CN116658607B - 一种适用于真空设备的高精度传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于真空设备的高精度传动系统，涉及传动装置技术领域，包括底板，底板上装有真空泵组件、变速组件、动力组件，真空泵组件通过改变扇叶和中心轴的偏心距离可以改变压缩效率，所以通过动力组件的传动能够改变偏心距离，通过动力组件能够改变转速进而适应偏心距离的变化，真空泵组件能够测试中心轴在旋转时跳动偏差，超过规范能够及时发现、维修，本发明通过离心力带动离心块贴在圆槽内，并且通过反光镜反射激光检测中心轴旋转时的状态，当反射激光位置发生较大变化时，停机检查维修，实时检测能够实时保证真空泵处于最佳工作状态，工作误差小。

Description

一种适用于真空设备的高精度传动系统

技术领域

本发明涉及传动装置技术领域，尤其涉及一种适用于真空设备的高精度传动系统。

背景技术

真空设备是指能够在封闭空间内创造和维持高真空状态的装置。真空是指气体压力低于大气压的状态，它是一个相对于大气压的参考点的概念。真空设备在许多领域都有广泛的应用，包括科学研究、工业生产和技术应用，常见的真空设备有真空泵、真空室、真空炉等，这些真空设备在半导体制造、太空技术、材料科学、化学实验等领域都扮演着重要的角色。通过创建和维持真空环境，这些设备使研究人员和工程师能够进行一系列研究、加工和实验操作，从而推动科学技术的发展，对于真空设备往往更需要高精度的传动，真空泵通过高精度传动系统驱动，能够有效地抽取封闭空间内的气体，降低压力并创造真空环境。

传动系统的精确性和稳定性对于实现精确的压力控制至关重要。高精度传动系统能够提供准确的运动控制，确保泵在不同压力范围内稳定运行，并且能够快速响应压力变化。传动系统的设计和优化可以减小传动损耗、提高能量转换效率，并且允许泵在较高转速下运行，提高抽取速度和处理能力。

公开号为CN109058438A的中国发明专利中公开了真空设备的动密封装置及真空设备，包括传动组件、密封组件、真空室、传输装置等，该现有技术传动组件不会窜动破坏磨损密封组件，有效保证真空室的密封性，该现有技术通过密封的方式提高传动效率，但是该设备无法及时发现真空设备转轴的偏心误差，也无法为不同转速要求的真空泵提供不同的动力传输。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开一种适用于真空设备的高精度传动系统，包括底板，底板上装有真空泵组件，所述底板上装有变速组件和动力组件，通过变速组件和动力组件驱动真空泵组件工作，所述真空泵组件包括机壳，机壳的两侧滑动装有方板，方板上设置有密封片，通过密封片与机壳保持密封，方板内旋转装有中心轴，中心轴上固定装有圆环，圆环上均匀设置多个滑槽，滑槽内滑动装有离心块，离心块的下端设置斜面，斜面上固定装有激光头，滑槽底部设置有反光镜，反光镜反射激光头发出的光，方板与圆环之间留有缝隙，中心轴旋转时离心块贴住方板。

进一步地，所述变速组件驱动中心轴旋转和上下移动，中心轴上固定装有扇叶，中心轴带动方板在机壳上滑动，方板沿着机壳径向滑动。

进一步地，所述变速组件包括滑轴，滑轴固定安装在所述底板上，滑轴上滑动装有变速箱，变速箱内旋转装有中心齿轮、中间齿轮和环型齿轮，中心齿轮与中间齿轮啮合，中间齿轮与环型齿轮啮合，环型齿轮上固定装有同步环，同步环通过固定板与中心轴固定连接。

进一步地，所述中间齿轮设置两个，分别位于中心齿轮的两侧。

进一步地，所述环型齿轮与同步环之间通过隔离环固定连接，隔离环上均匀设置多个缺口，所述变速箱内装有润滑油，润滑油通过缺口进入环型齿轮内。

进一步地，所述中心齿轮内侧滑动装有传动轴，传动轴通过花键带动中心齿轮旋转，所述中心轴靠近变速组件的一端设置内槽，所述传动轴滑动进入中心轴内槽中，花键离开中心齿轮进入中心轴并带动中心轴旋转。

进一步地，所述动力组件包括变形电机，变形电机固定安装在底板上，变形电机的转轴上固定装有丝杠一，丝杠一上固定装有丝杠二，丝杠一和丝杠二螺纹方向相反，丝杠一上配合有螺纹块一，丝杠二上配合有螺纹块二，螺纹块二和螺纹块一都滑动安装在底板上，螺纹块一上铰接有升降块，升降块固定安装在所述变速箱的下侧，螺纹块二上铰接有连杆二，连杆二与升降块铰接。

