CN117439341A - 一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,设有:电动推缸、水冷组焊件、限位开关、波纹管组件、调谐支撑组件、以及调谐电容组件,电动推缸通过伸缩推杆,带动水冷组焊件、限位开关、波纹管组件、调谐支撑组件以及调谐电容组件做直线运动,最终调节电路的频率和阻抗,从而达到调节电路的功率和效率的目的;其特点是:该电动推缸与现有的调谐装置机构相比较,合并取代了现有的调谐装置机构的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠、丝杠螺母,并且取消了行程架、微型直线导轨、挡块,将原有设备中共计13种零部件减少到6种零部件,依然保持该装置全部功能。本发明机构简单,减少设设计量、设计时间。新结构更加平稳和更加精准。
Description
技术领域
本发明属于回旋加速器频率调谐技术领域,尤其涉及一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置。
背景技术
现有回旋加速器中的频率调谐装置主要是通过滚珠丝杠实现传动的,滚珠丝杠原理如图2,频率调谐装置的具体结构如图2所示。
频率调谐装置中,采用直流伺服电机2-1连接减速机2-12,减速箱2-2的轴与丝杠2-4通过联轴器2-3连接,丝杠螺母2-5采用螺钉与行程架2-7固定,工作时,丝杠2-4旋转带动丝杠螺母2-5做直线往复运动,从而带动整个行程架2-7运动。行程架2-7在调谐支撑组件2-13中做直线往复运动需要保证一定的直线度,因此需要安装微型直线导轨2-11来保证行程架2-7运动过程中的直线度,微型直线导轨2-11通过螺钉固定在调谐支撑组件2-13上。水冷组焊件2-8、波纹管组件2-9及调谐电容组件2-10均动过螺钉相互连接且固定与行程架2-7上,最终调谐电容组件2-10通过行程架7的直线往复运动调节电路中的电容和电感来调节电路的频率和阻抗,从而达到调节电路的功率和效率的目的。限位开关2-6调整行程架2-7的行程,挡块2-12防止行程架2-7超行程工作,避免调谐电容组件2-10与其他装置发生碰撞。
现有回旋加速器中的频率调谐装置结构复杂,制造成本高且安装调试时对技术人员技术水平要求高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题,提出一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,目的在于解决现有回旋加速器中的频率调谐装置结构复杂,制造成本高且安装调试时对技术人员技术水平要求高的问题。
本发明为解决现有技术存在的问题提出以下技术方案:
一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,该回旋加速器频率调谐装置从一端到另一端依次设有:电动推缸1-1、水冷组焊件1-2、限位开关1-3、波纹管组件1-4、调谐支撑组件1-5、以及调谐电容组件1-6,它们均通过螺钉连接;所述电动推缸1-1通过电动推缸端面上的多个螺纹孔与调谐支撑组件1-5固接;通过伸出电动推缸端面的螺纹杆与水冷组焊件1-2连接;电动推缸1-1通过伸缩推杆,带动水冷组焊件1-2、限位开关1-3、波纹管组件1-4、调谐支撑组件1-5以及调谐电容组件1-6做直线运动,最终调节电路的频率和阻抗,从而达到调节电路的功率和效率的目的;其特点是:
该电动推缸1-1与现有的调谐装置机构相比较,合并取代了现有的调谐装置机构的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠、丝杠螺母,并且取消了行程架、微型直线导轨、挡块,将原有设备中共计13种零部件减少到6种零部件,依然保持该装置全部功能。
进一步地,通过选用该电动推缸1-1,将现有调谐装置机构中的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠以及丝杠螺母进行整合,这种整合是从结构和功能上的双重整合:该电动推缸1-1内部含有直流伺服电机、减速器、丝杠及丝杠螺母。
