CN206023472U - 新型直线直流无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型直线直流无刷电机，其特征在于：前端盖和后端盖固连而成的电机内部固连有定子，空心转子组件穿设在定子内，空心转子组件包括转子铁芯与磁钢粘接起来的磁钢组及磁钢组内的中空轴，中空轴两端套设的轴承分别架设在前端盖和后端盖上；滚珠丝杆副的丝杆穿过前端盖后伸入空心转子组件的中空轴，并且丝杆与中空轴固连，丝杆上还固连有编码器码盘，编码器固设在后端盖上。本实用新型将电机旋转部件以及传动部件集于一体，实现了机构的微型化与集成化，同时采用高精度滚珠丝杠副作为传动部件，无背隙，高系统刚性，可达到很高的重复精度和定位精度。
Description
技术领域
本实用新型属于一种电机，尤其涉及一种直线直流电机。
背景技术
目前市场上的直流无刷电机直线传动机构一般采用直流无刷电机与丝杠通过联轴器联接实现直线传动。
这种结构体积大，集成度低，导致精度及效率不高。
实用新型内容
本实用新型提供一种新型直线直流无刷电机，其目的是解决现有技术存在的缺点，提供一种更小体积，更高精度，更高效率的直线直流无刷电机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
新型直线直流无刷电机，其特征在于：前端盖和后端盖固连而成的电机内部固连有定子，空心转子组件穿设在定子内，空心转子组件包括转子铁芯与磁钢粘接起来的磁钢组及磁钢组内的中空轴，中空轴两端套设的轴承分别架设在前端盖和后端盖上；滚珠丝杆副的丝杆穿过前端盖后伸入空心转子组件的中空轴，并且丝杆与中空轴固连，丝杆上还固连有编码器码盘，编码器固设在后端盖上。
丝杆端部的外螺纹与一个螺母的内螺纹螺合而使丝杆与螺母固连，螺母与中空轴固连，丝杆与中空轴固连；编码器码盘固设在螺母上。
前端盖所设螺孔内螺设有预紧螺母，预紧螺母紧抵中空轴端部套设的轴承。
所述编码器为闭环输出。
本实用新型的有益之处在于：
本实用新型将电机旋转部件以及传动部件集于一体，实现了机构的微型化与集成化，同时采用高精度滚珠丝杠副作为传动部件，无背隙，高系统刚性，可达到很高的重复精度和定位精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型电机总成结构示意图；
图2是本实用新型的直流无刷电机本体示意图；
图3是本实用新型的剖面图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1、图2、图3所示：
装配螺钉29用于固定整个电机的前端盖22、后端盖28，前端盖22、后端盖28与其内的电机零件构成直流无刷电机本体2。
直流无刷电机本体2内固设有定子30。
空心转子组件24是在转子铁芯与磁钢粘接起来的磁钢组242内的中空轴240的两头压装轴承241而成。空心转子组件24装在定子30中，定子30的引出线穿过护线套31。螺钉32，垫片26以及衬垫33用于将电路板27(PCBA)安装并固定在后端盖28中。铭牌25贴在定子30上。
预紧螺母21旋在前端盖22所设的螺孔内，紧抵波垫23，波垫23紧抵一个轴承241，转动预紧螺母21用于调整波垫23预紧力。
将滚珠丝杠副1装入直流无刷电机本体2，滚珠丝杆副1的丝杆穿过前端盖22后伸入空心转子组件24的中空轴240，丝杆的后端所设的外螺纹与螺母3的内螺纹螺合，转动螺母3拧紧滚珠丝杠副1，再将编码器5中的光电感应编码器码盘51按要求安装在螺母3上面，通过螺钉4将编码器5固定在电机2后端盖上，编码器5为闭环输出，能够精确定位。
螺母3插设在空心转子组件24的中空轴240一侧的轴承241内，并且扭紧螺母3使螺母3紧抵空心转子组件24的中空轴240端部，这样螺母3与空心转子组件24固连，从而滚珠丝杆副1的丝杆与空心转子组件24固连，从而滚珠丝杆副1的丝杠与空心转子组件24可以一体旋转。
使用预紧螺母21实现空心转子组件24的精确轴向定位，限制其轴向窜动。空心转子组件24通过两端的轴承241和前端盖22、后端盖28分别配合实现径向限位
电机通电时定子30驱动空心转子组件24转动，滚珠丝杆副1的丝杠与空心转子组件24的中空轴240一体旋转，从而驱动安装在外部客户端的滚珠丝杆副1的滚珠螺母在滚珠丝杆副1的丝杠上实现直线运动。
本设计具体实施有如下关键控制点：
定子30与空心转子组件24之间的气隙控制，定子30与前端盖22和后端盖28的止口配合控制，该配合涉及空心转子组件24与定子30之间的气隙，涉及滚珠丝杠副1的跳动，以及气隙不均匀引起的噪音。
