CN212315269U - 一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，包括垂直丝杠1和驱动大螺母2；垂直丝杠1表面加工有矩形螺纹11；驱动大螺母2上沿相应于垂直丝杠表面矩形螺纹的螺旋线21上均布有安装孔22，每个安装孔22内装配有滚柱螺杆单元23，滚柱螺杆单元23包括中心轴231，中心轴231内端固定装配有滚柱轴承232、其外端过盈配合穿过安装孔22后旋拧有锁紧小螺母233；驱动大螺母2旋拧于垂直丝杠1上，垂直丝杠1上套装有盘式中空力矩电机3，输出轴一端通过联轴器与驱动大螺母2固定连接。本实用新型对垂直升降电梯的螺杆驱动方式进行了改进，降低了能源消耗，简化了驱动结构，节约了制造和运行成本。

Description

一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置

技术领域

本实用新型涉及垂直升降设备领域，具体为一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置。

背景技术

电梯是指服务于建筑物内若干特定的楼层，其轿厢运行在至少两列垂直于水平面或与铅垂线倾斜角小于15°的刚性轨道运动的永久运输设备。

电梯的驱动方式主要有以下几种：

1、交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等，通过钢丝绳牵引。

2、直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。

3、液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。

4、齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。

5、螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。

6、直线电机驱动的电梯，其动力源是直线电机。

针对螺杆式电梯，如图5所示，其驱动部件主要包括固定不动的垂直螺杆501，在垂直螺杆501上设有传统的驱动大螺母，该驱动大螺母是装配于平台纵向组件502上，平台纵向组件502上再装配有交流电机通过传动机构驱动大螺母旋转。平台纵向组件502上装配有平台横向组件503，轿厢安装于平台横向组件503上，驱动大螺母提供轴向载荷，通过电机实现轿厢的上下运行。

与常见的通过钢丝绳牵引的交流电梯相比，螺杆式电梯运行非常稳定和准确，到达指定楼层时不存在摇晃的现象。但是，螺杆式电梯运行时耗能大，结构比较复杂，成本高。

发明内容

针对现有螺杆式电梯结构复杂、能耗高等问题，本实用新型目的是提供一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，应用于螺杆式电梯的驱动部分。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，包括垂直丝杠和驱动大螺母。

所述垂直丝杠表面加工有矩形螺纹。

所述驱动大螺母上沿相应于垂直丝杠表面矩形螺纹的螺旋线上均布有安装孔，每个安装孔内装配有滚柱螺杆单元，所述滚柱螺杆单元包括中心轴，所述中心轴内端固定装配有滚柱轴承、其外端过盈配合穿过安装孔后旋拧有锁紧小螺母。

所述驱动大螺母旋拧于垂直丝杠上，即驱动大螺母上每个滚柱螺杆单元的滚柱轴承相应位于垂直丝杠的矩形螺纹内。

所述垂直丝杠上套装有盘式中空力矩电机，所述盘式中空力矩电机的输出轴一端通过联轴器与驱动大螺母固定连接。

进一步优选的，所述垂直丝杆上旋拧有保护螺母，所述盘式中空力矩电机的输出轴另一端通过联轴器与保护螺母固定连接，所述保护螺母的螺纹和垂直丝杠的矩形螺纹之间为间隙配合。

工作时，需要提升或者下降，盘式中空力矩电机启动，驱动大螺母随之旋转沿垂直丝杠上升或者下降，驱动大螺母与垂直丝杠之间为滚动摩擦，大大降低了传统滑动摩擦带来的阻力；而且驱动大螺母同样具有很大的轴向负载力，这样驱动大螺母作为轴向驱动部件，用于升降平台的上升或者下降。在此过程中，盘式中空力矩电机同样驱动另一端的保护螺母随动旋转上升或者下降，保护螺母为普通的具有矩形凸螺纹的传统螺母，由于保护螺母的螺纹和垂直丝杠的矩形螺纹之间为间隙配合，即保护螺母的螺纹在上升或者下降过程中并不与垂直丝杠的矩形螺纹直接接触，只是随动提升或者下降而已，并不消耗盘式中空力矩电机的输出力矩，只是在非正常紧急情况下，如果驱动大螺母的多数滚柱螺杆单元出现断裂，驱动大螺母失去轴向力时，此时保护螺母才会与垂直丝杠紧密接触，重新提供轴向支撑力，防止升降平台急速坠落的情况发生。