进一步地,选用该电动推缸1-1要选用折返式电机安装结构,由于回旋加速器内部空间狭小,同时需要留有一定检修空间,对空间利用度较高,折返式电机安装结构更加适用于小型回旋加速器。
进一步地,选用该电动推缸1-1要选用滚珠丝杠电动缸,由于频率调谐装置在系统中需要时刻调节电路的功率和效率、频繁做往复运动,因此选用高精度、可逆性好的滚珠丝杠电动缸。
进一步地,选用该电动推缸1-1后,现有调谐装置机构中的微型直线导轨被取消,是因为微型直线导轨在原有装置中起到保证现有设备在运动过程中的直线度,由于新增加的电动推缸1-1自身直线运动精度较好,故直接取消微型直线导轨。
进一步地,选用该电动推缸1-1后,现有调谐装置机构中的行程架被取消,是因为行程架在原有装置中起到连接作用:一端连接丝杠螺母,另一端连接水冷组焊件,并在微型直线导轨上运动以保证直线度,由于取消了丝杠螺母,并且电动推缸1-1直接连接水冷组焊件,故将行程架一并取消。
进一步地,选用该电动推缸1-1后,现有调谐装置机构中的挡块被取消,是因为挡块在原有装置中起到防止现有装置因各种原因超行程运行所设置的物理保险装置,新装置结构简单,运行稳定,故将挡块取消,保留限位开关。
进一步地,该回旋加速器频率调谐装置,所需推力约为160N左右,实际行程约为50mm,所需直线运动速度约30mm/s。
进一步地,所选用的折返式滚珠丝杠电动缸自带减速机,最大推力为800N、行程100mm、直线运动最大速度约为62.5mm/s,参数完全覆盖现有装置中直流伺服电机通过减速机减速,连接丝杠后所提供的参数范围。
本发明优点效果:
1、本发明专利中选用新型电动推缸1在结构上直接整合伺服电机、减速机以及联轴器,机构简单,直接减少设计人员在设计过程中的设计量,减少设计时间。在实际运行过程中,由于新结构减少了减速机以及联轴器等元器件,电动推缸1带动调谐电容组件6做直线运动时更加平稳,直线度也较原有结构更加精准。
2、现场安装过程时,由于新结构中取消了原有机构中的减速机、联轴器、行程架以及微型直线导轨等元件,安装过程简单,节省时间,安装精度大大提高,同时对安装人员的技能水平要求有所降低。
3、本发明专利在实际应用过程中,通过对比以往机构的装置,有效的提高了电路的功率和效率。最终实现提高装置精度、安装方便、降本增效的目的。
附图说明
图1为本发明基于电动缸的频率调谐装置示意图;
图2为现有技术基于伺服电机的频率调谐装置示意图;
图3为本发明简化结构对比图;
图中:1-1:电动推缸;1-2:水冷组焊件;1-3:限位开关;1-4:波纹管组件;1-5:调谐支撑组件;1-6:调谐电容组件;
2-1:直流伺服电机2-2:减速机2-3:联轴器2-4:丝杠2-5:丝杠螺母;2-6:限位开关2-7:行程架2-8:水冷组焊件2-9:波纹管件;2-10:调谐电容组件;2-11:微型直线导轨;2-12:挡块2-13:调谐支撑组件。
具体实施方式
本发明设计原理
1、现有技术的痛点:第一个痛点:部件较多,一个频率调谐装置多达13个部件,改进前和改进后除了计算都必不可少以外,改进前因为部件太零散,耗时耗力:每个部件是一个单独的厂家,13个部件中除了少部分自加工以外,大部分需要到各个厂家购买;第二个痛点:二次加工费时费力。合并取代的联轴器、丝杠、丝杠螺母,它们在改进前,虽然是购买现成的产品,但是买回来以后往往不合适还要二次加工;第三个痛点:改进前的微型直线导轨、行程架、挡块,这三个部件均为自己设计自己加工。
2、本发明设计原理:放弃中间关注两头的原则:改进前,关注的是中间的环节,影响到前端调谐电容组件是否达到功率要求的中间环节至少有5个:包括直流伺服电机、减速机、丝杠螺母、行程架、微型直线导轨,其中,直流伺服电机和减速机这2个是决定速度和推力能否达标的直接因素,丝杠螺母、行程架、微型直线导轨这3个是决定速度和推力能否达标的间接因素,丝杠螺母在行程架上的安装精度会对速度和推力有影响,行程架和微型直线导轨的直线度也对速度和推力有影响。这5种因素,如果用排列组合一共会有有120种组合,这120种的任何一种都会影响输出到调谐电容组件的推力、速度、行程;改进后,无需关注这些中间环节了,只需要关注输入给电动缸的电流是多少、以及电动缸输出的数据即可。至于电动推缸怎样取代丝杠螺母、怎样取代行程架、怎样取代微型直线导轨,直流伺服电机和减速机又是怎样配合,这些完全不需要关注,虽然还需要控制系统控制电动推缸在行程、速度、推力上达到要求,但是只要控制输入的电流即可。由此,使得影响前端调谐电容组件输出功率的因素由120种可能性缩小到1种。
