CN205128873U - 伺服电动缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伺服电动缸，它包括伺服电机、滚珠螺母、滚珠丝杠、缸筒、推杆、滚轮和滚轮轴；所述伺服电机驱动所述滚珠丝杠旋转，所述滚珠螺母配合在所述滚珠丝杠上，所述滚珠螺母并与所述推杆连接；所述滚轮通过滚轮轴与所述推杆连接；所述缸筒内设置4个沿所述缸筒轴向均布的缸筒导槽，每个缸筒导槽内各设置一与之滚动连接的滚轮，通过所述缸筒导槽与所述滚轮的配合用于限制滚珠螺母的转动，使其沿缸筒轴向作直线运动。本实用新型降低了摩擦力，减少了零件的主要磨损，提高了导向精度和设备使用寿命，降低了制造成本。

Description

伺服电动缸

技术领域

本实用新型涉及冶金连铸结晶器振动技术领域，具体涉及一种伺服电动缸。

背景技术

在冶金连铸生产中，为了防止铸坯在凝固过程中与结晶器铜板发生粘结而导致粘挂拉裂或拉漏事故，需要使结晶器上下往复振动，以利于保护渣在结晶器壁的渗透，从而改善结晶器润滑和顺利脱模，减少拉坯时的摩擦阻力和发生粘结的可能性，使拉坯顺利进行，从而改善铸坯表面质量。

随着市场对精品钢种的需求，现代连铸机结晶器在生产中使用非正弦振动方式已经成为一种必要的关键技术，可以更好地控制负滑脱时间，减少钢水与结晶器摩擦力，降低板坯表面的振痕，提高铸坯的表面质量。

伺服电动缸系统可实现结晶器正弦和非正弦振动，如液压伺服系统振动一样可在线调节振频、振幅和波形偏斜率，而且设备组成简单，相对液压伺服系统的庞大，建立液压站一次投入较大、施工周期较长，伺服油缸和管路易漏油，维护费用较高，而伺服电动缸系统具有既环保又节能，设备使用寿命较长，维护费用较低等优点。

伺服电动缸系统主要由伺服电机、滚珠(或滚柱)丝杠副构成，随着连铸生产工艺和生产技术的不断提高，要求结晶器振动装置能提供持续、稳定的5Hz高频率振动，对应于电动缸的伺服电机和滚珠(或滚柱)丝杠副在200毫秒内就正反换向一次，各转一圈，这对电动缸的结构设计、制造精度及运行中对丝杠副的冷却和润滑有非常高的要求。目前，现有的伺服电动缸系统结构主要有存在以下几个方面缺点：

1、安装调整找零位方式；

2、滚珠(或滚柱)丝杠副的螺母防转和直线运动导向方式；

3、丝杠轴与伺服电机采用刚性轴套联接方式，虽然可以实现力的传递，但丝杠轴频繁的正反转而产生刚性冲击载荷易使联接件间产生间隙，从而产生运行噪音并直接影响电机和电动缸零部件的使用寿命；

4、丝杠轴从电动缸缸体底部穿出处的与缸体的密封方式；

5、因连铸机工作环境处于高温、粉尘和潮湿的恶劣环境，使得目前电动缸的使用寿命受到很大限制。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种制造成本较低、适用于连铸结晶器振动的伺服电动缸。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种伺服电动缸，它包括伺服电机、滚珠螺母、滚珠丝杠、缸筒、推杆、滚轮和滚轮轴；所述伺服电机驱动所述滚珠丝杠旋转，所述滚珠螺母配合在所述滚珠丝杠上，所述滚珠螺母并与所述推杆连接；所述滚轮通过滚轮轴与所述推杆连接；

所述缸筒内设置4个沿所述缸筒轴向均布的缸筒导槽，每个缸筒导槽内各设置一与之滚动连接的滚轮，通过所述缸筒导槽与所述滚轮的配合用于限制滚珠螺母的转动，使其沿缸筒轴向作直线运动。

为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是：

根据本实用新型的一个实施方案，所述滚珠丝杠一端浮动，所述滚珠丝杠另一端贯穿轴承座后通过联轴器与所述伺服电机连接，并且所述滚珠丝杠与所述轴承座之间设置轴承。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述联轴器采用夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述轴承座上设置轴承端盖，所述滚珠丝杠另一端贯穿轴承座后再穿过轴承端盖，所述滚珠丝杠与所述轴承端盖之间设置密封圈。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述密封圈采用内包骨架旋转轴唇形密封圈。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述轴承座与所述伺服电机之间设置过渡套。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述推杆外侧设置导向套。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述导向套内壁设置铜套。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述推杆上端设置螺杆连接座，所述螺杆连接座上设置调节螺杆。