本实用新型具有如下优点：

1、驱动大螺母内的“凸螺纹”由滚柱轴承形成，将螺母与丝杠配合由传统的滑动摩擦变成滚动摩擦，大大降低了螺母在丝杠上的运行阻力，降低驱动电机的输出功率，节能减排。

2、采用盘式中空力矩电机代替传统电机，该盘式中空力矩电机的优势在于，可以直接将盘式中空力矩电机吊装于驱动大螺母下方，套装在垂直丝杠上，大大节约了装配空间的同时也简化了装置结构，降低制造成本，而且电机也不需要利用传动机构来作用于驱动大螺母运转，提高了传动效率。

本实用新型设计合理，对垂直升降电梯的螺杆驱动方式进行了改进，降低了能源消耗，简化了驱动结构，节约了制造和运行成本，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1表示垂直提升滚动螺杆装置的整体示意图。

图2表示垂直丝杆与驱动大螺母配合示意图。

图3表示图2中A部分放大的滚柱螺杆单元的结构示意图。

图4表示驱动大螺母外部示意图。

图5表示现有螺杆式电梯的驱动方式示意图。

图中：1-垂直丝杠，11-矩形螺纹，2-驱动大螺母，21-螺旋线，22-安装孔，23-滚柱螺杆单元，231-中心轴，232-滚柱轴承，233-锁紧小螺母，3-盘式中空力矩电机，4-保护螺母；501-螺杆，502-平台纵向组件，503-平台横向组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，如图1所示，包括垂直丝杠1，该垂直丝杠1上装配有驱动大螺母2、盘式中空力矩电机3及保护螺母4。

如图2所示，垂直丝杠1表面加工有矩形螺纹11，即螺纹牙型为正方形或者长方形，螺纹牙厚及螺距根据实际需求而定。

如图4所示，驱动大螺母2上沿相应于垂直丝杠表面矩形螺纹的螺旋线21上均布设有安装孔22，每个安装孔22内装配有滚柱螺杆单元23，如图3所示，滚柱螺杆单元23包括中心轴231，中心轴231内端固定装配有滚柱轴承232、其外端过盈配合穿过安装孔22后旋拧有锁紧小螺母233，锁紧小螺母233的作用是进一步将滚柱轴承232装配稳固。实际应用时，驱动大螺母2外表面位于每个安装孔22具有一个内嵌槽，锁紧小螺母233就可以内嵌于驱动大螺母2表面的内嵌槽内，使得驱动大螺母的外观比较整洁。

其中，驱动大螺母2内表面的所有滚柱轴承232排列紧密，构成驱动大螺母2的“凸螺纹”。滚柱轴承232能承受很大的径向载荷，其轴颈转动时与通常装在定位圈上的许多滚柱作圆周接触，滚柱轴承可通过预紧达到很好的精度和刚性，并且根据使用场合不同，可选用无内圈的轴承或滚柱（滚针）和保持架组件，此时与轴承相配的轴颈表面和外壳孔表面直接作为轴承的内、外滚动表面，为保证载荷能力和运转性能与有套圈轴承相同，轴或外壳孔滚道表面的硬度，加工精度和表面质量应与轴承套圈的滚道相仿。

如图2所示，驱动大螺母2旋拧于垂直丝杠1上，即驱动大螺母2上每个滚柱螺杆单元23的滚柱轴承232相应位于垂直丝杠1的矩形螺纹11内。

如图1所示，垂直丝杠1上套装有盘式中空力矩电机3，盘式中空力矩电机3的（空心）输出轴一端通过联轴器与驱动大螺母2固定连接；垂直丝杆1上旋拧有传统的保护螺母4，盘式中空力矩电机3的（空心）输出轴另一端也通过联轴器与保护螺母4固定连接，保护螺母4的螺纹和垂直丝杠1的矩形螺纹11之间为间隙配合，例如：保护螺母4的螺纹和垂直丝杠1的矩形螺纹11之间的间隙距离为2~5mm。

