CN217590483U - 一种直驱电缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直驱电缸，包括电机组件、丝杠以及套设于丝杠外围的螺母，所述电机组件包括机座、连接于机座一端的端盖以及连接于机座内部的电机定子、电机转子、连接于电机转子内部的转子轴，所述丝杠的一端穿过转子轴，所述转子轴的外围套接有胀紧套，所述胀紧套用于将转子轴压紧至丝杠，所述机座、端盖分别与丝杠之间通过轴承连接，所述机座、端盖上分别设有和轴承连通的注油孔和排油孔。本实用新型中丝杠和转子轴的加工和组装更加方便灵活，同时便于拆卸，方便维保，还能确保其高强度的连接关系，而通过在轴承端设置注油、排油以及存油结构，能够确保轴承的润滑效果、降低轴承的摩擦损耗。

Description

一种直驱电缸

技术领域

本实用新型涉及电动缸技术领域，具体为一种直驱电缸。

背景技术

电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，通过电机带动丝杠旋转，通过螺母转化为往复直线运动。现有的电缸中电机到丝杠的扭矩传输通常采用齿轮、行星减速器、或者同步带等传动方式，传动效率低，且会造成电缸整体重量偏重，体积偏大。在公开号为CN111786495A，名称为“一种短零长电动缸装置”的发明专利中，公开了将电机转子和丝杆轴直接连接的技术方案，首先，该技术方案采用的是将丝杆一端与转子中央通孔过盈配合的方式，该配合方式通常要求极高的加工精度，且不便于调整和拆卸，具备比较高的维保成本；其次，技术方案中其两组滚动轴承长时间转动易产生摩擦损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直驱电缸，以解决上述背景技术中提及的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种直驱电缸，包括电机组件、丝杠以及套设于丝杠外围的螺母，所述电机组件包括机座、连接于机座一端的端盖以及连接于机座内部的电机定子、电机转子、连接于电机转子内部的转子轴，所述转子轴设置为空心结构，所述丝杠的一端穿过转子轴的空心结构，所述转子轴的外围套接有胀紧套，所述胀紧套用于将转子轴压紧至丝杠，所述机座、端盖分别与丝杠之间通过轴承连接，所述机座、端盖上分别设有和轴承连通的注油孔和排油孔。通过本实用新型的技术方案，使丝杠和转子轴的加工和组装更加方便灵活，同时便于拆卸，方便维保，还能确保其高强度的连接关系，而通过在轴承端设置注油、排油，能够确保轴承的润滑效果、降低轴承的摩擦损耗。

作为优选方案，所述轴承可以采用推力调心滚子轴承、角接触球轴承或推力球轴承。

作为优选方案，所述轴承的两侧端连接有存油部，所述存油部用于阻挡轴承内的润滑脂，通过存油部能够确保轴承旋转时润滑脂不易甩出，确保轴承润滑效果、降低轴承的摩擦损耗。

作为优选方案，所述电机组件还包括用于为电机和轴承散热的冷却部。

作为优选方案，所述冷却部包括分别连接至机座上下两端的进液口和出液口、以及设置于机座内部的冷却液通道，所述冷却液通道分别和进液口、出液口连通。

作为优选方案，所述冷却部是连接至机座的散热风扇。

作为优选方案，所述螺母的一端连接有活塞杆，所述丝杠、活塞杆的外围套设有缸筒，所述缸筒连接至机座。

作为优选方案，所述直驱电缸还包括制动组件，所述制动组件包括连接于端盖的断电制动器以及连接于缸筒的两个限位开关，所述限位开关分别对应于活塞杆的两个行程端点，通过断电制动器和限位开关配合，可确保活塞杆的行程处于预设范围内，如行程过度或者断电时可自动抱闸保护。

作为优选方案，所述制动组件还包括分别连接于丝杠两端的两个防撞环，防撞环形成机械限位，与断电制动器形成互补，当出现断电制动器失效或者出现失控过冲时，防撞环可用于对螺母的运动进行阻挡，以对丝杠等部件形成保护，提高安全性。

作为优选方案，所述直驱电缸还包括连接于端盖尾部的编码器，所述丝杠连接至编码器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型通过采用将转子轴直接连接于丝杠的集成设计，规避了传统电缸结构中采用齿轮、同步带等传动方式，在提高传动效率的同时使得本实施例的直驱电缸重量更轻、体积更小巧；

