CN111559718A - 一种大行程电动起竖装置 - Google Patents

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黄强强
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Abstract

本发明提出一种大行程电动起竖装置包括伺服电机、减速器、蜗轮蜗杆传动组件和缸体组件；伺服电机与缸体组件平行且不同轴设置；伺服电机输出端与减速器输入端连接；减速器输出端与蜗轮蜗杆传动组件输入端连接；蜗轮蜗杆传动组件输出端与缸体组件输入端连接；缸体组件由伺服电机驱动进行顶升、提拉等动作。本发明中电动起竖装置主要用于大行程、长寿命及高可靠性的恶劣环境条件下的顶升、提拉等动作，不仅具备设备收放及位置保持等基本功能，而且在遥控、远程通讯等基本方式下可实现装置位置适时控制，大大扩展了该装置的作业领域。

Description

一种大行程电动起竖装置
技术领域
本发明涉及电动伺服技术领域，尤其涉及一种大行程电动起竖装置。
背景技术
目前，在各主要工程应用领域中，但凡牵涉到顶升、提拉工作工况，一般都需要采用工程液压油缸进行作业。液压油缸经过长期的工程技术发展，相关技术已经成熟可靠，其具有载荷稳定、技术可靠、成本较低等优势，因此应用广泛。但是，液压油缸也存在一定的特有应用劣势，如控制精度较低、组成复杂、结构庞大、噪声大、跑冒滴漏等，在相关要求较高的场合将限制其使用。同时，在起竖装置工作行程长情况下，保持装置可稳定可靠工作，防止发生屈曲、抖动啸叫甚至折断等问题亟待解决。
发明内容
本发明提供了一种能够克服液压油缸的控制精度较低、组成复杂、结构庞大、噪声大、跑冒滴漏等技术劣势，具备精度高、结构简单、体积小、噪声小且环境性能优良的一种大行程电动起竖装置。
具体而言本发明提供了一种大行程电动起竖装置，其特征在于，所述电动起竖装置包括伺服电机、减速器、蜗轮蜗杆传动组件和缸体组件；
所述伺服电机与所述缸体组件平行且不同轴设置；
所述伺服电机输出端与所述减速器输入端连接；
所述减速器输出端与所述蜗轮蜗杆传动组件输入端连接；
所述蜗轮蜗杆传动组件输出端与所述缸体组件输入端连接；
所述缸体组件由所述伺服电机驱动进行顶升、提拉等动作。
更进一步地，所述蜗轮蜗杆传动组件包括蜗杆和蜗轮；
所述蜗杆与所述减速器输出端连接，所述蜗杆中部设有螺旋齿，通过所述螺旋齿与所述蜗轮相啮合；
所述蜗轮中心设有花键孔，所述花键孔与所述缸体组件输入端连接。
更进一步地，所述蜗轮蜗杆传动组件包括传动圆锥滚子轴承、深沟球轴承和圆锥滚子轴承；
所述传动圆锥滚子轴承和深沟球轴承设置在所述蜗杆两端；
所述圆锥滚子轴承设置在所述蜗轮两侧外圆柱面上。
更进一步地，所述缸体组件包括缸体、推杆组件和丝杠副；
所述缸体为圆柱型桶状结构，所述缸体内部安装所述推杆组件和丝杠副；
所述丝杠副包括螺杆部和螺母部，所述螺杆部一端设有花键轴，所述花键轴与所述花键孔相匹配；
所述推杆组件为圆柱型桶状结构，所述推杆组件设置在所述螺母部外侧，所述推杆组件内壁与所述螺母部外侧固定连接。
更进一步地，所述缸体组件包括前法兰，所述前法兰与所述缸体连接，所述前法兰设置在所述缸体远离所述花键轴一侧，所述前法兰用于对所述推杆组件进行限位。
更进一步地，所述缸体组件包括配对圆锥滚子轴承和轴承基座；
所述轴承基座与所述缸体连接，所述轴承基座设置在所述缸体靠近所述花键轴一侧；
所述圆锥滚子轴承设置在所述螺杆部外侧并固定于所述轴承基座中。
更进一步地，所述缸体组件包括防转杆；所述防转杆设置在所述缸体内壁，所述推杆组件设有与所述防转杆相匹配的凹槽，防止所述推杆组件在所述缸体中转动。
更进一步地，所述缸体组件包括内支撑，所述内支撑与所述螺杆部远离花键轴一侧固定连接。
更进一步地，所述缸体组件包括支撑环，所述支撑环设置在所述推杆组件外壁，并与所述缸体内壁连接。
