CN209844749U - 永磁柔性过载保护型电动推杆 - Google Patents

Abstract

提供一种永磁柔性过载保护型电动推杆，包括减速箱以及设于减速箱内的小齿轮、中间齿轮和大齿轮；小齿轮与电机输出轴固连，小齿轮通过中间齿轮啮合大齿轮，并通过与大齿轮固连的磁性外转子通过磁耦合传动带动磁性内转子以及磁性内转子固连的丝杠轴转动；丝杠轴与丝杠螺母密封安装于筒体内，并由丝杠螺母推送与电机平行的推杆移动，沿丝杠螺母位移方向极限位置筒体竖直侧壁安装行程限位开关，限位开关电连接控制箱。本实用新型结构简单、运行可靠、维护经济、安装操作方便；通过磁传动技术实现过载保护，消除电流过热并防止电机损坏，寿命长，磁耦合可调，通用性理想。

Description

永磁柔性过载保护型电动推杆

技术领域

本实用新型属电动推杆技术领域，具体涉及一种永磁柔性过载保护型电动推杆。

背景技术

电动推杆是一种电动直线执行机构；主要由电机、推杆、传动装置和控制装置等组成；其中，电机为动力源，通过传动装置把电机的旋转运动转化为推杆的直线往复运动，由推杆推动完成风门、阀门、闸门、挡板等切换。适用于电力、化工、冶金、矿山、轻工、交通、船舶等远距离集中自动切换、物料装卸、流量控制等领域。其中，为延长电机以及推杆使用寿命，需要安装过载保护装置。现有技术下，电动推杆的过载保护主要分为电流过载保护、摩擦离合器过载保护和推拉力控制弹簧过载保护几种。但是，上述几种过载保护在应用中，电流过载保护存在反馈信号迟滞容易损毁电机的技术问题；摩擦离合器过载保护存在摩擦片易磨损需要经常更换的问题；弹簧过载保护存在螺旋弹簧需要支撑并承载推杆，弹簧的接触性耐疲劳损伤直接影响电动推杆的使用寿命，加之弹簧体积以及电动推杆内部外形尺寸也随之扩大，装置成本升高。因此为规避上述缺陷，现提出如下技术方案。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种永磁柔性过载保护型电动推杆，采用柔性连接的磁传动技术，对电动推杆电机和负载推杆建立无机械连接的过载保护，保证电机以及推杆的稳定运行，延长电机和推杆使用寿命，结构紧凑且简单，安全可靠。

本实用新型采用的技术方案：永磁柔性过载保护型电动推杆，包括减速箱以及设于减速箱内的小齿轮、中间齿轮和大齿轮；小齿轮与电机输出轴固连，小齿轮通过中间齿轮啮合大齿轮，并通过大齿轮固连磁性外转子带动磁性外转子转动，与磁性外转子相耦合设有磁性内转子，且磁性内转子固连并带动丝杠轴转动；丝杠轴与丝杠螺母组成滚珠丝杠螺母副密封安装于筒体内，并由丝杠螺母连接并推送推杆移动；其中丝杠轴与电机平行设置，沿丝杠螺母位移方向极限位置的筒体竖直侧壁安装行程限位开关，限位开关电连接控制箱。

进一步地，为稳定支撑大齿轮连同齿轮轴和磁性外转子的转动安装：所述大齿轮固定安装于齿轮轴，所述齿轮轴通过角接触球轴承转动支承安装于下轴承座内；且下轴承座安装角接触球轴承和齿轮轴的密封端盖Ⅰ；所述角接触球轴承的轴承内圈设有与齿轮轴压紧固连为一体的压盖。

进一步地：为实现磁耦合面积的调节进而调节电动推杆的输出扭矩：所述磁性外转子与磁性内转子设有调节两者磁耦合面积来控制丝杠轴输出扭矩大小的调节螺钉。

优选地，为更加方便地调节磁耦合面积：所述下轴承座安装调节螺钉，且调节螺钉与齿轮轴平行设置；且下轴承座滑动密封安装在端盖Ⅱ内，所述端盖Ⅱ与减速箱紧固连为一体，并通过正旋或逆旋调节螺钉推顶位移调节下轴承座连为一体的角接触球轴承、齿轮轴、大齿轮的位置进而调节磁耦合面积。

