CN2281422Y

CN2281422Y - 直线流体马达

Info

Publication number: CN2281422Y
Application number: CN 97214168
Authority: CN
Inventors: 袁子荣; 马骏骑; 赵映秋; 吴张永; 马建设
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2007-04-15

Abstract

直线流体马达,属于液压与气压传动技术。其主要由信号输入元件、液压放大器、马达组件、反馈机构、输出元件、检测元件等六个部位组成。当对步进电机输入正向指令脉冲时,流体进入柱塞底部的工作室,在流体压力作用下,丝杆输出直线位移,当反向输入脉冲时,马达反时针方向旋转,丝杆反向退回。其直线输出位移的大小是在受控制的条件下进行,输出具有跟踪输入信号的功能,控制精度高,可作微量进给机构。

Description

直线流体马达

直线流体马达，属于液压与气压传动技术领域。

公知的液压与气压传动技术中的主要元件有三大类；动力元件(液压泵)，控制元件(液压阀)及执行元件(液压缸和液压马达、气缸和气马达)。作为执行元件的液压缸输出力和直线位移，作为执行元件的液压马达和摆动马达输出扭矩和转角。众所周知，直线感应电动机在工业生产的众多领域获得广泛运用，而直线流体马达(油马达和气马达)至今还没问世，成为液压与气压传动技术中的一项空白。西宁机床厂曾设想用直线液压马达代替龙门铯床的长行程液压缸，但由于理论上及具体结构上没有解决关键技术问题，因此未付诸实现。

本实用新型与液压缸比较它们均能实现直线运动，然而液压缸存在以下缺点：

1、因液压缸活塞与活塞杆之间是一比一的传动关系，加之流体可压缩性及泄漏的影响，所以控制精度不高不能实现微量进给。

2、安装距大，行程倍数小，液压缸输出位移仅有自身缸体长度的0.8～0.9倍，例如1米行程的液压缸，缸体长度达1.2米。

3、由于液压缸的推力取决于流体压力和活塞有效面积，在相同推力前题下，液压缸的能耗大，重量成倍增加。

本实用新型的目的是提供一种直线流体马达，它不仅能实现直线运动，且控制精度高，可作为微量进给机构，输出轴可获得高精度的微小位移。

本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：一、组成、结构，主要由六个部份组成。如说明书附图3所示。

1、信号输入元件，包括步进电机1，传动齿轮付2，阀芯6；

2、液压放大器，包括放大器阀体5，阀套4，阀芯6；

3、马达组件，包括缸体8，柱塞9，配油盘16，斜盘11；

4、反馈机构，包括齿轮19、20，螺母螺杆21、22；

5、输出元件，包括滚珠螺母10，滚珠丝杆17；

6、检测元件，包括检测传杆器3，检测传感器齿轮23。

步进电机1安装在壳体15上，通过传动齿轮付2把运动传给液压放大器5的阀芯6，阀芯6为一个三凸肩滑阀，左端有传动齿轮2，右端有螺杆22，螺杆与阀芯连成一体。液压放大器5用螺钉安装在壳体15上。阀套4为组合式阀套，外圆与液压放大器5内孔之间为过渡配合。内孔与阀芯6为间隙配合。马达组件安装在壳体中心，其中旋转缸体8通过滚动轴承7支撑在壳体上，沿缸体轴线方向安装有7个柱塞，柱塞9底部通过配油盘16与进油口(或出油口)连通。在油压力作用下，柱塞9伸出顶在斜盘上，作用在柱塞头部的切向分力使缸体8产生旋转运动。齿轮19与缸体8通过键刚性连接成一体，反馈齿轮20的中心有螺母21与齿轮连接成一体，螺母21与螺杆22构成丝杆螺母付。滚珠螺母10通过平键与缸体8连成一体，因此当缸体旋转时，螺母通过滚珠把运动传给丝杆17。检测传感器3的输入端安装有齿轮23，步进电机的输入信号不仅传给阀芯6，同时，通过齿轮23传给传感器3，传感器3可以监测到步进电机的实际输出转角。其检测信号可反馈到计算机，保证输入信号的准确性。二、工作原理

