RU2339858C2 - Linear travel drive - Google Patents
Linear travel drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339858C2 RU2339858C2 RU2006138263/11A RU2006138263A RU2339858C2 RU 2339858 C2 RU2339858 C2 RU 2339858C2 RU 2006138263/11 A RU2006138263/11 A RU 2006138263/11A RU 2006138263 A RU2006138263 A RU 2006138263A RU 2339858 C2 RU2339858 C2 RU 2339858C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- gear
- nut
- drive
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техники.The field of technology.
Изобретение относится к электромеханическим линейным исполнительным механизмам и может быть использовано в приводах точных линейных перемещений, в подвижных системах приборов, в частности, для юстировки оптических элементов, установленных в оправах.The invention relates to electromechanical linear actuators and can be used in drives of precise linear displacements, in mobile systems of devices, in particular, for aligning optical elements mounted in frames.
Уровень техники.The level of technology.
Разработка мощной многоканальной лазерной установки «ИСКРА-6» для экспериментов по термоядерному синтезу требует применения большого количества автоматически управляемых оптических элементов, линз, оправ, диафрагм и т.д. Вес этих элементов и соответственно усилия, необходимые для их перемещения, могут колебаться от десятков граммов до десятков и даже сотен килограммов, включая вес оправ и (или) сильфонных развязок, в которых они установлены. Надежное управление многоканальной системой, состоящей из десятков оптических элементов в каждом канале с требуемой точностью, превращается в серьезную проблему. В настоящее время создание простого и надежного привода линейных перемещений, обладающего достаточной точностью, жесткостью и долговременной стабильностью, является актуальной и сложной инженерной задачей.The development of the ISKRA-6 high-power multi-channel laser system for fusion experiments requires the use of a large number of automatically controlled optical elements, lenses, frames, diaphragms, etc. The weight of these elements and, accordingly, the efforts necessary to move them, can range from tens of grams to tens and even hundreds of kilograms, including the weight of the frames and (or) bellows interchanges in which they are installed. Reliable control of a multichannel system consisting of dozens of optical elements in each channel with the required accuracy turns into a serious problem. At present, the creation of a simple and reliable linear displacement drive with sufficient accuracy, rigidity and long-term stability is an urgent and complex engineering task.
Известны различные типы приводов линейных перемещений, однако ни один из них не удовлетворяет многочисленным требованиям, предъявляемым к подобным исполнительным устройствам.Various types of linear displacement drives are known, but not one of them satisfies the numerous requirements for such actuators.
Известны приводы линейных перемещений на основе пьезокерамики. Они обладают высокой точностью позиционирования, просты в управлении и относительно дешевы. Но для управления линейными приводами из пьезокерамики требуется высокое напряжение. При отключении управляющего напряжения пьезокерамика «уходит» из требуемого положения. Возврат в требуемое положение при подаче прежнего уровня напряжения не обеспечивается из-за гистерезиса. Перемещение линейных приводов на основе пьезокерамики, как правило, не превышает нескольких десятков микрон, а усилие не превышает нескольких килограммов. Все это резко ограничивает сферу применения линейных приводов из пьезокерамических материалов.Known linear actuators based on piezoceramics. They have high positioning accuracy, are easy to operate and relatively cheap. But to control linear piezoceramic drives, high voltage is required. When the control voltage is turned off, piezoceramics "leaves" from the required position. Return to the desired position when applying the previous voltage level is not ensured due to hysteresis. The movement of linear actuators based on piezoceramics, as a rule, does not exceed several tens of microns, and the force does not exceed several kilograms. All this sharply limits the scope of linear actuators made of piezoceramic materials.
Известен «универсальный коллекторный электромеханизм Смирнова», предназначенный для использования в исполнительных и силовых приводах возвратно-поступательного перемещения. Устройство содержит корпус с индуктором и якорь с обмоткой и коллектором, установленные на полом валу с возможностью вращения. Внутри полого вала размещен шток линейного перемещения с шарико-винтовым устройством между ними. На полом валу также закреплен взаимодействующий с электромагнитным тормозом тормозной диск с прорезями. По обе стороны диска размещена оптоэлектронная пара, сигнал с которой анализируется схемой управления /1/.The well-known "universal collector electromechanism Smirnov", intended for use in the executive and power drives of the reciprocating movement. The device comprises a housing with an inductor and an armature with a winding and a collector mounted on the hollow shaft with the possibility of rotation. A linear displacement rod with a ball screw device between them is placed inside the hollow shaft. A hollow brake disc interacting with the electromagnetic brake is also fixed on the hollow shaft. An optoelectronic pair is placed on both sides of the disk, the signal from which is analyzed by the control circuit / 1 /.
