CN212293307U - 一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体公开了一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，包括机架，机架上设置有升降机构，升降机构驱动承载台架在机架上上下移动，承载台架上水平设置有摆动直线导轨，摆动直线导轨上滑动设置有滑块，承载台架内设置有摆动减速电机，摆动减速电机的输出端连接有摆动丝杆，滑块固定在固定板的底部，固定板的底部固定有摆动丝杆螺母，承载台架顶部设置有摆动隔热板，旋转减速电机的输出端连接有旋转轴，旋转轴的顶部设置有夹具体，夹具体内腔的底端设置有软垫板；夹具体的顶部设置有环形的旋转隔热板。本实用新型的优点是通过设置多个散热风机配合在承载台架和夹具体顶部设置的隔热板，确保装置在高温下工作的稳定性。

Description

一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机

技术领域

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机。

背景技术

石英玻璃是由各种纯净的天然石英(如水晶、石英砂等)熔化制成，其具有特殊的光谱透过性能，热膨胀系数低，是普通玻璃的1/10-1/20、耐高温、耐激光损伤、耐射线辐照、耐化学腐蚀，线膨胀系数极小，有很好的抗热震性。它的耐热性很高，经常使用温度为1100～1200摄氏度，短期使用温度可达1400摄氏度，由于它具有高的光谱透射，不会因辐射线损伤，因此也是用于宇宙飞船、风洞窗和分光光度计光学系统的理想玻璃。石英玻璃在太阳能半导体工业、超大规模集成电路光刻、激光工程、航天工业等领域均具有不可替代的应用优势。随着各领域光学系统对石英玻璃尺寸和光学均匀性要求的不断提高，研制大尺寸、高均匀石英玻璃的需求剧增。

石英玻璃的光学均匀性直接影响光学系统的成像质量。用光学均匀性数值及分布图可表征材料内部折射率不均匀的程度。若玻璃存在光学不均匀，则光通过介质后会产生相位差，可导致光学系统无法实现预期功能，甚至无法工作。

石英玻璃制坨机是石英玻璃生产的关键设备，其结构及性能直接影响石英玻璃的尺寸和光学均匀性。合成石英玻璃是以含硅前驱体(通常采用SiCl₄ )为原料，在氢氧焰中发生水解或氧化反应生成SiO₂ 纳米颗粒，沉积并熔融于石英玻璃基底表面制备而成。

现有技术中公开的制坨机存在以下缺陷：由于沉积炉炉口温度高，而现有制坨机对夹具单元及旋转支撑结构的隔热效果差，容易导致设备故障率高、运行精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，包括机架，所述机架上设置有升降机构，所述机架上还设置有承载台架，所述升降机构驱动承载台架在机架上上下移动，所述承载台架上水平设置有摆动直线导轨，所述的摆动直线导轨上滑动设置有滑块，所述的承载台架内设置有摆动减速电机，所述摆动减速电机的输出端连接有摆动丝杆，所述滑块固定在固定板的底部，所述固定板的底部固定有摆动丝杆螺母，所述摆动丝杆螺母与所述摆动丝杆螺纹传动连接，所述的承载台架的顶部设置有摆动隔热板；

所述固定板上设置有旋转减速电机，所述旋转减速电机的输出端连接有旋转轴，所述旋转轴的顶部设置有中空的夹具体，所述固定板上设置有回转支承，所述夹具体的底部固定在回转支承上，旋转减速电机带动夹具体转动与固定板产生相对转动，所述夹具体内腔的底端设置有软垫板；

所述夹具体的顶部设置有环形的旋转隔热板。

具体的，所述升降机构包括双输入涡轮蜗杆减速机，所述双输入涡轮蜗杆减速机的一输入端连接快速驱动电机的输出端，其另一个输入端连接慢速驱动电机组件，所述机架上左右两侧均设置有升降直线导轨，所述双输入涡轮蜗杆减速机的输出端连接有升降丝杆，所述的升降丝杆上螺纹传动连接有升降丝杆螺母，所述升降丝杆螺母固定在滑动连接板上，所述滑动连接板的两端设置有滑动块与升降丝杆滑动连接，所述的承载台架固定在所述滑动连接板上。