进一步地：为提高小齿轮在减速箱箱体内传动稳定性和可靠性：所述小齿轮通过键固连电机动力输出轴；且小齿轮底部固连手轮轴一端；手轮轴另一端通过轴承Ⅰ转动支承安装于减速箱箱体。

进一步地：为在减速箱箱体密封安装小齿轮轴承Ⅰ以延长机械寿命：所述轴承Ⅰ的轴承外圈通过端盖Ⅲ轴向压紧安装于减速箱箱体制有的台阶孔；轴承Ⅰ内圈与手轮轴轴端紧配合安装，且轴承Ⅰ和手轮轴密封安装于固连减速箱的封盖内。

进一步地；为满足磁耦合动力输入的啮合传动安装：所述中间齿轮为双联齿轮；所述双联齿轮通过键连接中间轴，所述中间轴两端通过轴承Ⅱ转动支承安装于减速箱箱体；且轴承Ⅱ外圈通过端盖Ⅳ压紧且密封安装。

优选地：为满足丝杠轴大载荷承载需求：所述丝杠轴通过圆锥滚子轴承转动支承安装在上轴承座内，且上轴承座通过制有的内螺纹连接筒体底端制有的外螺纹并用圆螺母轴向预紧。

进一步地：为保证滚珠丝杠螺母副的密封安装：所述筒体前端安装丝杠轴的密封封头；所述推杆执行端伸出筒体外并与封头通过密封圈滑动密封相连。

优选地：为简化电路控制并对丝杠螺母建立极限限位：所述电机为电磁制动三相异步电动机；所述筒体底端安装对丝杠螺母进行下极限限位的限位螺母；所述筒体顶端通过安装的封头对丝杠螺母进行上极限限位。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本实用新型电动推杆结构简单、传动紧凑、传动效率高、动作可靠；

2、本实用新型柔性连接的磁传动技术，对电动推杆电机和负载推杆建立无机械连接的过载保护，保证电机以及推杆的稳定运行，延长电机和推杆使用寿命，结构紧凑且简单，安全可靠；

3、本实用新型通过调节螺钉261调节磁耦合面积大小调节实现了电动推杆根据应用调节输出扭矩大小的功能，通用性理想；

4、本实用新型通过旋动调节螺钉261通过调节螺钉261的反作用力实现下轴承座26带动磁性外转子20的轴向位移调节，磁耦合面积的调节在变速箱3箱外无需拆箱即可完成，手动调节方便；

4、本实用新型小齿轮6、中间齿轮28、大齿轮29分别通过与各自固连的手轮轴5、中间轴30、齿轮轴22结合轴承组件在减速箱3箱体内转动支承安装，安装可靠，啮合传动摩擦阻力小；满足齿啮合机械传动部分大载荷、低摩擦、长机械寿命、良密封的稳定可靠运行；

5、本实用新型丝杠轴13通过圆锥滚子轴承18支承，可满足电动推杆输出负载丝杠轴13大载荷承载的使用需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1传动结构的放大细节结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-2描述本实用新型的具体实施例。

以下的实施例便于更好地理解本实用新型，但并不限定本实用新型。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售。下述实施例中控制电路的实现，如无特殊说明，均为常规控制方式。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，需要理解的是：术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语术语“安装”、“相连”、“连接”“设置”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。再例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过其他中间构件间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

永磁柔性过载保护型电动推杆，包括减速箱3以及设于减速箱3内的小齿轮6、中间齿轮28和大齿轮29；其特征在于：所述小齿轮6与电机7输出轴通过键固连，且电机7通过螺栓紧固安装在减速箱3箱体外侧上端；小齿轮6通过中间齿轮28啮合大齿轮29转动并通过大齿轮29紧固连接磁性外转子20并带动磁性外转子20转动。与磁性外转子20相耦合设有磁性内转子21，且磁性内转子21紧配合固连并带动丝杠轴13转动；丝杠轴13与丝杠螺母14 组成滚珠丝杠螺母副密封安装于筒体12内，并由丝杠螺母14连接推送推杆10移动；其中，为减小体积并紧凑化安装：丝杠轴13与电机7平行设置，为满足电机7的上下限位自动制动停止运行需求：沿丝杠螺母14位移方向极限位置的筒体12竖直侧壁安装行程限位开关9，所述限位开关9电连接控制箱。