本发明的有益效果是：
本发明中电动起竖装置主要用于大行程、长寿命及高可靠性的恶劣环境条件下的顶升、提拉等动作，不仅具备设备收放及位置保持等基本功能，而且在遥控、远程通讯等基本方式下可实现装置位置适时控制，大大扩展了该装置的作业领域。
本发明中电动起竖装置采用伺服电机与缸体组件不同轴的布置方式，实现了紧凑化的结构设计，极大的节省了电动起竖装置布置空间。
本发明中电动起竖装置中蜗轮蜗杆为分离滑移副传动结构，工作时，蜗轮将仅传递扭矩而不受丝杠副轴向力影响，蜗轮的磨损稳定，故在长寿命恶劣输出的情况下，结构的运行可靠性较高，且有利于更换和维护。
本发明中电动起竖装置的缸体组件设有防转杆，保证其工作时推杆组件不会因丝杠转动作用下发生偏转，提高装置的可靠性。
本发明中电动起竖装置的工作行程较大，为保证其工作时不发生结构屈曲、抖动啸叫及弯曲折断等问题，设备布置了内支撑、支撑环及前法兰3处防屈曲结构，增强结构的径向刚度，提高装置的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种大行程电动起竖装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种大行程电动起竖装置的蜗轮蜗杆传动组件结构主视示意图；
图3是本发明实施例提供的一种大行程电动起竖装置的蜗轮蜗杆传动组件结构剖视示意图；
图4是本发明实施例提供的一种大行程电动起竖装置的缸体组件结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种大行程电动起竖装置应用于雷达阵面的举升及撤收的结构示意图。
其中，100-伺服电机、200-减速器、300-蜗轮蜗杆传动组件、301-传动箱体、302-传动圆锥滚子轴承、303-蜗杆、304-注脂堵头、305-骨架油封、306-圆锥滚子轴承、307-蜗轮、308-传动箱盖板、309-后支座、310-深沟球轴承、311-轴承密封盖、400-缸体组件、401-配对圆锥滚子轴承、402-轴承基座、403-支撑环、404-缸体、405-推杆组件、406-内支撑、407-缓冲垫、408-前法兰、409-锁紧螺母、410-轴承内套、411-丝杠副、412-防转杆和413-螺栓件。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图1-5，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如附图1所示，本发明提供一种大行程电动起竖装置，该电动起竖装置包括伺服电机100、减速器200、蜗轮蜗杆传动组件300和缸体组件400。
伺服电机100和缸体组件400平行且不同轴设置，伺服电机100输出端朝向电动起竖装置固定端一侧，伺服电机100输出端与减速器200输入端相连接。
减速器200设置在与伺服电机100相同轴线上，减速器200输入端与伺服电机100输出端连接，减速器200输出端与蜗轮蜗杆传动组件300中蜗杆连接。
如附图2-3所示，蜗轮蜗杆传动组件300包括传动箱体301、传动圆锥滚子轴承302、蜗杆303、注脂堵头304、骨架油封305、圆锥滚子轴承306、蜗轮307、传动箱盖板308、后支座309、深沟球轴承310、轴承密封盖311。
传动箱体301内腔包括蜗杆部和蜗轮部，蜗杆部用于安装蜗杆303；蜗轮部用于安装蜗轮307，用于安装蜗杆303的空间和用于安装蜗轮307的空间相连通。
蜗杆303的靠近减速器一端的轴外侧设有传动圆锥滚子轴承302，远离减速器一端的轴外侧设有深沟球轴承310，蜗杆303中部设有螺旋齿，通过螺旋齿与蜗轮307相啮合。传动圆锥滚子轴承302和深沟球轴承310均固定在传动箱体301中对应的轴承孔上，传动箱体301靠近深沟球轴承310位置设有蜗杆安装孔，蜗杆安装孔开孔位置与蜗杆303轴线垂直，蜗杆303沿蜗杆安装孔竖直进入传动箱体301，远离蜗杆安装孔处安装传动圆锥滚子轴承302，靠近蜗杆安装孔处安装深沟球轴承310，蜗杆安装孔外设有轴承密封盖311，轴承密封盖311通过螺钉与传动箱体301连接。