具体的，所述的慢速驱动电机组件包括慢速驱动电机，所述慢速驱动电机的输出端连接行星减速器的输入端，所述行星减速器的输出端通过电磁离合器连接双输入涡轮蜗杆减速机的输入端。

具体的，所述的回转支承为回转轴承。

具体的，所述的承载台架的侧面设置有多个摆动散热风机对承载台架的内部进行散热。

具体的，所述的固定板的底部设置有旋转减速电机安装座，所述旋转减速电机通过旋转减速电机安装座固定在所述固定板上，所述的固定板上开设有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承，所述旋转轴与轴承配合安装，所述旋转轴的底端通过联轴器连接旋转减速电机。

具体的，所述的固定板的底部设置有多个旋转散热风机。

具体的，所述的夹具体的侧面设置有散热孔。

具体的，所述的夹具体上端和下端均阵列设置有调节机构，所述调节机构包括固定在夹具体外部的螺母、以及与螺母螺纹连接的调节螺栓，所述夹具体上开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有调节顶块，所述调节螺栓的一端与调节顶块转动连接。

具体的，所述旋转隔热板的面积大于夹具体的横截面积，所述摆动隔热板的面积大于承载台架的面积。

本实用新型具有以下优点：本实用新型在夹具体和承载台架的顶部均设置有隔热板，同时配备的多台摆动散热风机和旋转散热风机对承载台架的内部的导轨及其他关键部件进行降温，确保装置的运行稳定。

附图说明

图1 为本实用新型的整体结构示意图；

图2 为本实用新型的升降机构在机架上的结构示意图；

图3 为本实用新型的承载台架结构示意图；

图4 为本实用新型的夹具体旋转驱动结构示意图；

图5 为本实用新型的双输入涡轮蜗杆减速机与快速驱动电机和慢速驱动电机的连接关系示意图；

图6 为本实用新型的夹具体与承载台架的装配结构示意图；

图7 为本实用新型的承载台架的仰视结构示意图；

图8 为本实用新型的夹具体结构示意图；

图中：1-升降机构，2-基础杆，3-沉积石英玻璃，4-机架，5-升降隔热板，6-旋转减速电机，7-摆动丝杆，8-旋转散热风机，9-摆动减速电机，10-摆动散热风机，11-摆动隔热板，12-回转支承，13-调节螺栓，14-旋转隔热板，15-调节顶块，16-软垫板，17-旋转减速电机安装座，18-联轴器，19-固定板，20-旋转轴，21-散热孔，22-夹具体，23-承载台架，24-螺母，25-滑动块，26-滑动连接板，27-摆动直线导轨，28-滑块，29-摆动丝杆螺母，101-升降直线导轨，102-升降丝杆，103-慢速驱动电机，104-行星减速器，105-电磁离合器，106-双输入涡轮蜗杆减速机，107-快速驱动电机。