进一步地，为稳定支撑大齿轮连同齿轮轴和磁性外转子的转动安装：所述大齿轮29通过键固定安装于齿轮轴22，所述齿轮轴22通过角接触球轴承 23转动支承安装于下轴承座26内；且下轴承座26安装角接触球轴承23和齿轮轴22的密封端盖Ⅰ25；所述角接触球轴承23的轴承内圈设有与齿轮轴22 压紧固连为一体的压盖24。

进一步地：为实现磁耦合面积的调节进而调节电动推杆的输出扭矩：所述磁性外转子20与磁性内转子21设有调节两者磁耦合面积来控制丝杠轴13 输出扭矩大小的调节螺钉261。

优选地，为更加方便地调节磁耦合面积：所述下轴承座26安装调节螺钉 261，且调节螺钉261与齿轮轴22平行设置；且下轴承座26滑动密封安装在端盖Ⅱ27内，所述端盖Ⅱ27与减速箱3紧固连为一体，并通过正旋或逆旋调节螺钉261推顶位移调节下轴承座26连为一体的角接触球轴承23、齿轮轴 22、大齿轮29的位置进而调节磁耦合面积。

进一步地：为提高小齿轮在减速箱箱体内传动稳定性和可靠性：所述小齿轮6通过键601固连电机7动力输出轴；且小齿轮6底部通过沿其底部轮盘端面均匀分布的多个紧固螺钉紧定固连手轮轴5上端一体成型制有的手轮轴法兰盘，并使手轮轴5连接小齿轮6的上端一部分插入小齿轮6轮体底端制有的凹槽内；手轮轴5另一端通过轴承Ⅰ4转动支承安装于减速箱3箱体。进一步地：为在减速箱箱体密封安装小齿轮轴承Ⅰ4以延长机械寿命：所述轴承Ⅰ4的轴承外圈通过端盖Ⅲ2轴向压紧安装于减速箱3箱体制有的台阶孔301；轴承Ⅰ4内圈与手轮轴5轴端紧配合固连为一体，且轴承Ⅰ4和手轮轴5 通过封盖1密封安装于与减速箱3紧固连为一体的封盖1内。

上述实施例结构基础上，进一步地；为满足磁耦合动力输入的啮合传动安装：所述中间齿轮28为双联齿轮；所述双联齿轮通过键连接并安装在中间轴30上，且双联齿轮后侧用于啮合大齿轮29的中间齿轮应具有一定轴向厚度；以满足耦合传动磁耦合面积的交错调节需求。且所述中间轴30两端通过轴承Ⅱ8转动支承安装于减速箱3箱体；且轴承Ⅱ8外圈通过端盖Ⅳ31压紧且密封安装。继前述结构，齿轮轴22通过角接触球轴承23转动支承安装于下轴承座26内并通过压盖24压紧。磁性外转子20通过螺钉固定在齿轮轴22，下轴承座26通过调节螺钉261固定在端盖27；端盖25与下轴承座26对齿轮轴22的轴承进行密封；端盖27通过螺栓固定安装在减速箱3箱体。磁性内转子21与磁性外转子20相耦合带动丝杠轴转动。

优选地：为满足丝杠轴大载荷承载需求：所述丝杠轴13通过圆锥滚子轴承18转动支承安装在上轴承座17内，且上轴承座17通过制有的内螺纹171 连接筒体12底端制有的外螺纹121并用圆螺母15轴向预紧。进一步地：为保证滚珠丝杠螺母副的密封安装：所述筒体12前端安装丝杠轴13的密封封头11；所述推杆10执行端伸出筒体12外并与封头11通过密封圈111滑动密封相连。优选地：为简化电路控制并对丝杠螺母建立极限限位：所述电机7 为电磁制动三相异步电动机；所述筒体12底端安装对丝杠螺母14进行下极限限位的限位螺母16；所述筒体12顶端通过安装的封头11对丝杠螺母14进行上极限限位。协同限位开关9，给予电机信号使电机7制动停止。且电机7 优选磁制动三项异步电动机。需要说明的是，关于控制电路图的省略，本案中，电动推杆设有外接接市电的供电回路，磁耦合传动组件以及电动机、控制箱、限位开关等均处于供电回路中并由外部市电供电。

