CN113915376B - 一种数字阀的传动转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种数字阀的传动转换器涉及将电机旋转运动转化为执行部件的直线运动的电—机转换器，目的是为了克服阀芯与电机轴连接部位用现有轴向排布的连接方式容易发生损坏，以及电机和阀体所占用的空间较大的问题，包括：主动齿轮与电机的动力输出轴同轴固定，带动主动齿轮旋转；从动齿轮与主动齿轮啮合；从动齿轮的轮轴依次与阀体导向套和阀体固定；滚动针套位于阀体导向套中，且滚动针套的外侧壁与阀体导向套的内侧壁螺纹配合；传动杆位于阀体导向套中，且传动杆的一端固定于从动齿轮的下表面，另一端穿过滚动针套并与滚动针套间隙配合；当从动齿轮转动时，滚动针套能够沿传动杆上下移动；滚动针套的下端与阀体中的阀芯固定。

Description

一种数字阀的传动转换器
技术领域
本发明涉及将电机旋转运动转化为执行部件的直线运动的电—机转换器。
背景技术
液压技术作为支撑重型负载最核心的技术，在航空航天、船舶以及重型机械等相关设备中应用极广。传统液压行业面对泄漏、高能耗，检修不便等问题始终难以有更深的突破。随着中国互联网的发展以及“中国制造2025”的提出，整合现有的半导体以及互联网生态技术，将液压技术推向高端技术产业打破行业壁垒，实现液压产业升级具有即为重要的意义。
进行数字液压行业推进过程中，其驱动装置大都采用旋转部件的电机作为动力元件，但是在液压滑阀、液压缸等相关元件中的运动部分大都需要直线运动。为推进液压数字化进程，解决旋转运动向直线运动的动力转换，是当前推进液压数字化亟待解决的问题。现有电机驱动的数字阀因电机体积较大，与阀体的体积相当，而阀芯与电机轴连接部位用现有轴向排布的连接方式容易成为危险连接部位，当设备发生震动、搬运以及其他外部扰动时，容易发生损坏，根据相关数据调查，带有电机的数字阀70％的故障都是由电—机转换器引起的；另外，现有技术在实际应用过程中电机和阀体所占用的空间较大，如果不能很好处理连接传动问题，很难向数字阀进行紧凑地集成半导体和通信模块。
发明内容
本发明的目的是为了克服阀芯与电机轴连接部位用现有轴向排布的连接方式容易发生损坏，以及电机和阀体所占用的空间较大的问题，提供了一种数字阀的传动转换器。
本发明的一种数字阀的传动转换器，包括主动齿轮、从动齿轮、传动杆、滚动针套、轴承和阀体导向套；
主动齿轮与电机的动力输出轴同轴固定，且电机的动力输出轴作为主动齿轮的轮轴，带动主动齿轮旋转；
从动齿轮与主动齿轮啮合，且从动齿轮与主动齿轮的轮轴平行；
从动齿轮的轮轴依次与阀体导向套和阀体固定；且阀体导向套与阀体位于从动齿轮的下方；
滚动针套位于阀体导向套中，且滚动针套的外侧壁与阀体导向套的内侧壁螺纹配合；
传动杆位于阀体导向套中，且传动杆的一端固定于从动齿轮的下表面，另一端穿过滚动针套并与滚动针套间隙配合；
传动杆与从动齿轮的轮轴平行；且当从动齿轮转动时，通过传动杆带动滚动针套旋转，使得滚动针套能够沿传动杆上下移动；
滚动针套的下端与阀体中的阀芯固定，使得滚动针套上下移动时能够带动阀芯上下移动。
进一步地，滚动针套包括粗端部和细端部；
粗端部上设有与传动杆数量相等的通孔，且粗端部通过通孔一对一地与传动杆间隙配合。
粗端部的下端与细端部的上端固定。
进一步地，还包括轴套；
细端部的下端通过轴套与阀芯的顶端固定。
进一步地，还包括垫片；
电机固定在垫片的一个侧面，主动齿轮位于垫片的另一个侧面，电机的动力输出轴穿过垫片与主动齿轮固定；