具体实施方式

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1～8所示，一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，包括机架4，机架4上设置有升降隔热板5，对机架4内部的升降机构1进行隔热，所述机架4上设置有升降机构1，所述机架4上还设置有承载台架23，所述升降机构1驱动承载台架23在机架4上上下移动，所述承载台架23上水平设置有摆动直线导轨27，所述的摆动直线导轨27上滑动设置有滑块28，所述的承载台架23内设置有摆动减速电机9，所述摆动减速电机9的输出端连接有摆动丝杆7，所述滑块28固定在固定板19的底部，所述固定板19的底部固定有摆动丝杆螺母29，所述摆动丝杆螺母29与所述摆动丝杆7螺纹传动连接，所述的承载台架23的顶部设置有摆动隔热板11，摆动隔热板11隔绝炉口的热辐射，同时配备的两台摆动散热风机10对内部鼓吹冷风进行散热，以确保导轨等关键器件使用寿命及运行精度；所述固定板19上设置有旋转减速电机6，所述旋转减速电机6的输出端连接有旋转轴20，所述旋转轴20的顶部设置有中空的夹具体22，所述固定板19上设置有回转支承12，所述夹具体22的底部固定在回转支承12上，旋转减速电机6带动夹具体22转动与固定板19产生相对转动，所述夹具体22内腔的底端设置有软垫板16，在基础杆2进行装夹时基础杆2的底部是放置在软垫板16上的，在工作的过程中需要对基础杆2进行调节，通过设置的调节机构来进行调节，调节时基础杆2会在调节机构的作用下位置发生改变，倾斜或移动，在基础杆2倾斜时，由于软垫板16的特性为较软的铝板，使基础杆2始终与软垫板16形成面接触，而不是硬性的点接触；所述夹具体22的顶部设置有环形的旋转隔热板14，旋转隔热板14设置在夹具体22的顶部，其中间开设有缺口用于安装基础杆2，设置的旋转隔热板14可以隔绝炉口热辐射，同时配备的两台旋转散热风机8将设备下方的环境冷风往上鼓吹，以确保夹具体22、回转支承12、旋转减速电机6的使用寿命及运行精度。在使用时，将承接石英玻璃的基础杆2装夹在夹具体22上，机架4固定于地面上，生产初始时，承载台架23与基础杆2上升到高温炉口处，通过装置驱动基础杆2做旋转、摆动运动，并控制整个承载台架23做缓慢下降运动，将沉积炉合成的石英玻璃连续不断地累积在基础杆2上，最终形成柱状沉积石英玻璃3产品，在这一过程中，摆动运动为水平方向的运动，承载台架23的内部为空腔，其内部的中间设置有承载台，摆动直线导轨27设置在承载台上，且摆动直线导轨27左右设置有两根，在本方案中摆动减速电机9是竖直设置的，而摆动丝杆7是水平设置的，摆动减速电机9的输出轴上设置有主动锥齿轮，摆动丝杆7的一端设置有从动锥齿轮，通过主动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合将竖直方向的传动转化为水平方向的传动，摆动丝杆7的两端均通过轴承座安装在承载台上，摆动减速电机9驱动摆动丝杆7转动，使摆动丝杆螺母29沿摆动丝杆7移动即可带动固定板19上设置的夹具体22摆动对石英玻璃进行承接，本方案中在承载台的中部开设有安装孔，其中旋转减速电机6是竖直置于安装孔内的，安装孔的设置可以避免固定板19在移动时旋转减速电机6与承载台架23上的承载台产生干涉，基础杆2做旋转运动通过旋转减速电机6驱动旋转轴20来实现，旋转轴20转动时带动其顶部设置的夹具体22转动，即可带动基础杆2转动，通过旋转减速电机6与摆动减速电机9的配合就可以很好的实现基础杆2的摆动和旋转运动，达到很好的沉积石英玻璃3的效果；本方案中固定板19与夹具体22之间采用回转支承12的结构来实现固定板19与夹具体22的相对转动，并对夹具体22形成支撑，现有技术中夹具体22与固定板19的支撑和转动采用多个滚轮来实现，这样的结构不耐用，使用的寿命短，由于本装置是在炉口正下方工作，高温炉口产生的热辐射直接辐射在装置上，由于在高温下滚轮长期使用会出现严重的磨损，这样会导致运行的精度降低的问题，而本申请的回转支承12采用回转轴承来实现，具体采用推力球轴承，推力球轴承可以在高温下工作时磨损低，使用的寿命长，可以使装置长时间稳定工作，提高工作的效率。