预紧螺母21的预紧需要调整适当，预紧力太大会压死轴承，造成电机旋转不顺畅或者不旋转，预紧力太小会导致空心转子组件24在某种应用场合前后窜动，造成定位精度不精确。当滚珠丝杠副1安装到空心转子组件24当中，并且用螺母3固定后，需要控制滚珠丝杠副1和螺母3的跳动在合理范围，滚珠丝杠副1跳动过大会引起外部机构运行不畅，卡死等；螺母3跳动过大会引起安装编码器5时，编码器码盘51与读头的距离不均匀，造成相互卡顿或者编码器码盘51过度倾斜导致系统误差，从而影响整机定位精度。
本新型电机将滚珠丝杠与直流无刷电机有机结合，高度集成使得结构紧凑。本新型电机没有选用滑动丝杠副而选用精度更高的滚珠丝杠副，前者多采用轧制工艺，其精度最高只能达到C7等级，而一般轧制滚珠丝杆精度能达到C7或C5等级，采用研磨工艺的能达到C3等级。其次在传动效率方面，滑动丝杠副效率普遍在30％到80％之间，丝杠导程越小，则效率越低，而滚珠丝杠效率一般都在90％到98％之间，在相同的输入功率情况下，滚珠丝杠传动直线步进电机无疑比滑动丝杠直线步进电机有更大的输出功率。
滚珠丝杆配直流无刷电机的典型传统结构是，安装在基座上的旋转电机轴通过联轴器与滚珠丝杠传动装置连接，而滚珠丝杠传动装置则是丝杠两端有安装板支撑，其中一端加一对推力轴承以限制轴向窜动，另一端加深沟滚珠轴承限制径向跳动，滚珠丝杠螺母通过L型连接板与安装在底座上的导轨滑块连接。
这样的传统结构，滚珠丝杠副相比于滑动丝杠副虽然有精度高、效率高、寿命高的优点，但是由于其结构特性决定，往往滚珠丝杠和螺母体积较大，如果加上机械传动附件如联轴器，导轨等则更加占用空间，在空间有限的应用场合往往使用受限。
本实用新型在结构上将电机旋转部件及传动部件巧妙整合于一体，从而将机构整体实现了微型化，由于采用高效率的滚珠丝杠副作为传动部件同时保证了配合的同轴度，因此大大提高了电机的效率，性能和使用寿命。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.新型直线直流无刷电机，其特征在于：前端盖和后端盖固连而成的电机内部固连有定子，空心转子组件穿设在定子内，空心转子组件包括转子铁芯与磁钢粘接起来的磁钢组及磁钢组内的中空轴，中空轴两端套设的轴承分别架设在前端盖和后端盖上；滚珠丝杆副的丝杆穿过前端盖后伸入空心转子组件的中空轴，并且丝杆与中空轴固连，丝杆上还固连有编码器码盘，编码器固设在后端盖上。
2.如权利要求1所述的新型直线直流无刷电机，其特征在于：丝杆端部的外螺纹与一个螺母的内螺纹螺合而使丝杆与螺母固连，螺母与中空轴固连，丝杆与中空轴固连；编码器码盘固设在螺母上。
3.如权利要求1所述的新型直线直流无刷电机，其特征在于：前端盖所设螺孔内螺设有预紧螺母，预紧螺母紧抵中空轴端部套设的轴承。
4.如权利要求1所述的新型直线直流无刷电机，其特征在于：所述编码器为闭环输出。
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| CN201621093672.2U CN206023472U (zh) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 新型直线直流无刷电机 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107769453A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-06 | 冶金自动化研究设计院 | 一种隐藏式丝杠电机往复结构 |
| CN107947453A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-20 | 北京精密机电控制设备研究所 | 电动执行机构 |
| CN108390505A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-10 | 潍坊亿林数控科技有限公司 | 一种直线模组电机 |
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| CN108390505B (zh) * | 2018-04-20 | 2024-03-22 | 徐卫国 | 一种直线模组电机 |
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