进一步地，所述丝杠二上固定装有丝杠三，丝杠三上配合有套筒，套筒滑动安装在底板上，套筒上滑动装有伸缩杆，伸缩杆上旋转装有传动轴。

进一步地，所述变速箱侧面旋转装有从动带轮，从动带轮通过键连接与传动轴安装，所述底板上滑动装有电机座，电机座上固定装有真空电机，真空电机转轴上固定装有主动带轮，主动带轮与从动带轮之间通过皮带传动，电机座通过螺栓可固定在底板上。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过离心力带动离心块贴在圆槽内，并且通过反光镜反射激光检测中心轴旋转时的状态，当反射激光位置发生较大变化时，停机检查维修，实时检测能够实时保证真空泵处于最佳工作状态，工作误差小；（2）本发明可以通过动力组件带动中心轴的偏心距离，进而调整扇叶的偏心距离，偏心距离越大压缩比越大，能够更加迅速的压缩空气抽真空；（3）本发明在扇叶偏心距离过大时，采用减速齿轮组工作，增大扭矩，降低电机负荷，保证抽真空平稳运行；（4）本发明的激光头设置多个并且均匀排布，这样在旋转时能够得到平衡，旋转的更加平稳，传动更加精确；（5）本发明在变速箱内设置润滑油，并且在隔离环上设置缺口，润滑油通过缺口进入环型齿轮，保证整个齿轮组的使用寿命，保证传动精度；（6）本发明的动力组件能够调节变速箱的高度，进而调节中心轴和扇叶的高度，也就是改变扇叶的偏心距离，同时能够带动套筒，套筒最终带动传动轴和花键选择不同的传动比，进行传动，两者同时进行不发生干涉，保证机器平稳运行；（7）本发明通过螺栓将电机座固定在宽滑槽内，在调节传动比时，拧下螺栓进行调整，这样不用更换皮带，更加方便快捷。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明整体结构的正视图。

图3为图2中I-I处的截面图。

图4为本发明的真空泵组件示意图。

图5为本发明的真空泵组件正视图。

图6为图5中G-G处的截面图。

图7为图6中D处的放大图。

图8为本发明的真空泵组件局部示意图一。

图9为本发明的真空泵组件局部示意图二。

图10为图9中B处的放大图。

图11为本发明的真空泵组件局部示意图三。

图12为图11中H-H处的截面图。

图13为图12中C处的放大图。

图14为本发明的变速箱的正视图。

图15为图14中F-F处的截面图。

图16为本发明的变速箱内部结构示意图一。

图17为本发明的变速箱内部结构示意图二。

图18为图17中B处的放大图。

图19为本发明变速组件局部示意图。

图20为本发明的动力组件示意图。

图21为图20中A处的放大图。

附图标号：1-真空泵组件；2-变速组件；3-动力组件；4-底板；101-方板；102-圆环；103-离心块；104-激光头；105-反光镜；106-轴承；107-密封片；108-机壳；109-支脚；110-扇叶；111-中心轴；112-进气口；113-排气口；201-滑轴；202-变速箱；203-中心齿轮；204-中间齿轮；205-花键；206-环型齿轮；207-隔离环；208-传动轴；209-同步环；210-固定板；301-真空电机；302-电机座；303-主动带轮；304-皮带；305-从动带轮；306-限位板；307-伸缩杆；308-套筒；309-变形电机；310-连杆一；311-螺纹块一；312-丝杠一；313-升降块；314-螺纹块二；315-丝杠二；316-丝杠三；317-连杆二。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例：一种适用于真空设备的高精度传动系统，包括底板4，底板4上装有真空泵组件1、变速组件2、动力组件3，真空泵组件1通过改变扇叶110和中心轴111的偏心距离可以改变压缩效率，所以通过动力组件3的传动能够改变偏心距离，通过动力组件3能够改变转速进而适应偏心距离的变化，真空泵组件1能够测试中心轴111在旋转时跳动偏差，超过规范能够及时发现、维修。