从动齿轮位于垫片的另一个侧面，阀体导向套和阀体位于垫片的一个侧面，且该从动齿轮的轮轴通过垫片与阀体导向套固定。
进一步地，主动齿轮与电机的动力输出轴通过平键连接。
进一步地，阀体为滑阀。
进一步地，还包括轴承；
通孔的内侧壁与传动杆的外侧壁通过轴承连接。
进一步地，传动杆为圆柱状杆；
且传动杆的数量至少为两根，两根传动杆至少有一根固定于从动齿轮非中轴处。
进一步地，传动杆为方柱状杆；
且传动杆的数量至少为两根，两根传动杆至少有一根固定于从动齿轮非中轴处。
进一步地，传动杆为方柱状杆；
且传动杆的数量为一根，且位于从动齿轮的中轴处。
本发明的有益效果是：
本发明解决了数字阀轴向排布容易损坏、传动精度差的问题，将阀体和电机轴向连接的形式转变为并排连接，不仅提高了阀体的结构强度，而且进一步节省了阀体所占用的体积，起到节省空间的作用，为集成通讯、半导体模组流出更加充裕的空间，为实现液压元件进一步集成，提升数字阀的性能以及扩展数字阀的功能打下了坚实的基础。
附图说明
图1为本发明的一种数字阀的传动转换器的剖视结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一，本实施方式的一种数字阀的传动转换器，如图1所示包括：主动齿轮1、从动齿轮2、传动杆3、滚动针套4、滚动轴承5、阀体导向套、电机7、滑阀阀体8、轴套9和垫片10。
主动齿轮1与电机7的动力输出轴通过键进行连接，主动齿轮1和从动齿轮2采用外啮合，依靠从动齿轮2上的传动杆3进行反向传递力矩；滚动针套4上安装滚动轴承5进行紧连接并起到定位作用，在加工确定前可起到调节力矩的作用，滚动轴承5通过紧连接将滚动针套4和从动齿轮2进行垂直连接并起到垂直夹紧作用。
从动齿轮2上的传动杆3与滚动轴承5进行紧连接，滚动轴承5安装在滚动针套4上进行紧连接，滚动针套4与阀体导向套进行螺旋连接，同时滚动针套4的细端部4-2通过轴套9与阀体8的阀芯8-1相连接。
其中，从动齿轮2加工时需要额外加工两个或者多个传动杆3，传动杆3为圆柱状或方柱状。
滚动针套4外侧采用锯齿形螺纹，中间加工轴承安装孔以及比传动杆3横截面稍大的通孔。阀体8需要特殊加工一个带有锯齿形螺纹的阀体导向套，可以将阀体导向套与阀体8做成一体，也可以单独做一只阀体导向套与阀体8连接。
电机7接收到数字信号以后开始转动，电机7与主动齿轮1通过键连接进而进行力矩的传递，电机7通过平键带动主动齿轮1旋转，主动齿轮1与从动齿轮2进行啮合，将力矩传递给从动齿轮2，从动齿轮2上加工了突出的传动杆3，传动杆3与滚动针套4通过滚动轴承5与从动齿轮2进行连接并进行传动，传动杆3带动滚动针套4旋转，滚动针套4与阀体8通过矩形螺纹进行连接，当从动齿轮2被带动旋转时，其上的传动杆3通过滚动轴承5将力矩传递给滚动针套4，进而控制阀芯8-1的位移。将电机7传动的旋转运动转化为滚动针套4的直线运动，进而转化为阀芯8-1的直线运动。
上述装置主要采用齿轮、滚动针套4进行直线转换。在传动过程中应用齿轮和滚动针套4具有传动比精准的特点，因此可以精准控制阀芯8-1位移，重要的是实现了电机7和阀体8的并排排布，避免了轴向连接造成冲击、震动等意外情况造成的损坏。
通过上述结构看出，内部结构严格控制了元件的传动精度，实现了伺服的电机7控制阀芯8-1在传动结构上高精度传动，提高了传动效率；其次，在应用过程中避免了工程中出现扰动而导致连接处出现断裂损坏的现象；更重要的是，这种结构设计为集成体积较大的控制元件以及通讯模组节约了侧面空间，提高了数字阀工作过程中的稳定性，为实现生态化、数字化以及自动化奠定了基础。

