CN203176284U - 一种直线驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直线驱动装置，包括外管以及设置在外管端部的密封端盖，在所述外管内设置有丝杆，所述丝杆一端与驱动机构连接，在所述丝杆上设置有与之螺纹配合的传动螺母，在所述外管与丝杆之间设置有伸缩杆，所述伸缩杆一端与传动螺母连接，其另一端穿过密封端盖，在所述伸缩杆与密封端盖之间设置有密封组件，在所述外管上设置有防水防油透气塞。本实用新型主要用于太阳能跟踪器上，其根据太阳跟踪器的使用环境，针对装置本身的抗挠度、抗载荷以及防护方面作了相应的结构设计，使本装置在太阳跟踪器的应用中，运行可靠稳定、抗挠度及抗载荷能力强，从而有效提高太阳能跟踪器的跟踪精度。

Description

一种直线驱动装置

技术领域

本实用新型属于太阳能跟踪技术领域，特别涉及一种用于太阳能跟踪器的直线驱动装置。

背景技术

如图1所示，为现有的直线驱动装置15在太阳能跟踪器中的具体应用，其主要用于太阳能双轴跟踪器高度角（也可用于方位角）跟踪驱动及单轴跟踪器驱动。现有的直线驱动装置主要存在以下问题：

1、太阳能跟踪器(双轴及单轴)设计时，运动部件均将重心设计至与转动轴重合（接近），从而减小跟踪时所需驱动力矩进而达到跟踪器本声低能耗的要求。在实际工程应用中，由于跟踪器的特殊结构限制，此类驱动器除了提供驱动力之外，还起支撑、稳定运动部件的作用，在大风、雪的影响下，对驱动器的刚度（抗挠度）要求很高，即需要此类驱动器在提供足够驱动力的同时具有较高的抗载荷能力及足够的刚度（抗挠度）保证跟踪器能准确跟踪并稳定运行。

现有用于太阳能跟踪器的此类驱动器与所需驱动力为设计依据，将传动丝杆长径比设计为30～40，传动螺母长径比设计为1.5～2，在丝杆转动部分使用深沟球轴承；虽然能满足驱动力要求，但是驱动器刚度及抗载荷能力有限。另外，现有此类驱动器伸缩杆与外管之间采用大间隙配合，在工程应用中，驱动器在受到跟踪器转动部件推、压力时，此间隙增加了丝杆的挠度，使跟踪器出现晃动，不能精准跟踪。

2、在太阳能跟踪器实际应用中，跟踪器常年在户外各种极端条件下运行，作为跟踪器的关键部件，此类驱动器必须具有很高的防护等级，且必须保证润滑系统在寿命期内良好运行。

现有此类驱动装置伸缩杆与外管为大间隙配合，在实际使用过程中水，沙尘及杂物很将直接进如驱动器内部，直接影响驱动器的传动系统（齿轮及丝杆传动螺母），甚至电路系统，严重影响跟踪器的正常运行。即使有些装置设置了防尘罩，但是由于装置本身的工作环境，防尘罩很容易老化损坏，一旦损坏则同样会面临上述问题。

3、在太阳能跟踪器实际应用中，驱动器件的信号反馈是跟踪器准确跟踪的灵魂，准确可靠的信号反馈系统是跟踪器正常运行的必要条件。

现有此类驱动器电机与丝杆之间传动采用普通齿轮变速器，变速器集成信号反馈系统与丝杆接口处无密封处理，在实际使用过程中，通过伸缩杆渗入的雨水能直接到达变速器内部，使齿轮锈蚀、信号反馈系统短路；在低温环境下还会产生结冰，使驱动器不能工作。另外，现有此类驱动器信号反馈系统与变速器设计为一体并关联，增加了维修、更换的难度。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种运行可靠稳定、抗挠度及抗载荷能力强且提高太阳能跟踪器跟踪精度的直线驱动装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种直线驱动装置，其特征在于：包括外管以及设置在外管端部的密封端盖，在所述外管内设置有丝杆，所述丝杆一端与驱动机构连接，在所述丝杆上设置有与之螺纹配合的传动螺母，在所述外管与丝杆之间设置有伸缩杆，所述伸缩杆一端与传动螺母连接，其另一端穿过密封端盖，在所述伸缩杆与密封端盖之间设置有密封组件，在所述外管上设置有防水防油透气塞。