由于采用“放弃中间关注两头的原则”,使得13个部件减少到6个,由此解决了现有技术的3个痛点问题。
下面结合附图对本发明做出进一步的解释
一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置如图1、图3所示,该回旋加速器频率调谐装置从一端到另一端依次设有:电动推缸1-1、水冷组焊件1-2、限位开关1-3、波纹管组件1-4、调谐支撑组件1-5、以及调谐电容组件1-6,它们均通过螺钉连接;所述电动推缸1-1通过电动推缸端面上的多个螺纹孔与调谐支撑组件1-5固接;通过伸出电动推缸端面的螺纹杆与水冷组焊件1-2连接;电动推缸1-1通过伸缩推杆,带动水冷组焊件1-2、限位开关1-3、波纹管组件1-4、调谐支撑组件1-5以及调谐电容组件1-6做直线运动,最终调节电路的频率和阻抗,从而达到调节电路的功率和效率的目的;其特点是:
该电动推缸1-1与现有的调谐装置机构相比较,合并取代了现有的调谐装置机构的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠、丝杠螺母,并且取消了行程架、微型直线导轨、挡块,将原有设备中共计13种零部件减少到6种零部件,依然保持该装置全部功能。
进一步地,通过选用该电动推缸1-1,将现有调谐装置机构中的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠以及丝杠螺母进行整合,这种整合是从结构和功能上的双重整合:该电动推缸1-1内部含有直流伺服电机、减速器、丝杠及丝杠螺母。
进一步地,选用该电动推缸1-1要选用折返式电机安装结构,由于回旋加速器内部空间狭小,同时需要留有一定检修空间,对空间利用度较高,折返式电机安装结构更加适用于小型回旋加速器。
进一步地,选用该电动推缸1-1要选用滚珠丝杠电动缸,由于频率调谐装置在系统中需要时刻调节电路的功率和效率、频繁做往复运动,因此选用高精度、可逆性好的滚珠丝杠电动缸。
进一步地,选用该电动推缸1-1后,现有调谐装置机构中的微型直线导轨被取消,是因为微型直线导轨在原有装置中起到保证现有设备在运动过程中的直线度,由于新增加的电动推缸1-1自身直线运动精度较好,故直接取消微型直线导轨。
进一步地,选用该电动推缸1-1后,现有调谐装置机构中的行程架被取消,是因为行程架在原有装置中起到连接作用:一端连接丝杠螺母,另一端连接水冷组焊件,并在微型直线导轨上运动以保证直线度,由于取消了丝杠螺母,并且电动推缸1-1直接连接水冷组焊件,故将行程架一并取消。
进一步地,选用该电动推缸1-1后,现有调谐装置机构中的挡块被取消,是因为挡块在原有装置中起到防止现有装置因各种原因超行程运行所设置的物理保险装置,新装置结构简单,运行稳定,故将挡块取消,保留限位开关。
进一步地,该回旋加速器频率调谐装置,所需推力约为160N左右,实际行程约为50mm,所需直线运动速度约30mm/s。
进一步地,所选用的折返式滚珠丝杠电动缸自带减速机,最大推力为800N、行程100mm、直线运动最大速度约为62.5mm/s,参数完全覆盖现有装置中直流伺服电机通过减速机减速,连接丝杠后所提供的参数范围。
需要强调的是,上述具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对上述实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,该回旋加速器频率调谐装置从一端到另一端依次设有:电动推缸(1-1)、水冷组焊件(1-2)、限位开关(1-3)、波纹管组件(1-4)、调谐支撑组件(1-5)、以及调谐电容组件(1-6),它们均通过螺钉连接;所述电动推缸(1-1)通过电动推缸端面上的多个螺纹孔与调谐支撑组件(1-5)固接;通过伸出电动推缸端面的螺纹杆与水冷组焊件(1-2)连接;电动推缸(1-1)通过伸缩推杆,带动水冷组焊件(1-2)、限位开关(1-3)、波纹管组件(1-4)、调谐支撑组件(1-5)以及调谐电容组件(1-6)做直线运动,最终调节电路的频率和阻抗,从而达到调节电路的功率和效率的目的;