Claims (7)

1.一种数字阀的传动转换器，其特征在于，包括主动齿轮(1)、从动齿轮(2)、传动杆(3)、滚动针套(4)、滚动轴承(5)和阀体导向套；
所述主动齿轮(1)与电机(7)的动力输出轴同轴固定，且所述电机(7)的动力输出轴作为所述主动齿轮(1)的轮轴，带动所述主动齿轮(1)旋转；
所述从动齿轮(2)与所述主动齿轮(1)啮合，且所述从动齿轮(2)与所述主动齿轮(1)的轮轴平行；
所述从动齿轮(2)的轮轴依次与所述阀体导向套和阀体(8)固定；且所述阀体导向套与阀体(8)位于所述从动齿轮(2)的下方；
所述滚动针套(4)位于阀体导向套中，且所述滚动针套(4)的外侧壁与所述阀体导向套的内侧壁螺纹配合；
所述传动杆(3)位于所述阀体导向套中，且所述传动杆(3)的一端固定于所述从动齿轮(2)的下表面，另一端穿过所述滚动针套(4)并与所述滚动针套(4)间隙配合；
所述传动杆(3)与所述从动齿轮(2)的轮轴平行；且当所述从动齿轮(2)转动时，通过所述传动杆(3)带动所述滚动针套(4)旋转，使得所述滚动针套(4)能够沿所述传动杆(3)上下移动；
所述滚动针套(4)的下端与阀体(8)中的阀芯(8-1)固定，使得所述滚动针套(4)上下移动时能够带动阀芯(8-1)上下移动；
滚动针套(4)包括粗端部(4-1)和细端部(4-2)；
所述粗端部(4-1)上设有与所述传动杆(3)数量相等的通孔，且所述粗端部(4-1)通过所述通孔一对一地与所述传动杆(3)间隙配合；
所述粗端部(4-1)的下端与细端部(4-2)的上端固定；
还包括轴套(9)；
所述细端部(4-2)的下端通过轴套(9)与阀芯(8-1)的顶端固定；
滚动针套(4)上安装滚动轴承(5)；通孔的内侧壁与传动杆(3)的外侧壁通过所述滚动轴承(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种数字阀的传动转换器，其特征在于，还包括垫片(10)；
电机(7)固定在所述垫片(10)的一个侧面，主动齿轮(1)位于所述垫片(10)的另一个侧面，所述电机(7)的动力输出轴穿过所述垫片(10)与所述主动齿轮(1)固定；
从动齿轮(2)位于所述垫片(10)的另一个侧面，阀体导向套和阀体(8)位于所述垫片(10)的一个侧面，且该从动齿轮(2)的轮轴通过所述垫片(10)与所述阀体导向套固定。
3.根据权利要求1所述的一种数字阀的传动转换器，其特征在于，主动齿轮(1)与电机(7)的动力输出轴通过平键连接。
4.根据权利要求1所述的一种数字阀的传动转换器，其特征在于，所述阀体(8)为滑阀。
5.根据权利要求1所述的一种数字阀的传动转换器，其特征在于，所述传动杆(3)为圆柱状杆；
且所述传动杆(3)的数量至少为两根，两根传动杆(3)至少有一根固定于所述从动齿轮(2)非中轴处。
6.根据权利要求1所述的一种数字阀的传动转换器，其特征在于，所述传动杆(3)为方柱状杆；
且所述传动杆(3)的数量至少为两根，两根传动杆(3)至少有一根固定于所述从动齿轮(2)非中轴处。
7.根据权利要求1所述的一种数字阀的传动转换器，其特征在于，所述传动杆(3)为方柱状杆；
且所述传动杆(3)的数量为一根，且位于所述从动齿轮(2)的中轴处。
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