进一步的，所述升降机构1包括双输入涡轮蜗杆减速机106，所述双输入涡轮蜗杆减速机106的一输入端连接快速驱动电机107的输出端，其另一个输入端连接慢速驱动电机组件，所述的慢速驱动电机组件包括慢速驱动电机103，所述慢速驱动电机103的输出端连接行星减速器104的输入端，所述行星减速器104的输出端通过电磁离合器105连接双输入涡轮蜗杆减速机106的输入端，所述机架4上左右两侧均设置有升降直线导轨101，所述双输入涡轮蜗杆减速机106的输出端连接有升降丝杆102，所述的升降丝杆102上螺纹传动连接有升降丝杆螺母，所述升降丝杆螺母固定在滑动连接板26上，所述滑动连接板26的两端设置有滑动块25与升降直线导轨101滑动连接，所述的承载台架23固定在所述滑动连接板26上，上述方案中的升降直线导轨101平行且竖直设置在机架4上，此外双输入涡轮蜗杆减速机106设置在机架的底部，其输出端向上设置，且通过联轴器连接升降丝杆102，在机架4上的上端和下端还设置有轴承座，轴承座内有轴承，升降丝杆102的上端和底端与轴承座配合安装，使升降丝杆102稳固在机架4上，保持运行的稳定，上述方案中包括了两个输入，分别为快速驱动电机107和慢速驱动电机，在使用时可以根据需求来使用快速驱动电机107和慢速驱动电机103，其中，快速驱动电机107的输送轴是通过一联轴器与双输入涡轮蜗杆减速机106的输入端连接，而慢速驱动电机是通过电磁离合器105与双输入涡轮蜗杆减速机106的输入端连接，设置的电磁离合器105可以在快速驱动电机107驱动升降丝杆102时将慢速驱动电机103与双输入涡轮蜗杆减速机106断开，只让快速驱动电机107工作，而在慢速驱动电机103使用时，快速驱动电机107始终保持与双输入涡轮蜗杆减速机106连接，不需要段尅也能正常使用，在驱动升降丝杆102转动时升降丝杆螺母沿升降丝杆102上下移动，进而带动滑动连接板26上下移动，承载台架23向下缓慢移动就可以将石英玻璃堆积在夹具体22上装夹的基础杆2上，承载台架23向下缓慢移动将沉积炉合成的石英玻璃连续不断地累积在基础杆上，最终形成柱状石英玻璃产品；需要说明的是，在承载台架23向上运动到达承接石英玻璃位置时由快速驱动电机107驱动，在承载台架23向下缓慢移动时由慢速驱动电机103驱动。

进一步的，所述的承载台架23的侧面设置有多个摆动散热风机10对承载台架23的内部进行散热。由于装置暴露于炉口正下方工作，其高温炉口产生的热辐射对制坨机运行精度、使用可靠性均有很大的影响，所以温度是对装置运行温度的重要因为，因此本方案在承载台架23设置多个摆动散热风机10，摆动散热风机10将外部的冷风往承载台架23内部鼓吹，降低承载台架23内部摆动直线导轨27和摆动丝杆7等部件的温度，确保摆动直线导轨27和摆动丝杆等关键部件使用寿命及运行精度。

进一步的，所述的固定板19的底部设置有旋转减速电机安装座17，所述旋转减速电机6通过旋转减速电机安装座17固定在所述固定板19上，所述的固定板19上开设有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承，所述旋转轴20与轴承配合安装，所述旋转轴20的底端通过联轴器18连接旋转减速电机6。

进一步的，所述的固定板19的底部设置有多个旋转散热风机8，两台旋转散热风机8将设备下方的环境冷风往上鼓吹，以确保夹具体22、回转支承12、旋转减速电机6的使用寿命及运行精度。

进一步的，所述的夹具体22的侧面设置有散热孔21。

进一步的，所述的夹具体22上端和下端均阵列设置有调节机构，所述调节机构包括固定在夹具体22外部的螺母24、以及与螺母24螺纹连接的调节螺栓13，所述夹具体22上开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有调节顶块15，所述调节螺栓13的一端与调节顶块15转动连接，通过调节调节螺栓13可以使调节顶块15在滑槽内滑动，调节顶块15沿径向移动对基础杆2进行装夹和调节。