本实用新型还可以是：

根据本实用新型的另一个实施方案，所述连接座下方边缘设置一圈用于保护缸体内部不受外部粉尘污染的活动罩。

根据本实用新型的另一个实施方案，所述活动罩与所述推杆上各设置一凹槽，所述凹槽位于所述活动罩与所述推杆的接触面处，两个凹槽大小相同且相对设置，两个凹槽相对设置围成的腔体内设置挡环。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是：

本实用新型的一种伺服电动缸，采用四个滑道滚轮的结构形式，降低了摩擦力，减少了零件的主要磨损，提高了导向精度和设备使用寿命，降低制造了成本；丝杠轴与伺服电机的联接采用夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器联接，联轴器的弹性体在预应力下安装，使得弹性体表面承受一定的预应力，从而使联轴器系统的刚性更好，弹性齿可补偿安装误差，能有效补偿轴向偏差和吸收振动，在径向上由内置腹板支撑从而避免了产生内部变形，适用于伺服电动缸频繁的正反转工况，能有效保证其长期平稳、无间隙、无噪音运行，且安装极为方便。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的伺服电动缸结构示意图。

图2示出了图1所示的F-F剖面示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－调节螺杆，2－缸筒，3－导向套，4－滚珠螺母，5－滚珠丝杠，6－轴承，7－轴承座，8－轴承端盖，9－密封圈，10－联轴器，11－伺服电机，12－挡环，13－活动罩，14－推杆，15－铜套，16－滚轮，17－滚轮轴，18－过渡套，19－电机罩，20－缸筒，21－缸筒导槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，一种伺服电动缸，它包括滚珠螺母4、滚珠丝杠5、伺服电机11、缸筒20、推杆14、滚轮16和滚轮轴17；所述伺服电机11驱动所述滚珠丝杠5旋转，即滚珠丝杠5与伺服电机11轴由联轴器10连接，伺服电机11安装固定在电机罩19上；所述滚珠螺母4配合在所述滚珠丝杠5上，所述滚珠螺母4并与所述推杆14连接；所述滚轮16通过滚轮轴17与所述推杆14连接；所述缸筒20内设置4个沿所述缸筒20轴向均布的缸筒导槽21，即4个缸筒导槽21形成对称分布或相互垂直，每个缸筒导槽21内各设置一与之滚动连接的滚轮16。缸筒导槽21内的滚轮16可以任意数量。通过缸筒导槽21与所述滚轮16的配合用于限制滚珠螺母4的转动，使滚珠螺母4沿缸筒20轴向作直线运动。

滚动连接的滚轮16可以采用调心滚子轴承等。

通过采用安装在推杆14上相互垂直的4个调心滚子轴承在缸筒导槽21内作往复运动的方式，既起定心稳定作用又使其相互间的摩擦副为滚动摩擦副，使运动零件相互间的摩擦系数达到最小，减少了零件的磨损，增加了设备的使用寿命。

滚珠丝杠5一端浮动，所述滚珠丝杠5另一端贯穿轴承座7后通过联轴器10与所述伺服电机11输出轴连接，并且所述滚珠丝杠5与所述轴承座7之间设置轴承6。即滚珠丝杠5的一端装在所述滚珠螺母4中，另一端由一对轴承6支撑固定，轴承6由与缸体连接的轴承座7安装定位。

联轴器10优先采用夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器，伺服电机11输出轴与滚珠丝杠5通过夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器联接，该夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器的弹性体在预应力下安装，使得弹性体表面承受一定的预应力，从而使夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器系统的刚性更好，弹性齿可补偿安装误差，能有效补偿轴向偏差和吸收振动，在径向上由内置腹板支撑从而避免了产生内部变形，适用于电动缸频繁的正反转工况，能有效保证其长期平衡运行，且安装极为方便。

对于滚珠丝杠5轴端支承采取一端固定一端浮动的方式，具体地，固定端采用两个背靠背安装的圆锥滚子轴承支承，轴承外圈背端受力方向由轴承座台阶定位，轴承内圈其中一个一端由丝杠轴肩定位，另一个的一端采用双背帽及圆螺母止动垫圈组合轴向调整定位方式，两个轴承内圈在轴向方向一端自由，由双背帽调整固定轴承游隙的大小。

轴承座7上设置轴承端盖8，所述滚珠丝杠5另一端贯穿轴承座7后再穿过轴承端盖8，所述滚珠丝杠5与所述轴承端盖8之间设置密封圈9，该密封圈9优先采用内包骨架旋转轴唇形密封圈。即内包骨架旋转轴唇形密封圈设置于两个同向安装在轴承座端盖与丝杠轴之间。