蜗轮307两侧外圆柱面上分别安装面对面布置的圆锥滚子轴承306，蜗轮307中心设有花键孔。蜗轮307及两侧圆锥滚子轴承306由传动箱体301上开设的蜗轮安装孔进入传动箱体301对应安装位置，蜗轮307轴线与蜗轮安装孔垂直，蜗轮安装孔外侧设有传动箱盖板308，传动箱盖板308通过螺钉与传动箱体301连接；骨架油封305设置在传动箱盖板308上，骨架油封305内安装面与蜗轮307相连，外安装面与传动箱盖板308外表面相连，后支座309设置在传动箱盖板308外表面上。注脂堵头304设置在与蜗轮307相邻的传动箱体301上对应的安装孔中。
如附图4所示，缸体组件400包括配对圆锥滚子轴承401、轴承基座402、支撑环403、缸体404、推杆组件405、内支撑406、缓冲垫407、前法兰408、锁紧螺母409、轴承内套410、丝杠副411、防转杆412和螺栓件413。
缸体404呈圆柱型桶状结构，靠近电动起竖装置固定端一侧连接轴承基座402，缸体404另一侧连接前法兰408。轴承基座402靠近电动起竖装置固定端一面的中心设有内孔，内孔为配对圆锥滚子轴承401的安装孔；轴承基座402另一侧设有环形凹面，环形凹面通过螺钉与缓冲垫407的平面相连，缓冲垫407用于防止丝杠副411的螺母部与轴承基座402碰撞，造成损伤；配对圆锥滚子轴承401的内孔与轴承内套410的外圆面配合，且一侧端面与轴承内套410端面靠紧；丝杠副411包括螺杆部和螺母部，轴承内套410过盈压入丝杠副411中螺杆部靠近电动起竖装置固定端一侧圆柱端面并与该端面紧贴，另一侧通过锁紧螺母409锁紧。
推杆组件405设置在缸体404内侧，推杆组件405是圆柱型桶状结构，内侧为圆柱型内壁，设置在丝杠副411的螺母部外侧，丝杠副411的螺杆部靠近电动起竖装置固定端一侧设有花键轴，花键轴与蜗轮307上的花键孔连接，并通过锁紧螺母409锁紧，另一侧与内支撑406相连；推杆组件405外侧靠近电动起竖装置固定端设有导向部，导向部外壁与缸体404内壁相匹配，并安装有支撑环403，使推杆组件405在缸体404内壁进行滑动运动；推杆组件405远离电动起竖置固定端内侧通过螺纹与螺栓件413相连；同时推杆组件405远离电动起竖置固定端位置的外圆柱面通过配合关系在前法兰408内壁中进行滑动运动。前法兰408通过卡口及螺钉与缸体404相连，其靠近电动起竖装置固定端一侧的端面通过螺钉与缓冲垫407相连。缸体404内壁底部设有防转杆412，防转杆412为具有相同宽度的长杆，防转杆412通过螺钉与缸体404相连，同时与推杆组件405上的导向部的防转槽相匹配。螺栓件413固定于推杆组件405远离花键轴一端，用于与被推动部件连接。
本发明中大行程电动起竖装置通过其前后两端的后支座309和螺栓件413安装固定于被推对象上，伺服电机100得到工作指令后，其输出扭矩和转速先后通过减速器200、蜗轮蜗杆传动组件300、丝杠副411和推杆组件405等环节，将伺服电机100输出的旋转动作转换为一定直线速度和轴向动作，推动与大行程电动起竖装置连接的对象进行工作。
如附图5所示，在一种实施例中，电动起竖装置的应用于某型车载雷达阵面的举升及撤收，从而实现雷达阵面的快速布置或撤收。
电动起竖装置的两端分别安装固定于车架基座及雷达阵面销轴，上位机发送工作指令，通过驱动系统控制该电动起竖装置的伸缩行程，精确控制雷达阵面的翻转角度，从而实现雷达方位的精确控制。
电动起竖装置应用于对雷达阵面、架体举升及车体支撑等各个具体的不同应用场合，综合考虑应用需要及技术可靠性的允许范围，本发明中电动起竖装置的工作行程约2m，轴向推拉力不低于60kN。
