CN110328421A - 一种电极驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电极驱动机构，包括安装有伺服电机的箱体，箱体上位于伺服电机的上方安装有与伺服电机驱动相连的滚珠丝杆副，滚珠丝杆副包括丝杆和丝母，丝母固定安装在丝杆座中，丝杆座固定连接有主轴，主轴非接触地套装在丝杆上；箱体前端面固定安装有端板，主轴液密封滑动地穿过端板，该主轴的前端固定连接有用于连接电极夹具的连接法兰，箱体上端安装有用于导向的导轨副和用于测量的光栅尺。本发明移动平稳，能精确地控制主轴的进给量，控制水下电火花形成的深度，满足水下电火花成形装置水下作业的需求。
Description
技术领域
本发明涉及水下电火花成形装置，特别是涉及在水下电火花成形装置中使用的一种电极驱动结构，具体地说是一种电极驱动机构。
背景技术
水下电火花成形装置在核辐照剂量较强的水下工作，以实现核电站堆内构件吊篮筒体与辐板围板组件螺钉修复。电极驱动机构是水下电火花成形装置的关键部件之一，其前端能连接不同的夹具和电极，在电火花控制系统的控制下通过进给运动控制电极电火花形成的深度。
发明内容
本发明发明目的是提供具有控制方便、移动平稳，并能时刻监控进给量的一种电极驱动机构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种电极驱动机构，包括内部的下方安装有伺服电机的箱体，箱体上在位于伺服电机的上方转动地安装有与伺服电机驱动相连的滚珠丝杆副，滚珠丝杆副包括在伺服电机的驱动下旋转的丝杆和螺旋在丝杆上在丝杆的旋转作用力下沿丝杆直线移动的丝母，丝母固定安装在丝杆座中，丝杆座固定连接有主轴，主轴非接触地套装在丝杆上；箱体前端面固定安装有端板，主轴液密封滑动地穿过端板，该主轴的前端固定连接有用于连接电极夹具的连接法兰，箱体上端安装有用于导向的导轨副和用于测量的光栅尺。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的箱体上安装有两个导轨副，两个导轨副对称设置在滚珠丝杆副的两侧；每个导轨副均由一根固定在箱体上端边沿上的直线导轨和滑动设置在直线导轨上的滑块组成；丝杆座两翼的连接板与相应侧的滑块通过螺栓固定相连接；光栅尺安装在光栅尺连接盘上，光栅尺连接盘与箱体固定相连接。
上述的伺服电机通过电机板压装固定在箱体中，该伺服电机的输出轴上安装有小带轮，丝杆的后端固定套装有大带轮，并且丝杆的后端加工有锁紧螺纹和平键槽，平键槽中安装有防止大带轮相对丝杆周向转动的平键，锁紧螺纹螺旋安装有防止大带轮轴向脱出的锁母；大带轮和小带轮间连接有实现驱动力传递的同步带。
上述的丝杆上在位于大带轮的前方穿装有轴承座，轴承座中安装有与丝杆转动支撑配合的轴承，所述的轴承座固定在箱体上部后端加工制有的轴承座腔中。
上述的端板采用螺栓固定安装在箱体的前端，该端板上成型有供主轴穿过的端板孔，端板孔的前端面通过螺栓安装有起密封作用的前密封组件；前密封组件由密封座、密封圈压板和压装在密封座与密封圈压板之间的密封圈组成；主轴的前端依次穿过密封圈压板、密封圈和密封座。
上述的主轴的前端面通过螺栓安装有绝缘环，连接法兰安装在绝缘环上。
上述的主轴上在位于端板的后方套配有后密封组件，后密封组件由小密封环、大密封环和连接小密封环与大密封环之间的密封套组成。
与现有技术相比，本发明的电极驱动机构主要由箱体、伺服电机、滚珠丝杆副、丝杆座、主轴、端板和连接法兰组成；伺服电机能在控制系统的控制下旋转带动滚珠丝杆副，滚珠丝杆副通过丝杆座带动主轴，实现主轴的平移运动。主轴的前端安装有连接法兰，连接法兰可用来安装电极夹具，而电极夹具则用来安装形成水下电火花的电极。主轴在滚珠丝杆副的带动下通过直线平移运动控制电极电火花形成的深度。本发明在箱体上端还安装有导轨副和光栅尺。导轨副能为主轴的移动提供导向作用，保证主轴移动的平稳性，而光栅尺则能将主轴产生的位移量转化为电信号通过信号线传递给控制中心。
本发明结构简单、移动平稳，能精确地控制主轴的进给量，控制水下电火花形成的深度，满足水下电火花成形装置水下作业的需求。
附图说明
图1是本发明的分解结构示意图。