而且，盘式中空力矩电机3可以安装于驱动大螺母2的下方或者上方均可。

本实用新型作为一种垂直升降设备，工作原理为：盘式中空力矩电机3的输出轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力，可以提供稳定的力矩给负载。需要提升或者下降时，盘式中空力矩电机3启动，驱动大螺母2随之旋转上升或者下降，由于驱动大螺母2的“凸螺纹”由滚柱轴承232构成，而滚柱轴承232与垂直丝杠1的矩形螺纹11之间为滚动摩擦，所以驱动大螺母2可以轻易沿垂直丝杠1上升或者下降，在相同垂直载荷的情况下，比起普通的驱动大螺母，盘式中空力矩电机3可以输出较小的力矩就可以使该驱动大螺母上升或者下降；而且，滚柱轴承232能够承受很大的径向载荷，众多的滚柱轴承232构成驱动大螺母2的“矩形凸螺纹”，保证了驱动大螺母2具有很大的轴向负载力，这样驱动大螺母2作为轴向驱动部件，用于提升轴向升降平台上升或者下降。在此过程中，盘式中空力矩电机3同样驱动另一端的保护螺母4随动旋转上升或者下降，保护螺母4为普通的具有矩形螺纹的螺母，由于保护螺母4的螺纹和垂直丝杠1的矩形螺纹11之间为间隙配合，即保护螺母4的螺纹在上升或者下降过程中并不与垂直丝杠1的矩形螺纹11接触，只是随动提升或者下降而已，并不消耗盘式中空力矩电机3的输出力矩，可以盘式中空力矩电机3的输出轴另一端与保护螺母4之间安装力矩传感器，如果正常情况下，保护螺母4的螺纹和垂直丝杠1的矩形螺纹之间出现接触，该摩擦接触必然会增加盘式中空力矩电机3的输出功率（消耗力矩），通过设置力矩传感器当大于某一阈值时，判断保护螺母4工作不正常，需要检修。只是在非正常紧急情况下，如果驱动大螺母2的多数滚柱螺杆单元23出现断裂，驱动大螺母2失去轴向力时，此时保护螺母4才会下降2~5mm后与垂直丝杠1直接紧密接触，重新提供轴向支撑力，防止升降平台急速坠落的情况发生。

另外，保护螺母4并不一定要装配于盘式中空力矩电机3上，保护螺母4也可以与驱动大螺母2固连，同样保护螺母4的螺纹和垂直丝杠1的矩形螺纹11之间为间隙配合，这样保护螺母4由驱动大螺母2驱动随同驱动大螺母2上升或者下降，但并不提供轴向力，只有当驱动大螺母2失去轴向力时，保护螺母4才会与垂直丝杠1接触提供轴向力。

应用时，本实用新型可以作为垂直升降电梯的驱动机构，将电梯轿厢通过驱动大螺母进而实现上下升降稳定运行，并且通过保护螺母防止极端情况发生。

应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：包括垂直丝杠（1）和驱动大螺母（2）；

所述垂直丝杠（1）表面加工有矩形螺纹（11）；

所述驱动大螺母（2）上沿相应于垂直丝杠表面矩形螺纹的螺旋线（21）上均布有安装孔（22），每个安装孔（22）内装配有滚柱螺杆单元（23），所述滚柱螺杆单元（23）包括中心轴（231），所述中心轴（231）内端固定装配有滚柱轴承（232）、其外端过盈配合穿过安装孔（22）后旋拧有锁紧小螺母（233）；

所述驱动大螺母（2）旋拧于垂直丝杠（1）上，即驱动大螺母（2）上每个滚柱螺杆单元（23）的滚柱轴承（232）相应位于垂直丝杠（1）的矩形螺纹（11）内；

所述垂直丝杠（1）上套装有盘式中空力矩电机（3），所述盘式中空力矩电机（3）的输出轴一端通过联轴器与驱动大螺母（2）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：所述垂直丝杠（1）上旋拧有保护螺母（4），所述盘式中空力矩电机（3）的输出轴另一端通过联轴器与保护螺母（4）固定连接，所述保护螺母（4）的螺纹和垂直丝杠（1）的矩形螺纹（11）之间为间隙配合。

3.根据权利要求2所述的一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：所述保护螺母（4）的螺纹和垂直丝杠（1）的矩形螺纹（11）之间的间隙距离为2~5mm。

4.根据权利要求3所述的一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：所述盘式中空力矩电机（3）安装于驱动大螺母（2）的下方或者上方。

5.根据权利要求4所述的一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：所述锁紧小螺母（233）内嵌于驱动大螺母（2）表面。

6.根据权利要求2所述的一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：所述盘式中空力矩电机（3）的输出轴另一端与保护螺母（4）之间安装力矩传感器。

7.根据权利要求1所述的一种应用于上下运行的垂直提升滚动螺杆装置，其特征在于：所述垂直丝杠（1）上旋拧有保护螺母（4），所述保护螺母（4）与驱动大螺母（2）固连，所述保护螺母（4）的螺纹和垂直丝杠（1）的矩形螺纹（11）之间为间隙配合。

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