本实用新型的工作原理是：控制箱控制电机7启动，电机7传递扭矩给与电机动力输出轴通过键连接的小齿轮6并通过小齿轮6带动与小齿轮6同轴紧固连为一体的手轮轴5转动，且手轮轴5通过轴承稳定且低摩擦阻力地在减速箱3箱体内密封且转动支承安装；并使小齿轮6与中间齿轮28前端啮合，并通过为双联齿轮的中间齿轮28将扭矩传递到与中间齿轮28键配合固连的中间轴30，并通过为双联齿轮的中间齿轮28的后侧齿轮啮合齿轮轴22上通过键配合固定安装的大齿轮29；且大齿轮29与磁性外转子20通过螺钉同轴紧固安装在齿轮轴22上，扭矩通过与中间齿轮28啮合的大齿轮29传递到齿轮轴22及磁性外转子20；磁性内转子21与磁性外转子20相互耦合，耦合面积可通过调节螺钉261调节下轴承座26相对端盖27的位置进行调整，从而控制磁性内转子21与磁性外转子20之间的磁耦合面积，使内转子、外转子可进行全耦合、半耦合控制调节切换，达到扭矩输出大小的控制调节。在此基础上，磁性内转子21通过键安装在丝杠轴13上以与丝杠轴13同步转动，丝杠轴13旋合适配安装丝杠螺母14并将丝杠轴13的旋转运动转换为丝杠螺母14的轴向线性进给位移；且丝杠螺母14通过螺钉固连推杆10一端，以推送推杆10另一端沿筒体12直线位移执行完成负载推送动作。上述过程中，非过载状态下：通过磁性外转子20与磁性内转子21相耦合，将旋转扭矩传递到丝杠轴13上，通过丝杠轴13与丝杠螺母14的滚珠丝杠螺母副将丝杠轴13上的旋转扭矩转化为推杆10上的直线运动推力的柔性传动过程中：由于上、下限位开关9分别通过螺纹紧固安装在筒体12外侧，一旦丝杠螺母从下限位直线运行到上限位限位开关9，上限位开关9将给予电机7反馈信号，从而使电机7制动停止；反之，当丝杠螺母14从上限位直线运行到下限位限位开关9，限位开关9将给予电机反馈信号，使电机制动停止。而在过载状态下：为电磁制动三相异步电动机的电机7带动电动推杆采用磁传动技术实现过载保护。即在推杆10行程中超载情况下，内、外转子产生滑差，受磁传动柔性连接关系，一方面能避免电机电流瞬时增大，另一方面，磁传动转子滑差产生的涡流热，可以通过减速箱内部润滑油冷却吸收，并保护电机7及电动推杆内的传动机构不因过载运行而损坏。在此基础上，再通过调节螺钉261 推顶调节下轴承座26轴向位移进而轴向推拉移动磁性外转子20轴线位置，改变调节内、外转子磁耦合面积，控制磁传动输出扭矩大小，可满足电动推杆负载承载不同载荷的适应性调节需求，满足其通用性需求。

通过以上描述可以发现：本实用新型在过载保护方面：电动推杆结构简单、传动紧凑、传动效率高、动作可靠；本实用新型柔性连接的磁传动技术，对电动推杆电机和负载推杆建立无机械连接的过载保护，保证电机以及推杆的稳定运行，延长电机和推杆使用寿命，结构紧凑且简单，安全可靠。

再者，本实用新型在磁传动调节方面：通过调节螺钉261调节磁耦合面积大小调节实现了电动推杆根据应用调节输出扭矩大小的功能，通用性理想；而且，本实用新型通过旋动调节螺钉261通过调节螺钉261的反作用力实现下轴承座26带动磁性外转子20的轴向位移调节，磁耦合面积的调节在变速箱3箱外无需拆箱即可完成，手动调节方便。

不仅如此，本实用新型小齿轮6、中间齿轮28、大齿轮29分别通过与各自固连的手轮轴5、中间轴30、齿轮轴22结合轴承组件在减速箱3箱体内转动支承安装，安装可靠，啮合传动摩擦阻力小；满足齿啮合机械传动部分大载荷、低摩擦、长机械寿命、良密封的稳定可靠运行。在此基础上，本实用新型丝杠轴13通过圆锥滚子轴承18支承，可满足电动推杆输出负载丝杠轴13大载荷承载的使用需求。