其中的附图标记为：连接法兰F、绝缘环H、同步带T、箱体1、端板11、端板孔11a、伺服电机2、电机板21、小带轮22、丝杆31、丝母32、丝杆座33、连接板331、大带轮34、平键35、锁母36、主轴4、光栅尺5、光栅尺连接盘51、直线导轨61、滑块62、轴承座7、轴承71、密封座81、密封圈压板82、密封圈83、小密封环91、大密封环92、密封套93。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图所示，本发明公开了一种电极驱动机构，该电极驱动机构安装在水下电火花成形装置中，水下电火花成形装置在核辐照剂量较强的水下工作，用以实现核电站堆内构件吊篮筒体与辐板围板组件螺钉修复，其主要功能为：新螺栓所需沉孔的扩大及防松位成形。电极驱动机构则用于驱动电极在往复运动中实现放电成形。
本发明的电极驱动机构主要由箱体1、端板11、伺服电机2、滚珠丝杆副、主轴4、导轨副和光栅尺5组成。端板11固定安装在箱体1的前端面，端板11和箱体1能配合罩体使箱体1内形成一个防水的密封空间，从而使整个电极驱动机构能在水下正常作业。伺服电机2安装在箱体1内的下方，滚珠丝杆副转动地安装在箱体1上并位于伺服电机2的上方，滚珠丝杆副包括与伺服电机2的轴出轴相平行的丝杆31和螺旋在丝杆31上的丝母32。伺服电机2与丝杆31驱动相连接，伺服电机2能驱动丝杆31正向或反向旋转，丝母32则能在丝杆31正反方向旋转力的作用下沿丝杆31作直线往复移动。本发明的丝母32固定安装在丝杆座33中，使丝杆座33能随丝母32同步移动，而丝杆座33又固定连接有主轴4，因此伺服电机2最终能通过滚珠丝杆副驱动主轴4作往复运动，即实现主轴4向前进给，向后退出的运动。
为了减小整个电极驱动机构的几何尺寸，主轴4采用空心的桶体结构，使主轴4能够非接触地套装在丝杆31上。主轴4液密封滑动地穿过端板11，从而能使主轴4的前端能延伸出箱体1配合罩体构成的密封空间。主轴4的前端连接有连接法兰F，连接法兰F用于固定连接电极夹具，而电极夹具则用来安装形成水下电火花的电极。
为了保证主轴4移动的稳定性，箱体1的上端安装有用于对主轴4的移动提供导向作用的导轨副。而为了实现精确控制，箱体1上还安装有用于测量的光栅尺5。光栅尺5能通过反馈主轴4的移动位置信号反馈电火花形成的深度信息。
实施例中，本发明在箱体1上安装有两个导轨副，两个导轨副对称设置在滚珠丝杆副的两侧；每个导轨副均由一根固定在箱体1上端边沿上的直线导轨61和滑动设置在直线导轨上的滑块62组成。滑块62滑动地卡装在直线导轨61上，能沿直线导轨61前后移动。滑块62设有四个螺纹孔，丝杆座33的两翼均成型有连接板331，连接板331上与滑块62相对应也设有四个螺纹孔，丝杆座33通过两翼的连接板331与相应侧的滑块62利用螺栓固定相连接。箱体1上还固定安装有光栅尺连接盘51，光栅尺5安装在光栅尺连接盘51上通过光栅尺连接盘51固定在箱体1上。
实施例中，伺服电机2通过电机板21压装固定在箱体1中，该伺服电机2的输出轴上安装有小带轮22，丝杆31的后端固定套装有大带轮34，并且丝杆31的后端加工有锁紧螺纹和平键槽。平键槽中安装有平键35，平键35的下半部分嵌入到平键槽，平键35的上半部分则能嵌入大带轮34轴孔中的凹槽中，从而能防止大带轮34相对丝杆31周向转动，保证大带轮34与丝杆31的同步转动。锁紧螺纹用于安装锁母36。由图中可以看出，本发明用两个锁母36来锁住大带轮34，以防止大带轮34轴向脱出。大带轮34和小带轮22间连接有用以实现驱动力传递的同步带T。伺服电机2旋转能带动小带轮22、小带轮22带动同步带T、同步带T又带动大带轮34，大带轮34再带动丝杆31旋转。丝杆31的旋转则能驱动丝母32沿丝杆31作直线往复移动。
实施例中，本发明的丝杆31上在位于大带轮34的前方穿装有轴承座7，轴承座7中安装有与丝杆31转动支撑配合的轴承71，轴承座7固定在箱体1上部后端加工制有的轴承座腔中。
实施例中，端板11采用螺栓固定安装在箱体1的前端，该端板11上成型有供主轴4穿过的端板孔11a，端板孔11a的前端面通过螺栓安装有起密封作用的前密封组件；前密封组件用以防止水进入到密封空间内。前密封组件由密封座81、密封圈压板82和压装在密封座81与密封圈压板82之间的密封圈83组成；主轴4的前端依次穿过密封圈压板82、密封圈83和密封座81。由本发明的图1中可以看出，本发明的密封圈83为两个，位于前面的密封圈83与密封座81构成了第一层动密封结构，位于后面的密封圈83与密封圈压板82构成了第二层动密封结构。