轴承座7与所述伺服电机11之间设置过渡套18。

推杆14外侧设置导向套3，推杆14的上端位于导向套3内，导向套3内壁设置铜套15，导向套3内设置的铜套可在一定程度上起到保护推杆表面的作用，并在磨损后可以更换。

推杆14上端设置螺杆连接座2，所述螺杆连接座2上设置调节螺杆1，调节螺杆1两头的丝设置为不同旋向，通过调节螺杆1两头的丝为不同旋向，以便于现场安装找零位时因施工而造成的电动缸基座标高高度误差作微调之用。

连接座2下方边缘设置一圈活动罩13，与螺杆连接座2连接的活动罩13内圆覆盖住导向套3筒体的外圆及推杆14的出口部，更是起到了双重保护缸体内部不受外部粉尘污染的作用，能有效保证缸体内部环境与外部环境隔离开，使缸体内润滑油及运动部件保持洁净，有效延长设备使用寿命。

活动罩13与所述推杆14上各设置一凹槽，所述凹槽位于所述活动罩13与所述推杆14的接触面处，两个凹槽大小相同且相对设置，两个凹槽相对设置围成的腔体内设置挡环12。

电动缸工作原理：伺服驱动器控制伺服电机11旋转，通过联轴器10将旋转运动传动到滚珠丝杠5与滚珠螺母4，滚珠丝杠5的旋转运动转换成滚珠螺母4的直线运动，通过与滚珠螺母4连接为整体的推杆14和调节螺杆1驱动振动装置的杠杆摇臂，由伺服电机11的正转和反转来实现滚珠螺母4的前进或后退，由伺服电机11电控系统来实现结晶器振动装置作正弦或非正弦振动运动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种伺服电动缸，其特征在于它包括伺服电机(11)、滚珠螺母(4)、滚珠丝杠(5)、缸筒(20)、推杆(14)、滚轮(16)和滚轮轴(17)；所述伺服电机(11)驱动所述滚珠丝杠(5)旋转，所述滚珠螺母(4)配合在所述滚珠丝杠(5)上，所述滚珠螺母(4)并与所述推杆(14)连接；所述滚轮(16)通过滚轮轴(17)与所述推杆(14)连接；

所述缸筒(20)内设置4个沿所述缸筒(20)轴向均布的缸筒导槽(21)，每个缸筒导槽(21)内各设置一与之滚动连接的滚轮(16),通过所述缸筒导槽(21)与所述滚轮(16)的配合用于限制滚珠螺母(4)的转动，使其沿缸筒(20)作直线运动。

2.根据权利要求1所述的伺服电动缸，其特征在于所述滚珠丝杠(5)一端浮动，所述滚珠丝杠(5)另一端贯穿轴承座(7)后通过联轴器(10)与所述伺服电机(11)连接，并且所述滚珠丝杠(5)与所述轴承座(7)之间设置轴承(6)。

3.根据权利要求2所述的伺服电动缸，其特征在于所述联轴器(10)采用夹紧式零齿隙梅花形弹性联轴器。

4.根据权利要求2或3所述的伺服电动缸，其特征在于所述轴承座(7)上设置轴承端盖(8)，所述滚珠丝杠(5)另一端贯穿轴承座(7)后再穿过轴承端盖(8)，所述滚珠丝杠(5)与所述轴承端盖(8)之间设置密封圈(9)。

5.根据权利要求4所述的伺服电动缸，其特征在于所述密封圈(9)采用内包骨架旋转轴唇形密封圈。

6.根据权利要求1所述的伺服电动缸，其特征在于所述推杆(14)外侧设置导向套(3)。

7.根据权利要求6所述的伺服电动缸，其特征在于所述导向套(3)内壁设置铜套(15)。

8.根据权利要求6或7所述的伺服电动缸，其特征在于所述推杆(14)上端设置螺杆连接座(2)，所述螺杆连接座(2)上设置调节螺杆(1)。

9.根据权利要求8所述的伺服电动缸，其特征在于所述连接座(2)下方边缘设置一圈用于保护缸体内部不受外部粉尘污染的活动罩(13)。

10.根据权利要求9所述的伺服电动缸，其特征在于所述活动罩(13)与所述推杆(14)上各设置一凹槽，所述凹槽位于所述活动罩(13)与所述推杆(14)的接触面处，两个凹槽大小相同且相对设置，两个凹槽相对设置围成的腔体内设置挡环(12)。