其中真空泵组件1包括支脚109，支脚109设置两个，两个支脚109上固定装有机壳108，支脚109分别通过螺栓固定在底板4上，机壳108的两端都开设长方形开口，开口处滑动装有方板101，方板101的四周设置有密封片107，密封片107为两层，并伸入机壳108的侧面以保证机壳108的密封性，由此，方板101可以沿着机壳108的径向滑动，方板101内通过轴承106装有中心轴111，轴承106的一侧开设较大的圆槽，圆槽内旋转装有圆环102，圆环102与中心轴111固定连接，圆环102与圆槽之间留有缝隙，圆环102上均匀设置多个滑槽，滑槽内滑动装有离心块103，都是径向滑动，离心块103靠近圆环102轴的一侧为斜面，斜面上固定装有激光头104，滑槽底部固定装有反光镜105，反光镜105反射激光头104发出的激光，由于激光头104发出的激光倾斜发出，反光镜105也是倾斜，所以在离心块103滑动，位置改变时，反光镜105会将激光反射到不同的位置，在中心轴111正常旋转时，离心块103由于离心力都会贴住圆槽内壁，所有激光头104发出的激光也被反射到相对固定的位置，但是当中心轴111旋转发生跳动误差时，圆环102与圆槽四周的距离不再相同，离心块103滑动的距离不相同，最终导致激光反射的位置不同，以此确定中心轴111旋转跳动误差，中心轴111上固定装有扇叶110，机壳108上设置有进气口112和排气口113。

变速组件2包括滑轴201，滑轴201设置四个，四个滑轴201上滑动装有变速箱202，四个滑轴201分别位于变速箱202的四个角，变速箱202内旋转装有中心齿轮203、中间齿轮204和环型齿轮206，中心齿轮203与中间齿轮204啮合，中间齿轮204与环型齿轮206啮合，形成行星轮系，最终实现减速效果，中间齿轮204设置多个并均匀排布，在本实施例中为两个，均匀排布在旋转时能够减小震动，传动更稳定，环型齿轮206上固定装有隔离环207，隔离环207上固定装有同步环209，环型齿轮206、隔离环207和同步环209在变速箱202内形成一个密闭空间，在隔离环207上设置缺口，变速箱202内盛放润滑油，在隔离环207跟随环型齿轮206旋转时，润滑油通过缺口进入环型齿轮206，对齿轮组进行保养和维护，同步环209内侧固定装有固定板210，固定板210与中心轴111固定连接，也就是说驱动中心齿轮203旋转最终通过减速带动中心轴111旋转，真空泵工作。中心齿轮203内侧滑动装有传动轴208，传动轴208上设置花键205，通过花键205能够带动中心齿轮203旋转，中心轴111靠近变速组件2的一端设置内槽，传动轴208滑动进入中心轴111内槽中，花键205离开中心齿轮203进入中心轴111并带动中心轴111旋转。所以动力组件3驱动传动轴208旋转带来动力，同时动力组件3也可以推动传动轴208移动，选择减速或者不减速。

动力组件3包括变形电机309，变形电机309固定安装在底板4上，变形电机309的转轴上固定装有丝杠一312，丝杠一312上固定装有丝杠二315，丝杠二315上固定装有丝杠三316，丝杠一312和丝杠二315的螺纹方向相反，底板4上滑动装有套筒308、螺纹块二314和螺纹块一311，螺纹块一311与丝杠一312配合，螺纹块二314与丝杠二315配合，丝杠三316与套筒308配合，变速箱202下侧固定装有升降块313，升降块313上铰接有连杆一310和连杆二317，连杆一310与螺纹块一311铰接，连杆二317与螺纹块二314铰接，变形电机309启动，螺纹块二314和螺纹块一311互相靠近或者互相远离，并带动变速箱202上升或者下降，套筒308上端滑动装有伸缩杆307，伸缩杆307与传动轴208旋转连接，传动轴208上设置有限位板306，伸缩杆307位于限位板306中间，伸缩杆307移动带动限位板306、传动轴208移动，由此选择减速或者不减速。底板4上设置一个宽滑槽，宽滑槽内滑动装有电机座302，电机座302上固定装有真空电机301，宽滑槽内设置多个螺纹孔，电机座302通过螺栓固定在不同的螺纹孔内，变速箱202侧面旋转装有从动带轮305，从动带轮305通过键连接与传动轴208安装，真空电机301转轴上固定装有主动带轮303，主动带轮303与从动带轮305之间通过皮带304传动。

工作原理：正常使用过程中，中心轴111带动圆环102旋转，离心块103受到离心力将会贴在圆槽内壁，此时激光头104与反光镜105之间的距离确定，反射激光的位置确定（可在机壳108的一侧设置一个圆板，激光照射在圆板上便于观察，在本发明中，激光照射到变速箱202的侧面上），如果激光位置改变则说明真空泵组件1真空泵组件1旋转发生跳动，误差超过标准则进行维修，启动真空电机301，真空电机301通过皮带304带动从动带轮305旋转，从动带轮305带动传动轴208旋转，传动轴208通过花键205带动中心齿轮203，中心齿轮203通过中间齿轮204带动环型齿轮206旋转，环型齿轮206通过隔离环207、同步环209、固定板210进而带动中心轴111旋转，中心轴111旋转对空气进行压缩抽真空，此时中心轴111偏心距离最大。