进一步的，所述旋转隔热板14的面积大于夹具体22的横截面积，所述摆动隔热板11的面积大于承载台架23的面积，且旋转隔热板14和摆动隔热板11均采用高聚热能酰胺脂隔热材料。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：包括机架（4），所述机架（4）上设置有升降机构（1），所述机架（4）上还设置有承载台架（23），所述升降机构（1）驱动承载台架（23）在机架（4）上下移动，所述承载台架（23）上水平设置有摆动直线导轨（27），所述的摆动直线导轨（27）上滑动设置有滑块（28），所述的承载台架（23）内设置有摆动减速电机（9），所述摆动减速电机（9）的输出端连接有摆动丝杆（7），所述滑块（28）固定在固定板（19）的底部，所述固定板（19）的底部固定有摆动丝杆螺母（29），所述摆动丝杆螺母（29）与所述摆动丝杆（7）螺纹传动连接，所述的承载台架（23）的顶部设置有摆动隔热板（11）；

所述固定板（19）上设置有旋转减速电机（6），所述旋转减速电机（6）的输出端连接有旋转轴（20），所述旋转轴（20）的顶部设置有中空的夹具体（22），所述固定板（19）上设置有回转支承（12），所述夹具体（22）的底部固定在回转支承（12）上，旋转减速电机（6）带动夹具体（22）转动与固定板（19）产生相对转动，所述夹具体（22）内腔的底端设置有软垫板（16）；

所述夹具体（22）的顶部设置有环形的旋转隔热板（14）。

2.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述升降机构（1）包括双输入涡轮蜗杆减速机（106），所述双输入涡轮蜗杆减速机（106）的一输入端连接快速驱动电机（107）的输出端，其另一个输入端连接慢速驱动电机组件，所述机架（4）上左右两侧均设置有升降直线导轨（101），所述双输入涡轮蜗杆减速机（106）的输出端连接有升降丝杆（102），所述的升降丝杆（102）上螺纹传动连接有升降丝杆螺母，所述升降丝杆螺母固定在滑动连接板（26）上，所述滑动连接板（26）的两端设置有滑动块（25）与升降直线导轨（101）滑动连接，所述的承载台架（23）固定在所述滑动连接板（26）上。

3.根据权利要求2所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的慢速驱动电机组件包括慢速驱动电机（103），所述慢速驱动电机（103）的输出端连接行星减速器（104）的输入端，所述行星减速器（104）的输出端通过电磁离合器（105）连接双输入涡轮蜗杆减速机（106）的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的回转支承（12）为回转轴承。

5.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的承载台架（23）的侧面设置有多个摆动散热风机（10）对承载台架（23）的内部进行散热。

6.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的固定板（19）的底部设置有旋转减速电机安装座（17），所述旋转减速电机（6）通过旋转减速电机安装座（17）固定在所述固定板（19）上，所述的固定板（19）上开设有轴承安装孔，所述轴承安装孔内安装有轴承，所述旋转轴（20）与轴承配合安装，所述旋转轴（20）的底端通过联轴器（18）连接旋转减速电机（6）。

7.根据权利要求6所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的固定板（19）的底部设置有多个旋转散热风机（8）。

8.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的夹具体（22）的侧面设置有散热孔（21）。

9.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述的夹具体（22）上端和下端均阵列设置有调节机构，所述调节机构包括固定在夹具体（22）外部的螺母（24）、以及与螺母（24）螺纹连接的调节螺栓（13），所述夹具体（22）上开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有调节顶块（15），所述调节螺栓（13）的一端与调节顶块（15）转动连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于沉积石英玻璃载物拉引的制坨机，其特征在于：所述旋转隔热板（14）的面积大于夹具体（22）的横截面积，所述摆动隔热板（11）的面积大于承载台架（23）的面积。

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