CN212564146U

CN212564146U - 一种反传动双向自锁机构

Info

Publication number: CN212564146U
Application number: CN202021038764.7U
Authority: CN
Inventors: 刘棉丽; 刘长乐; 吴利刚
Original assignee: Hebei Sanyi Science And Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Sanyi Science And Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2030-06-09

Abstract

一种反传动双向自锁机构，包括外环、主动轴、凸轮、滚柱、撑块、弹簧以及从动轴，所述主动轴通过两个第一轴承安装于所述外环内，所述从动轴通过第二轴承安装于所述主动轴的拨盘组件内，所述拨盘组件具有两个相对的拨盘推块，一所述拨盘推块的倾斜端面与另一所述拨盘推块相应的倾斜端面之间均设有两个所述滚柱，该两个滚柱之间设有两个撑块，该两个撑块之间设有所述弹簧，所述拨盘推块中部向内沿径向延伸突起部，该所述突起部与所述凸轮的外壁上的与其轴向平行的轴向凹槽动配合；所述凸轮通过平键与所述从动轴联接。本实用新型通过上述的结构设计，解决现有技术中的不足之处，具有设计合理、构思巧妙、效率高等特点。

Description

一种反传动双向自锁机构

技术领域

本实用新型涉及电动缸技术领域，尤其是一种反传动双向自锁机构。

背景技术

电动缸是把电能转换为机械能的一种机电一体化设备。电动缸的工作原理为：上位机发送指令给伺服驱动器，伺服驱动器根据指令驱动伺服电机运转，然后通过传动轴及减速器，带动滚珠丝杠副旋转；丝杠螺母径向限位，在丝杠旋转力矩的驱动下与电动缸推杆一起作往复直线运动；同时，通过限位开关作为前后限位装置，用于控制电动缸推杆位置。一般采用滚珠丝杠副的电动缸具有传动效率高、精度高的特点，但不具备自锁功能，对于要求具有自锁功能的高精度电动缸，均采用滚珠丝杠副加装自锁机构或者电机带抱闸的形式来实现自锁功能，但此类自锁机构均存在传动效率低、自锁性差、空间尺寸大的缺点。

现有技术中采用滚珠丝杠副传动并具有自锁功能的电动缸的电动缸主要有三类：第一类为滚珠丝杠副加装蜗轮蜗杆减速器的传动方式，利用蜗轮蜗杆传动的单向自锁性，实现了电动缸的机械自锁，该类电动缸利用蜗轮蜗杆的机械自锁功能实现电动缸的自锁，其主要缺点为：电动缸整体效率低、空间尺寸大。一般地具有自锁功能的蜗轮蜗杆机构，传动效率约为30%左右，极大地影响了电动缸的效率，同时，由于蜗轮蜗杆机构的输入轴与输出轴不在一条直线上，而是垂直交叉，致使该类电动缸相对于未采用蜗轮蜗杆机构的电动缸空间尺寸明显偏大，第二类采用刹车盘式自锁机构，实现电动缸的机械自锁，该类电动缸利用刹车盘之间的摩擦力实现电动缸的自锁，其主要缺点为：利用摩擦力的方式自锁，导致自锁机构效率低，同时长时间运行需要更换刹车盘，增加维修成本。第三类采用超越离合器的方式，由于间隙太小，导致噪音过大、发热严重等缺点。

以上三类电动缸均存在传动效率偏低、尺寸空间大、效率低的缺点，已经逐渐不能满足设备对动力合理分配使用的要求。

因此，现有技术有待于改进和提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反转动双向自锁机构，其解决了现有电动缸传动效率偏低，电机功率过大，能够满足现有机电设备对动力合理分配使用的问题。本实用新型采用反传动双向自锁机构，通过与滚珠丝杠副的有效结合，既实现高效率传动的要求，又具备自锁功能，同时电动缸的空间利用率更好，减小整个电动缸体积。

本实用新型是通过以下技术方案来实现上述目的的：

一种反传动双向自锁机构，包括外环、主动轴、凸轮、滚柱、撑块、弹簧以及从动轴，所述主动轴通过两个第一轴承安装于所述外环内，所述从动轴通过第二轴承安装于所述主动轴的拨盘组件内，所述拨盘组件具有两个相对的拨盘推块，一所述拨盘推块的倾斜端面与另一所述拨盘推块相应的倾斜端面之间均设有两个所述滚柱，该两个滚柱之间设有两个撑块，该两个撑块之间设有所述弹簧，所述拨盘推块中部向内沿径向延伸突起部，该所述突起部与所述凸轮的外壁上的与其轴向平行的轴向凹槽动配合；所述凸轮通过平键与所述从动轴联接。