本实用新型所述的直线驱动装置，其所述外管内、丝杆与驱动机构连接端对应设置有单列圆锥滚子轴承，所述单列圆锥滚子轴承的外圈与外管内壁连接，其内圈与丝杆紧密配合。

本实用新型所述的直线驱动装置，其在所述伸缩杆与密封端盖之间设置有滑动轴承。

本实用新型所述的直线驱动装置，其在所述密封端盖端部、伸缩杆与密封端盖之间设置有防尘圈，所述密封组件设置在防尘圈与滑动轴承之间。

本实用新型所述的直线驱动装置，其所述密封组件由至少一组O型密封圈组成。

本实用新型所述的直线驱动装置，其所述丝杆的长径比为20～25，所述传动螺母的长径比为3～5。

本实用新型所述的直线驱动装置，其在所述伸缩杆表面设置有耐磨防锈层。

本实用新型所述的直线驱动装置，其所述驱动机构为带行星减速器及霍尔信号反馈的直流电机，所述直流电机的动力输出端通过连轴器与丝杆一端连接。

本实用新型所述的直线驱动装置，其所述外管由前、后段两部分螺纹连接且焊接为一整体结构，所述丝杆前端置于外管的前段部分内并通过连轴器与直流电机驱动连接，所述密封端盖设置在外管的后段部分的端部，所述伸缩杆置于外管的后段部分内。

本实用新型所述的直线驱动装置，其在所述密封端盖与外管后段部分的端部之间设置有O型密封圈，在所示丝杆与连轴器接口处设置有密封圈。

本实用新型根据太阳跟踪器的使用环境，针对装置本身的抗挠度、抗载荷以及防护方面作了相应的结构设计，使本装置在太阳跟踪器的应用中，运行可靠稳定、抗挠度及抗载荷能力强，从而有效提高太阳能跟踪器的跟踪精度。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型设计时充分考虑跟踪器在大风、雪极端天气下驱动器所承受载荷，通过计算将丝杆长径比确定为20～25，传动螺母长径比确定为3～5材质采用QT500，在丝杆转动部分采用一组单列圆锥滚子轴承，与现有结构中的深沟球轴承相比，能提供更大的轴向载荷即提高驱动器的抗载荷能力；另外通过提高伸缩杆外径加工精度、增加伸缩杆镀层耐磨性，在外管与伸缩杆之间增加滑动轴承，消除间隙，消除了由于间隙导致的晃动，极大的提高了驱动器的抗挠度及抗载荷能力，使驱动器推力与承受载荷力比达到1：6，提高了跟踪精度，使跟踪器能更稳定地运行。

2、本实用新型设计着重考虑了密封性，将丝杆、传动螺母传动副整体与外管实现完全密封，同时为解决完全密封导致伸缩杆运动时造成的外管内外气压差对密封圈及密封效果的影响，本实用新型在外管上设置了具有防油、防水作用的透气塞，使外管内外气压差随时保持完全平衡，由于实现了完全密封，在现有此类驱动器只能采用润滑脂润滑的基础上，本实用新型还能使用润滑油润滑，极大的改善了驱动器的润滑效果及润滑系统的可靠性。而且本驱动器将防尘圈及密封圈集成为组件，在密封圈及防尘圈老化后可轻易更换。

3、本实用新型的驱动机构部分采用了带行星减速器及霍尔信号反馈的电机。电机、行星减速器、型号反馈系统三者独立，装配后集成为驱动及信号反馈模块，防护等级达到IP65，完全能在各种环境下可靠、稳定运行。且在出现故障时能够快速更换，减小电站因跟踪器故障带来的发电量损失。

附图说明

图1是现有直线驱动装置在太阳跟踪器上的应用示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是图2中A部放大图。