1、信号输入前的零位状态

当无信号输入步进电机时，齿轮付2不运动，阀芯6也不动作。此时，由于液压放大器的阀芯6与阀套4的控制边处于完全关闭状态(零开口)，因此进、回油(或气)的通道被切断。没有流量输入液压马达，马达处于静止状态，滚珠丝杆17也处于静止状态，输出位移为零。

2、信号输入以后的运动状态

当对步进电机输入正向指令脉冲时，通过齿轮付2带动阀芯6旋转，此时，小齿轮20未动，阀芯上的丝杆22与小齿轮上的螺母21作相对运动，阀芯6产生沿轴向的向右移动，由于阀套4固定不动，阀芯与阀套控制边之间形成开口，流体通过开口、油道及配油盘16进入柱塞9底部的工作室，在流体压力作用下，柱塞伸出顶在斜盘11上，作用在柱塞头部的切向分力带动缸体8产生顺时针旋转运动。(从图3右端观看)与缸体8连成一体的滚珠螺母10与缸体一起同向旋转。滚珠丝杆17与螺母作相对运动，丝杆17输出直线位移。

3、反馈元件的工作状态

在缸体8不动时，反馈元件是不工作的。

当缸体8旋转的同时，与缸体刚性连接成一体的反馈大齿轮19带动反馈小齿轮20反时针旋转，小齿轮上的螺母21与螺杆22作相对运动，与螺杆连成一体的阀芯6沿轴向向左移动，当阀芯与阀套的控制边完全关闭时，流体通道又被切断，输出立即停止。当反向输入脉冲时，马达反时针旋转，滚珠丝杆反向退回。

与现有技术相比本实用新型所具有的优点：

1、其直线输出位移的大小是在受控制的条件下进行的，输出具有跟踪输入信号的功能。具有输出力大小，位移精度高低的绝对可控性。

2、控制精度高，可作微量进给机构。结构紧凑，安装距小，行程倍数大，其输出位移比自身的缸体长度放大4～10倍。

3、体积小、重量轻，在相同行程条件下仅有液压缸的1/3～1/6。节能降耗，因为直线流体马达的推力取决于流体的压力和排量，随着行程变化，排量是不变的。而液压缸的推力取决于压力和活塞面积，随着行程变化，流量将成倍增加。

附图说明：

图1是本设计的外形图，图中1是步进电机，3是检测传感器，5是放大器阀体，14是安装法兰盘，15是马达组件的安装壳体，18是反馈小齿轮20的安装箱体；

图2是图1的A向视图；

图3是图1的B-B剖视图，图中，2是传动齿轮付，4是阀套，5是放大器阀体，6是阀芯，7是滚动轴承，8是缸体，9是柱塞，10是滚珠螺母，11是斜盘，12、13是密封件，14是安装法兰盘，15是马达壳体，16是配油盘，17是滚珠丝杆，19-20是反馈齿轮付，21、22是螺母螺杆付，23是检测传感器齿轮，24是法兰盘上作安装定位用的止口；

图4是图3的C-C剖视图。

Claims

1、一种直线流体马达，其特征在于主要由六个部份组成：

(1)信号输入元件，包括步进电机1、传动齿轮付2、阀芯6；

(2)液压放大器，包括放大器阀体5、阀套4、阀芯6；

(3)马达组件，包括缸体8、柱塞9、配油盘16、斜盘11；

(4)反馈机构，包括齿轮19、20，螺母螺杆21、22；

(5)输出元件，包括滚珠螺母10，滚珠丝杆17；

(6)检测元件，包括检测传感器3，检测传感器齿轮23，

步进电机1安装在壳体15上，通过传动齿轮付2把运动传给液压放大器5的阀芯6，阀芯6为一个三凸肩滑阀，左端有传动齿轮2，右端有螺杆22，螺杆与阀心连成一体，液压放大器5用螺钉安装在壳体15上，阀套4为组合式阀套，外园与液压放大器5内孔之间为过渡配合，内孔与阀苡6为间隙配合，马达组件安装在壳体中心，其中旋转缸体8通过滚动轴承7支撑在壳体上，沿缸体轴线方向安装有7个柱塞9，柱塞9底部通过配油盘16与进出油口连通，齿轮19与缸体8通过键刚性连接成一体，齿轮20的中心有螺母21与齿轮连成一体，螺母21与螺杆22构成丝杆螺母付，滚珠螺母10通过平键与缸体8连成一体，检测传感器3的输入端安装有检测传感器齿轮23。