考虑到正常使用及异常的应急操作，装置设计具备电动和手动两种操作模式。电动模式可根据需要调整电动起竖速度，以适应外部负载或满足工作时间要求；通过手动机械接口，手动操作模式下，在应急电源对电机抱闸进行解锁后，可手摇使起竖电动装置伸缩，以满足应用要求。
虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (9)

1.一种大行程电动起竖装置，其特征在于，所述电动起竖装置包括伺服电机(100)、减速器(200)、蜗轮蜗杆传动组件(300)和缸体组件(400)；
所述伺服电机(100)与所述缸体组件(400)平行且不同轴设置；
所述伺服电机(100)输出端与所述减速器(200)输入端连接；
所述减速器(200)输出端与所述蜗轮蜗杆传动组件(300)输入端连接；
所述蜗轮蜗杆传动组件(300)输出端与所述缸体组件(400)输入端连接；
所述缸体组件(400)由所述伺服电机(100)驱动进行顶升、提拉等动作。
2.根据权利要求1所述电动起竖装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆传动组件(300)包括蜗杆(303)和蜗轮(307)；
所述蜗杆(303)与所述减速器(200)输出端连接，所述蜗杆(303)中部设有螺旋齿，通过所述螺旋齿与所述蜗轮(307)相啮合；
所述蜗轮(307)中心设有花键孔，所述花键孔与所述缸体组件(400)输入端连接。
3.根据权利要求2所述电动起竖装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆传动组件(300)包括传动圆锥滚子轴承(302)、深沟球轴承(310)和圆锥滚子轴承(306)；
所述传动圆锥滚子轴承(302)和深沟球轴承(310)设置在所述蜗杆(303)两端；
所述圆锥滚子轴承(306)设置在所述蜗轮(307)两侧外圆柱面上。
4.根据权利要求2所述电动起竖装置，其特征在于，所述缸体组件(400)包括缸体(404)、推杆组件(405)和丝杠副(411)；
所述缸体(404)为圆柱型桶状结构，所述缸体(404)内部安装所述推杆组件(405)和丝杠副(411)；
所述丝杠副(411)包括螺杆部和螺母部，所述螺杆部一端设有花键轴，所述花键轴与所述花键孔相匹配；
所述推杆组件(405)为圆柱型桶状结构，所述推杆组件(405)设置在所述螺母部外侧，所述推杆组件(405)内壁与所述螺母部外侧固定连接。
5.根据权利要求4所述电动起竖装置，其特征在于，所述缸体组件(400)包括前法兰(408)，所述前法兰(408)与所述缸体(404)连接，所述前法兰(408)设置在所述缸体(404)远离所述花键轴一侧，所述前法兰(408)用于对所述推杆组件(405)进行限位。
6.根据权利要求4所述电动起竖装置，其特征在于，所述缸体组件(400)包括配对圆锥滚子轴承(401)和轴承基座(402)；
所述轴承基座(402)与所述缸体(404)连接，所述轴承基座(402)设置在所述缸体(404)靠近所述花键轴一侧；
所述圆锥滚子轴承(401)设置在所述螺杆部外侧并固定于所述轴承基座(402)中。
7.根据权利要求4所述电动起竖装置，其特征在于，所述缸体组件(400)包括防转杆(412)；所述防转杆(412)设置在所述缸体(404)内壁，所述推杆组件(405)设有与所述防转杆(412)相匹配的凹槽，防止所述推杆组件(405)在所述缸体(404)中转动。
8.根据权利要求4所述电动起竖装置，其特征在于，所述缸体组件(400)包括内支撑(406)，所述内支撑(406)与所述螺杆部远离花键轴一侧固定连接。
9.根据权利要求4所述电动起竖装置，其特征在于，所述缸体组件(400)包括支撑环(403)，所述支撑环(403)设置在所述推杆组件(405)外壁，并与所述缸体(404)内壁连接。
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