)通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第二组滚珠丝杠副，当第二级滚珠丝杠螺母(11)旋转时第三级滚珠丝杠螺母(12)可以上下呈直线运动，第三级滚珠丝杠螺母(12)与第四级滚珠丝杠螺母(13)通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第三组滚珠丝杠副，当第三级滚珠丝杠螺母(12)旋转时第四级滚珠丝杠螺母(13)可以上下呈直线运动，第四级滚珠丝杠螺母(13)与套筒滚珠螺母(14)通过二者间上部所设的滚珠螺母配合组成第四组滚珠丝杠副，第四级滚珠丝杠螺母(13)顶部通过第二支承轴承(28)与第一级滑套(15)连接，两者间可相互转动，套筒滚珠螺母(14)的下端固定在动力传动箱(3)上，在第一级滑套(15)内孔壁上开有长键槽，在套筒滚珠螺母(14)外壁上部安装有第一导向键(22)，第一级滑套(15)与套筒滚珠螺母(14)间通过第一导向键(22)可上下直线滑动，在第二级滑套(16)内孔壁上开有长键槽，在第一级滑套(15)外壁上部安装有第二导向键(21)，第二级滑套(16)与第一级滑套(15)间通过第二导向键(21)可上下直线滑动，在第三级滑套(17)内孔壁上开有长键槽，在第二级滑套(16)外壁上部安装有第三导向键(20)，第三级滑套(17)与第二级滑套(16)间通过第三导向键(20)可上下直线滑动，在外滑套(18)内孔壁上开有长键槽，在第三级滑套(17)外壁上部安装有第四导向键(19)，外滑套(18)与第三级滑套(17)间通过第四导向键(19)可上下直线滑动，在第一级滚珠丝杠(10)及外滑套(18)的顶部紧固盖装有一块上顶板(30)。

2.根据权利要求1所述的4级滚珠丝杠电动缸，其特征在于：所述第一级传动轴(7)的下端通过轴承(6)安装在动力传动箱(3)上，第一级传动轴(7)可在动力装置带动下做旋转运动。

3.根据权利要求1所述的4级滚珠丝杠电动缸，其特征在于：所述的动力装置由电机(1)和减速机(2)组成，所述的传动装置有啮合传动的主动齿轮(4)和从动齿轮(5)组成，第一级传动轴(7)下端杆装在从动齿轮(5)的轮心上，电机(1)驱动减速机(2)后依次经主动齿轮(4)和从动齿轮(5)带动第一级传动轴(7)做旋转运动。