其特征在于:
该电动推缸(1-1)与现有的调谐装置机构相比较,合并取代了现有的调谐装置机构的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠、丝杠螺母,并且取消了行程架、微型直线导轨、挡块,将原有设备中共计13种零部件减少到6种零部件,依然保持该装置全部功能。
2.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:通过选用该电动推缸(1-1),将现有调谐装置机构中的直流伺服电机、减速机、联轴器、丝杠以及丝杠螺母进行整合,这种整合是从结构和功能上的双重整合:所述从结构上的整合,是因为该电动推缸(1-1)内部含有直流伺服电机、减速器、丝杠及丝杠螺母。
3.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:选用该电动推缸(1-1)要选用折返式电机安装结构,由于回旋加速器内部空间狭小,同时需要留有一定检修空间,对空间利用度较高,折返式电机安装结构更加适用于小型回旋加速器。
4.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:选用该电动推缸(1-1)要选用滚珠丝杠电动缸,由于频率调谐装置在系统中需要时刻调节电路的功率和效率、频繁做往复运动,因此选用高精度、可逆性好的滚珠丝杠电动缸。
5.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:选用该电动推缸(1-1)后,现有调谐装置机构中的微型直线导轨被取消,是因为微型直线导轨在原有装置中起到保证现有设备在运动过程中的直线度,由于新增加的电动推缸(1-1)自身直线运动精度较好,故直接取消微型直线导轨。
6.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:选用该电动推缸(1-1)后,现有调谐装置机构中的行程架被取消,是因为行程架在原有装置中起到连接作用:一端连接丝杠螺母,另一端连接水冷组焊件,并在微型直线导轨上运动以保证直线度,由于取消了丝杠螺母,并且电动推缸(1-1)直接连接水冷组焊件,故将行程架一并取消。
7.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:选用该电动推缸(1-1)后,现有调谐装置机构中的挡块被取消,是因为挡块在原有装置中起到防止现有装置因各种原因超行程运行所设置的物理保险装置,新装置结构简单,运行稳定,故将挡块取消,保留限位开关。
8.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:该回旋加速器频率调谐装置,所需推力约为160N左右,实际行程约为50mm,所需直线运动速度约30mm/s。
9.根据权利要求1所述一种基于电动推缸结构的回旋加速器频率调谐装置,其特征在于:所选用的折返式滚珠丝杠电动缸自带减速机,最大推力为800N、行程100mm、直线运动最大速度约为62.5mm/s,参数完全覆盖现有装置中直流伺服电机通过减速机减速,连接丝杠后所提供的参数范围。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: Room 7501, Floor 5, Building 1, Yard 6, Dijin Road, Haidian District, Beijing 100089 Applicant after: Guodian Investment Nuclear Power Tongchuang (Beijing) Technology Co.,Ltd. Address before: Room 7501, Floor 5, Building 1, Yard 6, Dijin Road, Haidian District, Beijing 100089 Applicant before: Beijing nuclear Tongchuang Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |