RU137644U1

RU137644U1 - LINEAR MOVEMENT ELECTRIC DRIVE

Info

Publication number: RU137644U1
Application number: RU2013133461/07U
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Волокитин; Владимир Алексеевич Мельников; Александр Викторович Спасибухов; Сергей Сергеевич Акимов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Орбита"
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2014-02-20

Abstract

1. Электропривод линейного перемещения, содержащий корпус с сервомотором-редуктором и связанный с ним блок управления, сервомотор-редуктор включает бесконтактный электродвигатель постоянного тока, статор которого закреплен внутри корпуса, и инвертированную роликовинтовую передачу, гайка которой является ротором электродвигателя, на ее внешней поверхности размещены постоянные магниты, и датчик обратной связи, связанный с блоком управления, при этом на внутренней поверхности гайки выполнена многозаходная резьба, роликовинтовая передача включает резьбовой винт с зубчатыми венцами по краям, связанный со штоком, ролики-сателлиты с резьбой и зубчатыми венцами на концах и указанную гайку, отличающийся тем, что гайка закреплена на подшипниках, расположенных в заднем и переднем щитах сервомотор-редуктора, резьбовой винт прикреплен к штоку центральным крепежным винтом, в переднем щите сервомотор-редуктора выполнены отверстия с внутренней резьбой для его присоединения к внешним устройствам посредством крепежных винтов, на выходном конце штока выполнено отверстие для штифтового присоединения к исполнительному механизму, крепление датчика к гайке осуществлено установочными винтами со стороны внешней цилиндрической поверхности гайки, на штоке и на головке центрального крепежного винта жестко закреплены упорные шайбы, имеющие чашеобразную форму со сквозным отверстием, предотвращающие воздействие осевого давления на торцы роликов при крайних перемещениях штока.2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что упорные шайбы выполнены из бронзы.3. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что корпус устройства выпо1. The linear displacement electric drive, comprising a housing with a servo-reducer and a control unit connected to it, the servo-reducer includes a non-contact direct current electric motor, the stator of which is fixed inside the housing, and an inverted roller-screw transmission, the nut of which is the rotor of the electric motor, placed on its outer surface permanent magnets, and a feedback sensor associated with the control unit, while on the inner surface of the nut a multi-thread is made, a roller screw in front cha includes a threaded screw with gear rims at the edges, connected with the rod, satellite rollers with a thread and gear rims at the ends and said nut, characterized in that the nut is mounted on bearings located in the rear and front shields of the servo-motor gearbox, the threaded screw is attached holes with a female thread are made in the front shield of the servomotor gearbox to the stem with a central fixing screw for attaching it to external devices by means of fixing screws, a pin hole is made at the output end of the stem new connection to the actuator, the sensor was attached to the nut by means of set screws from the side of the outer cylindrical surface of the nut, thrust washers rigidly fixed on the stem and on the head of the central fixing screw, having a cup-shaped shape with a through hole, preventing the impact of axial pressure on the ends of the rollers during extreme movements stock. 2. The electric drive according to claim 1, characterized in that the thrust washers are made of bronze. The drive according to claim 1, characterized in that the housing of the device

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для преобразования вращательного движения в поступательное и управления положением исполнительного органа внешних устройств.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used to convert rotational motion to translational and control the position of the executive body of external devices.

В настоящее время среди механизмов, преобразующих вращательное движение от двигателя в поступательное движение исполнительного механизма, наиболее перспективными являются планетарные роликово-винтовые механизмы качения.Currently, among the mechanisms that convert the rotational motion from the engine into the translational motion of the actuator, the most promising are planetary roller-screw rolling mechanisms.

Известен двунаправленный линейный исполнительный механизм сравнительно малых размеров, в конструктивном исполнении, включающий корпус, с электрическим двигателем и выходной вал. Приводной якорь Ротор двигателя изготовлен в виде продолговатого цилиндра из магнитного материала с постоянными магнитами на его окружности и вращается внутри корпуса. Вращение якоря приводного цилиндра под воздействием электромагнитных сил статора посредством ролико-винтового механизма создает линейное перемещение выходного вала. [Патент US 5557154].Known bidirectional linear actuator of relatively small sizes, in design, comprising a housing, with an electric motor and an output shaft. Drive Anchor The rotor of the engine is made in the form of an elongated cylinder of magnetic material with permanent magnets on its circumference and rotates inside the housing. The rotation of the armature of the drive cylinder under the influence of the electromagnetic forces of the stator by means of a roller-screw mechanism creates a linear movement of the output shaft. [Patent US 5557154].

Наиболее близким к данной полезной модели является линейный исполнительный механизм, сравнительно малых размеров, включающий корпус устройства, электродвигатель, ротор которого закреплен на гайке ролико-винтового механизма, подшипники гайки, датчик положения ротора. [Патент US 5491372].Closest to this utility model is a linear actuator of comparatively small dimensions, including a device housing, an electric motor, the rotor of which is mounted on a nut of a roller-screw mechanism, nut bearings, and a rotor position sensor. [Patent US 5491372].

Недостатком известного устройства является сложность его изготовления и сборки.A disadvantage of the known device is the complexity of its manufacture and assembly.

Задачей настоящей полезной модели является повышение технологичности его изготовления и сборки, а также повышение надежности устройства.The objective of this utility model is to increase the manufacturability of its manufacture and assembly, as well as increase the reliability of the device.

Поставленная задача решается тем, что в электроприводе линейного перемещения, содержащий корпус с сервомотором-редуктором и связанный с ним блок управления, сервомотор-редуктор включает бесконтактный электродвигатель постоянного тока, статор которого закреплен внутри корпуса, и инвертированную ролико-винтовую передачу, гайка которой является ротором электродвигателя, на ее внешней поверхности размещены постоянные магниты, и датчик обратной связи, связанный с блоком управления, при этом на внутренней поверхности гайки выполнена многозаходная резьба, ролико-винтовая передача включает резьбовой винт 6 с зубчатыми венцами по краям, связанный со штоком, ролики-сателлиты с резьбой и зубчатыми венцами на концах и гайку, указанная гайка закреплена на подшипниках, расположенных в заднем и переднем щите сервомотор- редуктора, резьбовой винт прикреплен к штоку центральным крепежным винтом, в переднем щите сервомотор-редуктора выполнены отверстия с внутренней резьбой для его присоединения к внешним устройствам посредством крепежных винтов, на выходном конце штока выполнено отверстие для штифтового присоединения к исполнительному механизму, крепление датчика к гайке осуществлено установочными винтами со стороны внешней цилиндрической поверхности гайки, на штоке и на головке центрального крепежного винта жестко закреплены упорные шайбы, имеющие чашеобразную форму со сквозным отверстием, предотвращающие воздействие осевого давления на торцы роликов при крайних перемещениях штока.The problem is solved in that in the linear displacement electric drive, comprising a housing with a servo-gearmotor and a control unit connected to it, the servomotor-gear includes a non-contact direct current electric motor, the stator of which is fixed inside the housing, and an inverted roller-screw gear, the nut of which is a rotor electric motor, permanent magnets are placed on its outer surface, and a feedback sensor connected to the control unit, while many A groove, a roller screw drive includes a threaded screw 6 with gear rims along the edges, connected to the rod, satellite rollers with a thread and gear rims at the ends and a nut, the specified nut is mounted on bearings located in the rear and front shield of the servo-motor gearbox, the threaded screw is attached to the rod with a central fixing screw, holes with internal threads are made in the front shield of the servo-motor gearbox for connecting it to external devices by means of fixing screws, at the outlet end of the rod a hole for pin attachment to the actuator, the sensor was attached to the nut with set screws on the side of the outer cylindrical surface of the nut, thrust washers rigidly fixed on the rod and on the head of the central fixing screw, having a cup-shaped shape with a through hole, preventing axial pressure from affecting the ends of the rollers extreme movements of the rod.

Предусмотрено, что упорные шайбы выполнены из бронзы.Thrust washers are made of bronze.

Предусмотрено, что корпус устройства выполнен ребристым.It is envisaged that the housing of the device is ribbed.

Предусмотрено так же, что центральный крепежный винт выполнен с центральным глухим шестигранным отверстием.It is also provided that the central fixing screw is made with a central blind hexagonal hole.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид электропривода, а фиг. 2 показан осевой разрез сервомотор-редуктора.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the electric drive, and FIG. 2 shows an axial section through a servo gear motor.

Электропривод линейного перемещения содержит:The linear actuator contains:

1 - корпус устройства,1 - the housing of the device,

2 - блок управления, связанный с корпусом 1,2 - control unit associated with the housing 1,

3 - статор электродвигателя, закрепленный внутри корпуса 1,3 - the stator of the electric motor, mounted inside the housing 1,

4 - гайка инвертированной ролико-винтовой передачи, являющаяся ротором электродвигателя,4 - nut inverted roller-screw transmission, which is the rotor of the electric motor,

5 - постоянные магниты, размещенные на ее внешней поверхности,5 - permanent magnets placed on its outer surface,

6 - датчик обратной связи, связанный с блоком управления 2,6 - feedback sensor associated with the control unit 2,

7 - резьбовой винт с зубчатыми венцами по краям,7 - threaded screw with gear rims at the edges,

8 - шток,8 - stock

9 - ролики-сателлиты с резьбой и зубчатыми венцами на концах,9 - satellite rollers with thread and ring gears at the ends,

10, 11 - подшипники,10, 11 - bearings

12, 13 - задний и передний подшипниковый щит12, 13 - rear and front bearing shield

14 - центральный крепежный винт,14 - central fixing screw,

15 - отверстия с внутренней резьбой в переднем щите 13,15 - holes with internal thread in the front shield 13,

16 - установочные винты,16 - set screws,

17, 18 - упорные шайбы,17, 18 - thrust washers,

Сборку заявляемого электропривода линейного перемещения осуществляют следующим образомThe assembly of the inventive electric linear displacement is as follows

На шток 8 запрессовывают бронзовую упорную шайбу 17. В крепежном устройстве зажимают шток 8 за конец, на котором выполнены лыски, в шток устанавливают резьбовой винт 7. На бронзовую упорную шайбу 17 надевают технологическую шайбу, (для выставления необходимых зазоров для нормальной работы передачи), затем на шайбу устанавливают сепаратор.A bronze thrust washer 17 is pressed onto the rod 8. In the fastening device, the rod 8 is clamped by the end on which the flats are made, a threaded screw 7 is installed in the rod 7. A technological washer is put on the bronze thrust washer 17 (to set the necessary clearances for normal transmission operation), then a separator is mounted on the washer.

В сепаратор устанавливают ролики 9, торцы роликов прижимают к сепаратору, на другие концы роликов надевают второй сепаратор. Со стороны резьбового винта 7 в шток 8 устанавливают крепежный винт 14 с напрессованной на него упорной шайбой 18. Плотно затягивают крепежный винт 14, размещая в его глухом шестигранном отверстии моментный ключ.The rollers 9 are installed in the separator, the ends of the rollers are pressed against the separator, a second separator is put on the other ends of the rollers. From the side of the threaded screw 7, a fixing screw 14 is installed in the rod 8 with a thrust washer pressed on it 18. The fixing screw 14 is tightened tightly, placing a torque wrench in its blind hex hole.

Убирают технологическую шайбу.Remove the technological washer.

На гайку 4 (ротор) электродвигателя напрессовывают подшипники 10, 11, устанавливают и винтами 16 закрепляют на конце гайки 4 подвижную часть датчика 6. После этого гайку 4 устанавливают в задний щит 12. Корпус со статором электродвигателя надевают на задний щит, совмещая штифт заднего щита и отверстие корпуса.Bearings 10, 11 are pressed onto the nut 4 (rotor) of the electric motor, installed and the screws of the sensor 6 are mounted on the end of the nut 4 with screws 16. After that, the nut 4 is installed in the rear shield 12. The housing with the motor stator is put on the rear shield, aligning the rear shield pin and housing hole.

Подшипники установлены по разным концам гайки 4, что позволяет использовать электропривод в случаях, когда возникают значительные радиальные усилия на штоке.The bearings are mounted at different ends of the nut 4, which allows the use of an electric drive in cases where significant radial forces occur on the rod.

Выполнение упорных шайб 17, 18 чашеобразной формы со сквозным отверстием предотвращают воздействие осевого давления на торцы роликов 9 при крайних перемещениях штока 8 и позволяет уменьшить линейный размер узла (паразитный размер).The implementation of the thrust washers 17, 18 in a cup-shaped form with a through hole prevents the axial pressure from affecting the ends of the rollers 9 during extreme movements of the rod 8 and reduces the linear size of the assembly (parasitic size).

Выполнение упорных шайб 17, 18 из бронзы позволяет снизить силы трения между сепараторами и шайбами и тем самым уменьшить паразитные моменты, способствующие раскручиванию механизма.The implementation of the thrust washers 17, 18 of bronze allows you to reduce the friction forces between the separators and washers and thereby reduce spurious moments that contribute to the unwinding of the mechanism.

Присоединение корпуса электропривода к внешним устройствам осуществляют крепежными винтами через отверстия 15 с внутренней резьбой..The connection of the drive housing to external devices is carried out by fixing screws through holes 15 with internal thread ..

Выполнение внешней поверхности корпуса электропривода ребристым позволяет интенсивность теплообмена.The implementation of the outer surface of the housing of the electric ribbed allows the intensity of heat transfer.

При работе в составе электропривода линейного перемещения гайка 4 является входным звеном передачи и она зафиксирована от осевых перемещений в радиально-упорных подшипниках щтов 12, 13 сервомотор-редуктора, а винт 6 является выходным звеном.When working as part of a linear displacement electric drive, nut 4 is an input transmission link and it is fixed from axial movements in angular contact bearings of shields 12, 13 of the servo-motor gearbox, and screw 6 is an output link.

В процессе работы электропривода, ролики 8 совершают планетарное движение и мгновенный центр скоростей роликов 8 находится в пятне контакта ролика 8 и винта 6. Осевое перемещение выходного звена (в данном случае винта 6) создается за счет разности углов подъема резьб пары гайка 6-ролик 8, в то время как резьбы пары ролик 8-винт 6 разнонаправлены и имеют одинаковые значения угла подъема для того, чтобы ликвидировать осевое смещение ролика 8 относительно винта 6. Шаг резьбы гайки 4, винта 6 и роликов 8 одинаков, а различные значения углов подъема резьб гайки 4, винта 6 и роликов 8 обеспечиваются варьированием начальных диаметров и заходностей резьб.In the process of operation of the electric drive, the rollers 8 perform planetary motion and the instantaneous speed center of the rollers 8 is located in the contact spot of the roller 8 and screw 6. The axial movement of the output link (in this case, screw 6) is created due to the difference in the angles of the threads of the pair of nuts 6-roller 8 , while the threads of the 8-screw 6 roller pair are multidirectional and have the same angle of elevation in order to eliminate the axial displacement of the roller 8 relative to the screw 6. The thread pitch of the nut 4, screw 6 and rollers 8 is the same, and different values of the angles of the thread nuts 4, screw 6 and rollers 8 are provided by varying the diameters of the primary and filar threads.

Испытания изготовленного макетного образца показали, что он технологичен в сборке и установке в основной объект и достаточно надежен за счет предотвращения воздействия осевого давления на торцы роликов при крайних перемещениях штока.Tests of the manufactured prototype showed that it is technologically advanced to assemble and install in the main object and is quite reliable by preventing the impact of axial pressure on the ends of the rollers during extreme rod movements.

Claims

1. The linear displacement electric drive, comprising a housing with a servo-reducer and a control unit connected to it, the servo-reducer includes a non-contact direct current electric motor, the stator of which is fixed inside the housing, and an inverted roller-screw transmission, the nut of which is the rotor of the electric motor, placed on its outer surface permanent magnets, and a feedback sensor associated with the control unit, while on the inner surface of the nut a multi-thread is made, a roller screw in front cha includes a threaded screw with gear rims at the edges, connected with the rod, satellite rollers with a thread and gear rims at the ends and said nut, characterized in that the nut is mounted on bearings located in the rear and front shields of the servo-motor gearbox, the threaded screw is attached holes with a female thread are made in the front shield of the servomotor gearbox to the stem with a central fixing screw for attaching it to external devices by means of fixing screws, a pin hole is made at the output end of the stem new attachment to the actuator, the sensor was attached to the nut by means of set screws from the side of the outer cylindrical surface of the nut, thrust washers rigidly fixed on the stem and on the head of the central fixing screw, having a cup-shaped shape with a through hole, preventing the impact of axial pressure on the ends of the rollers during extreme movements stock.

2. The drive according to claim 1, characterized in that the thrust washers are made of bronze.

3. The drive according to claim 1, characterized in that the housing of the device is ribbed.

4. The drive according to claim 1, characterized in that the central mounting screw is made with a central blind hexagonal hole.