2)通过采用胀紧套连接转子轴和丝杠的方式，使丝杠和转子轴的加工和组装更加方便灵活，无需过高的加工精度，同时便于拆卸，方便维保，还能确保其高强度的连接关系，稳定可靠；

3)通过在轴承端设置注油、排油以及存油结构，能够确保轴承的润滑效果、降低轴承的摩擦损耗；

4)通过设置冷却部，并结合冷却液循环的冷却形式，能够为电机和轴承及时散热，并达到良好的散热效果；

5)通过制动组件中断电制动器和限位开关的配合，能够提升设备整体的安全性，防止行程过度；通过防撞环结构，能够与断电制动器形成的互补保护，进一步提升安全性。

附图说明

图1为本实用新型直驱电缸的剖视图；

图中各个标号意义为：

1、丝杠；2、螺母；3、机座；4、电机定子；5、电机转子；6、胀紧套；7、活塞杆；8、缸筒；9、端盖；10、轴承；11、注油孔；12、存油部；13、进液口；14、出液口；15、冷却液通道；16、断电制动器；17、限位开关；18、防撞环；19、编码器；20、转子轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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。

参见图1，本实施例公开了一种直驱电缸，包括电机组件、丝杠1以及套设于丝杠1外围的螺母2，所述电机组件包括机座3以及连接于机座3内部的电机定子4、连接于电机定子4内部的电机转子5、连接于电机转子5内表面的转子轴20，丝杠1的一端连接至转子轴20，电机组件中主电缆通电后，电机定子4产生旋转磁场，电机转子5内镶有永磁体，在磁场作用下电机转子5转动带动转子轴20、进而带动丝杠1旋转，推动螺母2进行往复直线运动，实现电机旋转运动到螺母2直线运动的高效转换。本实施例中，转子轴20设置为空心结构，丝杠1的一端穿过转子轴20的空心结构，于转子轴20的外围套接有胀紧套6，该胀紧套6设置于丝杠1穿出的一端，通过胀紧套6将转子轴20压紧于丝杠1的外表面。本实施例中，通过采用将转子轴20直接连接于丝杠1并直接驱动其转动的集成设计，规避了传统电缸结构中采用齿轮、同步带等传动方式，在提高传动效率的同时使得本实施例的直驱电缸重量更轻、体积更精巧；进一步，通过采用胀紧套6的连接方式，使本实施例中丝杠1和转子轴20的加工和组装更加方便灵活，无需过高的加工精度，且便于拆卸，同时还能确保其高强度的连接关系，稳定可靠。本实施例中，螺母2端连接有活塞杆7，通过螺母2带动活塞杆7的往复运动，于丝杠1、活塞杆7的外围套设有缸筒8，所述缸筒8固定连接至机座3，本实施例中，缸筒8以及机座3均可采用铝合金材质，在进一步减轻重量的同时还能增强散热效果。可以理解的是，本实施例中，丝杠1分为第一端和第二端，第一端设置为外表面螺纹结构，该部分置于缸筒8之中，第二端外表面设置为平滑结构、不设置螺纹，该部分置于机座3之内，进而连接于转子轴20之中。电机组件中，其电机可以采用直流电机、异步电机、盘式电机、磁阻电机等，此处不做具体限定。在一个较佳的实施例中，于机座3上还设有用于安装耐磨金属套的安装孔(图中未示出)，该安装孔设置于机座3在靠近缸筒8的一端，耐磨金属套优选为钢套或铜套，通过在安装孔中装设耐磨钢套或铜套，能够承受电缸的反作用力。

进一步，电机组件还包括连接至机座3的端盖9，于机座3的前端以及端盖9内部分别安装有轴承10，机座3、端盖9分别和丝杠1之间通过轴承10连接，通过轴承10承受径向力并同时起到支撑作用。轴承10可以采用推力调心滚子轴承、角接触球轴承、推力球轴承等，优选为推力调心滚子轴承，能够承受较大的推力。更进一步，于机座3和端盖9上对应于轴承10的位置分别设有注油孔11和排油孔，注油孔11和排油孔分别连通轴承10，通过注油孔11定期为轴承10补充新润滑脂，通过排油孔能够排出陈旧的润滑脂，通过注油孔11和排油孔能够改善轴承10的润滑环境，延长轴承10的使用寿命。在一个较佳的实施例中，于轴承10两侧端还分别连接有用于阻挡轴承10内的润滑脂的存油部12，通过存油部12能够确保轴承10旋转时润滑脂不易甩出，确保轴承10润滑效果、降低轴承10的摩擦损耗。本实施例中，存油部12采用封油环结构。