优选的，所述外环的右端设有安装法兰，所述从动轴与所述安装法兰之间设有第三轴承。

本实用新型的有益效果是：

（1）采用反传动双向自锁机构，使得电动缸利用率更好，比使用其他自锁机构更节省空间；

（2）采用反传动双向自锁机构，可以有效提高电动缸的传动效率，节约能源；

（3）采用反传动双向自锁机构，比其他自锁机构经济，降低电动缸制造成本。

附图说明

附图1为本实用新型轴向剖面示意图；

附图2为附图1的A-A剖视图；

附图3为本实用新型爆炸图。

图1-3中，1-主动轴、2-凸轮、3-外环、4-滚柱、5-弹簧、6-撑块、7-从动轴、8-平键、9-第一轴承、10-第三轴承、11-第二轴承、12-拨盘组件、13-安装法兰。

附图4为本实用新型应用于电动缸时的示意图。

图4中，1-电机，2-减速器，3-反传动双向自锁机构，4-滚珠丝杆副，5-壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明：

请参见图1-3，本实用新型一种反传动双向自锁机构，包括外环3、主动轴1、凸轮2、滚柱4、撑块6、弹簧5以及从动轴7，所述主动轴1通过两个第一轴承9安装于所述外环3内，所述从动轴7通过第二轴承11安装于所述主动轴1的拨盘组件12内，所述拨盘组件12具有两个相对的拨盘推块，一所述拨盘推块的倾斜端面与另一所述拨盘推块相应的倾斜端面之间均设有两个所述滚柱4，该两个滚柱4之间设有两个撑块6，该两个撑块6之间设有所述弹簧5，撑块6在弹簧5的作用下使滚柱4与凸轮2和外环3的工作面始终保持接触，所述拨盘推块中部向内沿径向延伸突起部，该所述突起部与所述凸轮的外壁上的与其轴向平行的轴向凹槽动配合；于本实施例中，图2一点钟方向、五点钟方向、七点钟方向以及十一点钟方向依次是滚柱I、滚柱II、滚柱III以及滚柱IV，所述凸轮通过平键8与所述从动轴联接。

所述外环3的右端设有安装法兰13，所述从动轴7与所述安装法兰之间设有第三轴承10。

本实用新型的工作原理是：当主动轴1以角速度W2带动拨盘组件12顺时针方向转动时，在W2转动方向上拨盘推块12与凸轮2的凹槽间隙b就逐渐减小，而使滚柱Ⅰ、Ⅲ与外环3的间隙a逐渐增大。同时，滚柱Ⅱ、Ⅳ与外环3的间隙a逐渐消除，随后脱离与拨盘推块的接触，而与外环3接触，并与拨盘推块形成一定的间隙。当拨盘推块随拨盘组件12转过间隙b时，拨盘推块便与凸轮2侧面接触。由于滚柱Ⅰ、Ⅲ与外环3已有足够的间隙，而滚柱Ⅱ、Ⅳ与凸轮2接触的回转半径是趋于减小的，即因滚柱Ⅱ、Ⅳ受摩擦力作用被楔紧在凸轮2与外环3之间的狭窄处，因此拨盘组件12可以带动凸轮2转动，而不受滚柱的阻碍，从而完成了整个传动系统的正传动。此时，自锁机构处于解楔状态，即滚柱在正传动过程中是可以自动脱开的。当拨盘组件12逆时针方向转动时，滚柱Ⅱ、Ⅳ与外环3已有足够的间隙，而滚柱Ⅰ、Ⅲ与外环3接触，并与拨盘推块形成一定的间隙。其他情况与上述完全相同，同样可以完成整个传动系统的正传动。此时，滚柱自锁机构仍不自锁，因此正传动时两个方向均可以运动。