图4是图2中B部放大图。

图中标记：1为外管，2为密封端盖，3为丝杆，4为传动螺母，5为伸缩杆，6为防水防油透气塞，7为圆锥滚子轴承，8为滑动轴承，9为防尘圈，10为直流电机，11为连轴器，12为O型密封圈，13为密封圈，14为安装支耳，15为现有直线驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、2所示，一种直线驱动装置，包括外管1以及设置在外管1端部的密封端盖2，在外管上设置有安装支耳14，在所述外管1内设置有丝杆3，所述丝杆3的长径比为20～25，所述丝杆3一端与驱动机构连接，所述外管1内、丝杆3与驱动机构连接端对应设置有单列圆锥滚子轴承7，所述单列圆锥滚子轴承7的外圈与外管1内壁连接，其内圈与丝杆3紧密配合，所述驱动机构为带行星减速器及霍尔信号反馈的直流电机10，所述直流电机10的动力输出端通过连轴器11与丝杆3一端连接，在所示丝杆3与连轴器11接口处设置有密封圈13。

在所述丝杆3上设置有与之螺纹配合的传动螺母4，所述传动螺母4的长径比为3～5，在所述外管1与丝杆3之间设置有伸缩杆5，在所述伸缩杆5表面设置有耐磨防锈层，所述伸缩杆5一端与传动螺母4连接，其另一端穿过密封端盖2，在所述伸缩杆5与密封端盖2之间设置有密封组件及滑动轴承8，在所述密封端盖2端部、伸缩杆5与密封端盖2之间设置有防尘圈9，所述密封组件设置在防尘圈9与滑动轴承8之间，所述密封组件由两组O型密封圈12组成。

其中，所述外管1由前、后段两部分螺纹连接且焊接为一整体结构，在所述外管1的后段部分上设置有防水防油透气塞6，所述丝杆3前端置于外管1的前段部分内并通过连轴器11与直流电机10驱动连接，所述密封端盖2设置在外管1的后段部分的端部，所述伸缩杆5置于外管1的后段部分内，在所述密封端盖2与外管1后段部分的端部之间设置有O型密封圈12。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种直线驱动装置，其特征在于：包括外管（1）以及设置在外管（1）端部的密封端盖（2），在所述外管（1）内设置有丝杆（3），所述丝杆（3）一端与驱动机构连接，在所述丝杆（3）上设置有与之螺纹配合的传动螺母（4），在所述外管（1）与丝杆（3）之间设置有伸缩杆（5），所述伸缩杆（5）一端与传动螺母（4）连接，其另一端穿过密封端盖（2），在所述伸缩杆（5）与密封端盖（2）之间设置有密封组件，在所述外管（1）上设置有防水防油透气塞（6）。

2.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于：所述外管（1）内、丝杆（3）与驱动机构连接端对应设置有单列圆锥滚子轴承（7），所述单列圆锥滚子轴承（7）的外圈与外管（1）内壁连接，其内圈与丝杆（3）紧密配合。

3.根据权利要求2所述的直线驱动装置，其特征在于：在所述伸缩杆（5）与密封端盖（2）之间设置有滑动轴承（8）。

4.根据权利要求3所述的直线驱动装置，其特征在于：在所述密封端盖（2）端部、伸缩杆（5）与密封端盖（2）之间设置有防尘圈（9），所述密封组件设置在防尘圈（9）与滑动轴承（8）之间。

5.根据权利要求4所述的直线驱动装置，其特征在于：所述密封组件由至少一组O型密封圈（12）组成。

6.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于：所述丝杆（3）的长径比为20～25，所述传动螺母（4）的长径比为3～5。

7.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于：在所述伸缩杆（5）表面设置有耐磨防锈层。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的直线驱动装置，其特征在于：所述驱动机构为带行星减速器及霍尔信号反馈的直流电机（10），所述直流电机（10）的动力输出端通过连轴器（11）与丝杆（3）一端连接。

9.根据权利要求8所述的直线驱动装置，其特征在于：所述外管（1）由前、后段两部分螺纹连接且焊接为一整体结构，所述丝杆（3）前端置于外管（1）的前段部分内并通过连轴器（11）与直流电机（10）驱动连接，所述密封端盖（2）设置在外管（1）的后段部分的端部，所述伸缩杆（5）置于外管（1）的后段部分内。

10.根据权利要求9所述的直线驱动装置，其特征在于：在所述密封端盖（2）与外管（1）后段部分的端部之间设置有O型密封圈（12），在所示丝杆（3）与连轴器（11）接口处设置有密封圈（13）。

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