需要改变真空泵效率时，真空电机301停机，拧下电机座302的螺栓，启动变形电机309，变形电机309带动螺纹块二314和螺纹块一311互相靠近，此时变速箱202上升，变速箱202带动中心轴111上升，中心轴111带动方板101上升，中心轴111还会带动扇叶110上升，偏心距离变小，压缩效率降低，与此同时套筒308靠近变速箱202，套筒308带动伸缩杆307，通过限位板306带动传动轴208移动，传动轴208和花键205离开中心齿轮203，进入中心轴111，直接带动中心轴111旋转，也就是说通过大扭矩带动更大的压缩效率，减小电机负荷。

Claims (9)

1.一种适用于真空设备的高精度传动系统，包括底板（4），底板（4）上装有真空泵组件（1），其特征在于，所述底板（4）上装有变速组件（2）和动力组件（3），通过变速组件（2）和动力组件（3）驱动真空泵组件（1）工作，所述真空泵组件（1）包括机壳（108），机壳（108）的两侧滑动装有方板（101），方板（101）上设置有密封片（107），通过密封片（107）与机壳（108）保持密封，方板（101）内旋转装有中心轴（111），中心轴（111）上固定装有圆环（102），圆环（102）上均匀设置多个滑槽，滑槽内滑动装有离心块（103），离心块（103）的下端设置斜面，斜面上固定装有激光头（104），滑槽底部设置有反光镜（105），反光镜（105）反射激光头（104）发出的光，方板（101）与圆环（102）之间留有缝隙，中心轴（111）旋转时离心块（103）贴住方板（101）。

2.如权利要求1所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述变速组件（2）驱动中心轴（111）旋转和上下移动，中心轴（111）上固定装有扇叶（110），中心轴（111）带动方板（101）在机壳（108）上滑动，方板（101）沿着机壳（108）径向滑动。

3.如权利要求2所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述变速组件（2）包括滑轴（201），滑轴（201）固定安装在所述底板（4）上，滑轴（201）上滑动装有变速箱（202），变速箱（202）内旋转装有中心齿轮（203）、中间齿轮（204）和环型齿轮（206），中心齿轮（203）与中间齿轮（204）啮合，中间齿轮（204）与环型齿轮（206）啮合，环型齿轮（206）上固定装有同步环（209），同步环（209）通过固定板（210）与中心轴（111）固定连接。

4.如权利要求3所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述中间齿轮（204）设置两个，分别位于中心齿轮（203）的两侧。

5.如权利要求3所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述环型齿轮（206）与同步环（209）之间通过隔离环（207）固定连接，隔离环（207）上均匀设置多个缺口，所述变速箱（202）内装有润滑油，润滑油通过缺口进入环型齿轮（206）内。

6.如权利要求5所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述中心齿轮（203）内侧滑动装有传动轴（208），传动轴（208）通过花键（205）带动中心齿轮（203）旋转，所述中心轴（111）靠近变速组件（2）的一端设置内槽，所述传动轴（208）滑动进入中心轴（111）内槽中，花键（205）离开中心齿轮（203）进入中心轴（111）并带动中心轴（111）旋转。

7.如权利要求6所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述动力组件（3）包括变形电机（309），变形电机（309）固定安装在底板（4）上，变形电机（309）的转轴上固定装有丝杠一（312），丝杠一（312）上固定装有丝杠二（315），丝杠一（312）和丝杠二（315）螺纹方向相反，丝杠一（312）上配合有螺纹块一（311），丝杠二（315）上配合有螺纹块二（314），螺纹块二（314）和螺纹块一（311）都滑动安装在底板（4）上，螺纹块一（311）上铰接有升降块（313），升降块（313）固定安装在所述变速箱（202）的下侧，螺纹块二（314）上铰接有连杆二（317），连杆二（317）与升降块（313）铰接。

8.如权利要求7所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述丝杠二（315）上固定装有丝杠三（316），丝杠三（316）上配合有套筒（308），套筒（308）滑动安装在底板（4）上，套筒（308）上滑动装有伸缩杆（307），伸缩杆（307）上旋转装有传动轴（208）。

9.如权利要求8所述的一种适用于真空设备的高精度传动系统，其特征在于：所述变速箱（202）侧面旋转装有从动带轮（305），从动带轮（305）通过键连接与传动轴（208）安装，所述底板（4）上滑动装有电机座（302），电机座（302）上固定装有真空电机（301），真空电机（301）转轴上固定装有主动带轮（303），主动带轮（303）与从动带轮（305）之间通过皮带（304）传动，电机座（302）通过螺栓可固定在底板（4）上。