当从动轴7上作用一个顺时针反向力矩M2时，则使凸轮2产生顺时针方向的转动倾向，凸轮2便将滚柱Ⅰ、Ⅲ向外推出与外环3接触。由于接触面产生正压力，且使滚柱Ⅰ、Ⅲ向外推出与外环3产生弹性变形，而阻止滚柱Ⅰ、Ⅲ的运动，即由于滚柱Ⅰ、Ⅲ与外环3和凸轮2之间的摩擦力的楔紧作用，而使凸轮2、滚柱Ⅰ、Ⅲ和外环3结合成一体。若外环3被固定住，则可使凸轮2停止转动。此时，滚珠自锁机构处于自锁状态。亦即滚柱4在逆传动过程中是可以自动结合的。

当从动轴7上作用一个顺时针反向力矩M3时，使凸轮2产生逆时针方向的转动倾向时，凸轮2便将滚柱Ⅱ、Ⅳ向外推出与外环3接触。从而使滚柱Ⅱ、Ⅳ在外环3和凸轮2之间产生楔紧作用。若外环3被固定住，则可使凸轮2停止逆时针方向的转动，因此该自锁机构具有双向自锁性能，从动轴两个方向均可以自锁。

本实用新型与蜗轮蜗杆自锁机构和刹车盘式自锁机构相比较，后者完全是通过摩擦力来实现自锁功能，此时，摩擦力做功，导致该类自锁机构效率偏低约为30%左右，而本实用新型中摩擦力仅用于带动滚柱运动进入楔槽楔紧，完全是通过结构件碰触来实现自锁功能，摩擦力不参与自锁，因此，不存在功率的损耗，电动缸整体效率基本保持在70%左右。

请参见图4，电机通过减速器与反传动双向自锁机构直接连接，再通过反传动双向自锁机构滚珠丝杠副连接，实现整个机构动力及速度的传递。电动缸加装反传动双向自锁机构的工作原理为：电机高速旋转，然后经减速器，转化为低速、大扭矩传递运动，通过反传动双向自锁机构与滚珠丝杠连接传递正反转运动。

请参见图4，为反传动双向自锁机构在电动缸中的应用方式，包括电机1、减速器2、反传动双向自锁机构3、滚珠丝杠副4、壳体5，电机1带动减速器2、减速器输出轴与反传动双向自锁机构3的输入轴通过平键连接，外壳通过四个安装螺钉连接；反传动双向自锁机构3的输出轴与滚珠丝杠副4丝杠轴内孔通过平键连接，外壳通过四个安装螺钉连接；实现整个机构动力及速度的传递。当电机1高速旋转，然后经减速器2转化为低速、大扭矩传递运动，通过反传动双向自锁机构3与滚珠丝杠4连接传递正反转运动，此时反传动双向自锁机构3的主动轴为原动件，反传动双向自锁机构3可以传递正反转运动，使滚柱丝杠副4实现旋转与直线运动的转换；当反传动双向自锁机构3与滚珠丝杠副4连接的轴为原动件时，反传动双向自锁机构3自锁，从而使滚珠丝杠副4无法实现直线运动与旋转运动之间的转换，实现电动缸的自锁。反传动双向自锁机构在采用滚珠丝杠副的电动缸的应用，可以有效减少机械效率的损失。同时也可以使电动缸在工作时以最大化电机性能提供更大的输出功率。可以说反传动双向自锁机构无论在节能上，性能上还是空间利用率都更有优势。

综上，本实用新型通过上述的结构设计，解决现有技术中的不足之处，具有设计合理、构思巧妙、效率高等特点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种反传动双向自锁机构，其特征在于：包括外环、主动轴、凸轮、滚柱、撑块、弹簧以及从动轴，所述主动轴通过两个第一轴承安装于所述外环内，所述从动轴通过第二轴承安装于所述主动轴的拨盘组件内，所述拨盘组件具有两个相对的拨盘推块，一所述拨盘推块的倾斜端面与另一所述拨盘推块相应的倾斜端面之间均设有两个所述滚柱，该两个滚柱之间设有两个撑块，该两个撑块之间设有所述弹簧，所述拨盘推块中部向内沿径向延伸突起部，该所述突起部与所述凸轮的外壁上的与其轴向平行的轴向凹槽动配合；所述凸轮通过平键与所述从动轴联接。

2.根据权利要求1所述的反传动双向自锁机构，其特征在于：所述外环的右端设有安装法兰，所述从动轴与所述安装法兰之间设有第三轴承。