需要说明的是，本实用新型丝杠轴采用圆锥滚子轴承18协同减速箱3减速齿轮传动共同作用，区别于公告号为CN206099634U采用角接触球轴承协同减速箱传动设计的电动推杆；主要适用于大载荷、较低转速远距离风门、阀门、闸门、挡板等启闭、自动切换操控所用。

综上所述，本实用新型结构简单、传动更加可靠；维护经济方便；安装操作简单；磁传动技术实现过载保护无机械磨损，传动稳定且高效可靠；能有效消除机械传动带来的过载失效以及损坏；并能实现过载保护的适应性调节，通用性理想，适用广泛范围。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (10)

1.永磁柔性过载保护型电动推杆，包括减速箱(3)以及设于减速箱(3)内的小齿轮(6)、中间齿轮(28)和大齿轮(29)；其特征在于：所述小齿轮(6)与电机(7)输出轴固连，小齿轮(6)通过中间齿轮(28)啮合大齿轮(29)并通过大齿轮(29)固连磁性外转子(20)并带动磁性外转子(20)转动，与磁性外转子(20)相耦合设有磁性内转子(21)，且磁性内转子(21)固连并带动丝杠轴(13)转动；丝杠轴(13)与丝杠螺母(14)组成滚珠丝杠螺母副密封安装于筒体(12)内，并由丝杠螺母(14)连接并推送推杆(10)移动；其中丝杠轴(13)与电机(7)平行设置，沿丝杠螺母(14)位移方向极限位置的筒体(12)竖直侧壁安装行程限位开关(9)，所述限位开关(9)电连接控制箱。

2.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述大齿轮(29)固定安装于齿轮轴(22)，所述齿轮轴(22)通过角接触球轴承(23)转动支承安装于下轴承座(26)内；且下轴承座(26)安装角接触球轴承(23)和齿轮轴(22)的密封端盖Ⅰ(25)；所述角接触球轴承(23)的轴承内圈设有与齿轮轴(22)压紧固连为一体的压盖(24)。

3.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述磁性外转子(20)与磁性内转子(21)设有调节两者磁耦合面积来控制丝杠轴(13)输出扭矩大小的调节螺钉(261)。

4.根据权利要求2所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述下轴承座(26)安装调节螺钉(261)，且调节螺钉(261)与齿轮轴(22)平行设置；且下轴承座(26)滑动密封安装在端盖Ⅱ(27)内，所述端盖Ⅱ(27)与减速箱(3)紧固连为一体，并通过正旋或逆旋调节螺钉(261)推顶位移调节下轴承座(26)连为一体的角接触球轴承(23)、齿轮轴(22)、大齿轮(29)的位置进而调节磁耦合面积。

5.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述小齿轮(6)通过键(601)固连电机(7)动力输出轴；且小齿轮(6)底部固连手轮轴(5)一端；手轮轴(5)另一端通过轴承Ⅰ(4)转动支承安装于减速箱(3)箱体。

6.根据权利要求5所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述轴承Ⅰ(4)的轴承外圈通过端盖Ⅲ(2)轴向压紧安装于减速箱(3)箱体制有的台阶孔(301)；轴承Ⅰ(4)内圈与手轮轴(5)轴端紧配合安装，且轴承Ⅰ(4)和手轮轴(5)密封安装于固连减速箱(3)的封盖(1)内。

7.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述中间齿轮(28)为双联齿轮；所述双联齿轮通过键连接中间轴(30)，所述中间轴(30)两端通过轴承Ⅱ(8)转动支承安装于减速箱(3)箱体；且轴承Ⅱ(8)外圈通过端盖Ⅳ(31)压紧且密封安装。

8.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述丝杠轴(13)通过圆锥滚子轴承(18)转动支承安装在上轴承座(17)内，且上轴承座(17)通过制有的内螺纹(171)连接筒体(12)底端制有的外螺纹(121)并用圆螺母(15)轴向预紧。

9.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述筒体(12)前端安装丝杠轴(13)的密封封头(11)；所述推杆(10)执行端伸出筒体(12)外并与封头(11)通过密封圈(111)滑动密封相连。

10.根据权利要求1所述的永磁柔性过载保护型电动推杆，其特征在于：所述电机(7)为电磁制动三相异步电动机；所述筒体(12)底端安装对丝杠螺母(14)进行下极限限位的限位螺母(16)；所述筒体(12)顶端通过安装的封头(11)对丝杠螺母(14)进行上极限限位。