实施例中，主轴4上在位于端板11的后方套配有后密封组件，后密封组件由小密封环91、大密封环92和连接小密封环91与大密封环92之间的密封套93组成。后密封组件构成了第三层密封结构。第三层密封即后密封组件为伸缩套形式，可随着主轴4做前后伸缩运动，该层密封主要截留渗过第一、二层的水，作为最终的密封层，并可将水保存在伸缩套密封空间内，使渗入的水不会对伺服电机和光栅尺等重要零部件产生影响。
为了本发明的安全系数，主轴4的前端面通过螺栓安装有绝缘环H，所述的连接法兰F安装在绝缘环H上。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (7)
1.一种电极驱动机构，包括内部的下方安装有伺服电机(2)的箱体(1)，其特征是，所述的箱体(1)上在位于伺服电机(2)的上方转动地安装有与伺服电机(2)驱动相连的滚珠丝杆副，所述的滚珠丝杆副包括在伺服电机(2)的驱动下旋转的丝杆(31)和螺旋在丝杆(31)上在丝杆的旋转作用力下沿丝杆(31)直线移动的丝母(32)，所述的丝母(32)固定安装在丝杆座(33)中，所述的丝杆座(33)固定连接有主轴(4)，所述的主轴(4)非接触地套装在丝杆(31)上；所述的箱体(1)前端面固定安装有端板(11)，所述的主轴(4)液密封滑动地穿过端板(11)，该主轴(4)的前端固定连接有用于连接电极夹具的连接法兰(F)，所述的箱体(1)上端安装有用于导向的导轨副和用于测量的光栅尺(5)。
2.根据权利要求1所述的一种电极驱动机构，其特征是：所述的箱体(1)上安装有两个导轨副，两个导轨副对称设置在滚珠丝杆副的两侧；每个所述的导轨副均由一根固定在箱体(1)上端边沿上的直线导轨(61)和滑动设置在直线导轨上的滑块(62)组成；所述的丝杆座(33)两翼的连接板(331)与相应侧的滑块(62)通过螺栓固定相连接；所述的光栅尺(5)安装在光栅尺连接盘(51)上，所述的光栅尺连接盘(51)与箱体(1)固定相连接。
3.根据权利要求2所述的一种电极驱动机构，其特征是：所述的伺服电机(2)通过电机板(21)压装固定在箱体(1)中，该伺服电机(2)的输出轴上安装有小带轮(22)，所述的丝杆(31)的后端固定套装有大带轮(34)，并且丝杆(31)的后端加工有锁紧螺纹和平键槽，所述的平键槽中安装有防止大带轮(34)相对丝杆(31)周向转动的平键(35)，所述的锁紧螺纹螺旋安装有防止大带轮(34)轴向脱出的锁母(36)；所述的大带轮(34)和小带轮(22)间连接有实现驱动力传递的同步带(T)。
4.根据权利要求3所述的一种电极驱动机构，其特征是：所述的丝杆(31)上在位于大带轮(34)的前方穿装有轴承座(7)，所述的轴承座(7)中安装有与丝杆(31)转动支撑配合的轴承(71)，所述的轴承座(7)固定在箱体(1)上部后端加工制有的轴承座腔中。
5.根据权利要求4所述的一种电极驱动机构，其特征是：所述的端板(11)采用螺栓固定安装在箱体(1)的前端，该端板(11)上成型有供主轴(4)穿过的端板孔(11a)，所述的端板孔(11a)的前端面通过螺栓安装有起密封作用的前密封组件；所述的前密封组件由密封座(81)、密封圈压板(82)和压装在密封座(81)与密封圈压板(82)之间的密封圈(83)组成；所述的主轴(4)的前端依次穿过密封圈压板(82)、密封圈(83)和密封座(81)。
6.根据权利要求5所述的一种电极驱动机构，其特征是：所述的主轴(4)的前端面通过螺栓安装有绝缘环(H)，所述的连接法兰(F)安装在绝缘环(H)上。
7.根据权利要求5所述的一种电极驱动机构，其特征是：所述的主轴(4)上在位于端板(11)的后方套配有后密封组件，所述的后密封组件由小密封环(91)、大密封环(92)和连接小密封环(91)与大密封环(92)之间的密封套(93)组成。
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