在另一个实施例中，电机组件还包括连接于机座3上的冷却部，用于电机组件整体散热。冷却部进一步包括分别连接至机座3上下两端的进液口13和出液口14、以及设置于机座3内部和进液口13出液口14连通的冷却液通道15，进液口13和出液口14分别与外部的冷却器连接，通过进液口13、冷却液通道15以及出液口14形成冷却液循环路线，能够及时带走电机工作产生的热量。在其他的实施例中，冷却部还可以采用散热风扇对电机组件进行散热。在一个较佳的实施例中，于电机绕组及轴承10处分别连接有温度传感器，用于实时监测温度。

在一个实施例中，直驱电缸还包括制动组件，用于确保直驱电缸使用的安全性，具体的，制动组件包括连接于端盖9尾部的断电制动器16以及连接于缸筒8的两个限位开关17，两个限位开关17分别对应于活塞杆7的两个行程端点，通过断电制动器16和限位开关17配合，可确保活塞杆7的行程处于预设范围内，如行程过度或者断电时可自动抱闸保护。一个较佳的实施例中，制动组件还包括分别连接于丝杠1两端的两个防撞环18，防撞环18形成机械限位，与断电制动器16形成互补，当出现断电制动器16失效或者出现失控过冲时，防撞环18可用于对螺母2的运动进行阻挡，以对丝杠1等部件形成保护，提高安全性。

在一个实施例中，直驱电缸还包括连接于端盖9尾部的编码器19，编码器19设置于断电制动器16的侧端，并连接至丝杠1穿出电子转子的一端，用于实现直驱电缸的自动控制。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种直驱电缸，包括电机组件、丝杠(1)以及套设于丝杠(1)外围的螺母(2)，所述电机组件包括机座(3)、连接于机座(3)一端的端盖(9)以及连接于机座(3)内部的电机定子(4)、电机转子(5)、连接于电机转子(5)内部的转子轴(20)，其特征在于，所述转子轴(20)设置为空心结构，所述丝杠(1)的一端穿过所述转子轴(20)的空心结构，所述转子轴(20)的外围套接有胀紧套(6)，所述胀紧套(6)用于将转子轴(20)压紧至丝杠(1)，所述机座(3)、端盖(9)分别与丝杠(1)之间通过轴承(10)连接，所述机座(3)、端盖(9)上分别设有和轴承(10)连通的注油孔(11)和排油孔。

2.根据权利要求1所述的直驱电缸，其特征在于，所述轴承(10)可以采用推力调心滚子轴承、角接触球轴承或推力球轴承。

3.根据权利要求1所述的直驱电缸，其特征在于，所述轴承(10)的两侧端连接有存油部(12)，所述存油部(12)用于阻挡轴承(10)内的润滑脂。

4.根据权利要求1所述的直驱电缸，其特征在于，所述电机组件还包括用于散热的冷却部。

5.根据权利要求4所述的直驱电缸，其特征在于，所述冷却部包括分别连接至机座(3)上下两端的进液口(13)和出液口(14)、以及设置于机座(3)内部的冷却液通道(15)，所述冷却液通道(15)分别和进液口(13)、出液口(14)连通。

6.根据权利要求5所述的直驱电缸，其特征在于，所述冷却部是连接至机座(3)的散热风扇。

7.根据权利要求1所述的直驱电缸，其特征在于，所述螺母(2)的一端连接有活塞杆(7)，所述丝杠(1)、活塞杆(7)的外围套设有缸筒(8)，所述缸筒(8)连接至机座(3)。

8.根据权利要求7所述的直驱电缸，其特征在于，所述直驱电缸还包括制动组件，所述制动组件包括连接于端盖(9)的断电制动器(16)以及连接于缸筒(8)的两个限位开关(17)，所述限位开关(17)分别对应于活塞杆(7)的两个行程端点。

9.根据权利要求8所述的直驱电缸，其特征在于，所述制动组件还包括分别连接于丝杠(1)两端的两个防撞环(18)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的直驱电缸，其特征在于，所述直驱电缸还包括连接于端盖(9)尾部的编码器(19)，所述丝杠(1)连接至编码器(19)。

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