Известен привод линейного перемещения, «Устройство управления положением заслонки» /2/, содержащий корпус, моторедуктор, состоящий из шагового двигателя и звена, передающего движение исполнительному механизму. Звено выполнено в виде штока, имеющего резьбу на половине его длины. Поступательное движение штока обусловлено вращательным движением ротора, внутри которого выполнен резьбовой участок, причем резьбовая часть штока двигается в закрытом пространстве корпуса, в передней части которого выполнены отверстия для втулки с ушками от проворота /2/.A known linear displacement drive, “Damper position control device” / 2 /, comprising a housing, a gear motor, consisting of a stepper motor and a link transmitting movement to the actuator. The link is made in the form of a rod having a thread at half its length. The translational movement of the stem is caused by the rotational movement of the rotor, inside which a threaded section is made, and the threaded portion of the stem moves in the enclosed space of the housing, in the front of which there are holes for the sleeve with ears from the rotation / 2 /.
Этот привод, как и предыдущий, не может быть использован в точных юстировочных механизмах, так как не обеспечивает высокой точности, а главное требуемой жесткости при больших, тем более знакопеременных нагрузках на вал.This drive, like the previous one, cannot be used in precise adjustment mechanisms, since it does not provide high accuracy, and most importantly, the required rigidity at high, especially alternating loads on the shaft.
Известен шарико-винтовой механизм преобразования вращательного движения в поступательное, в котором на гайке, кинематически связанной с винтом посредством заполняющих винтовую канавку шариков, заклинено зубчатое колесо. Гайка вмонтирована в корпус и опирается на шариковые подшипники. При осевом движении винта шарики попадают из винтовой канавки в обводной канал и снова направляются в рабочую канавку. Гайка и зубчатое колесо соединены шпонкой /3/.A ball-screw mechanism for converting rotational motion into translational is known, in which a gear wheel is jammed on a nut kinematically connected to a screw by means of balls filling the screw groove. The nut is mounted in a housing and is supported by ball bearings. During the axial movement of the screw, the balls fall from the screw groove into the bypass channel and are again directed to the working groove. The nut and gear are connected by a key / 3 /.
Устройство правильно построено с точки зрения уменьшения трения в механизме, но не может применяться в узлах с высокими требованиями по точности перемещений, так как имеет большие осевой и радиальный люфты, связанные не только с применением шарико-винтовой пары, но также с осевыми и радиальными люфтами подшипников, в которых установлена вращающаяся гайка.The device is correctly constructed from the point of view of reducing friction in the mechanism, but cannot be used in units with high demands on the accuracy of movements, since it has large axial and radial backlashes associated not only with the use of a ball screw pair, but also with axial and radial backlashes bearings in which the rotating nut is installed.
Известна конструкция преобразователя вращательного движения в поступательное - «Винтовой подъемник с вращающейся гайкой». Он содержит электродвигатель, корпус, шестерню, зубчатое колесо, шарикоподшипник радиальный, гайку, роликоподшипник радиально-упорный, винт, шарикоподшипник упорный. Винт выполнен в виде штока, имеющего резьбу на части его длины. Электродвигатель через шестерню и зубчатое колесо приводит во вращение гайку, установленную в подшипниках, вращение которой задает линейное перемещение винта - исполнительного органа механизма /4/.A known design of the Converter rotational motion into translational - "Screw hoist with a rotating nut." It contains an electric motor, housing, gear, gear, radial ball bearing, nut, angular contact roller bearing, screw, thrust ball bearing. The screw is made in the form of a rod having a thread on a part of its length. An electric motor drives the nut installed in the bearings through the gear and the gear, the rotation of which determines the linear movement of the screw - the actuator of the mechanism / 4 /.
Подобный винтовой механизм также не может быть использован в точных юстировочных механизмах, так как не обеспечивает требуемой точности и жесткости привода, особенно при знакопеременных нагрузках на вал. Осевые нагрузки в подобном механизме приходятся на вал, далее через вращающуюся гайку на подшипники, в которых она установлена и которые по определению не могут иметь высокой точности и жесткости при осевом нагружении, и потом на корпус. Применение упорных и (или) радиально-упорных подшипников для установки гайки несколько улучшает положение, но не решает его кардинально. Т.е. во всех перечисленных случаях винт, как исполнительный механизм, все равно будет иметь осевой и радиальный люфты, связанные в первую очередь с невозможностью обеспечения требуемой точности и жесткости подвижной, вращающейся гайки, что приведет к колебаниям, дерганью при включении и невысокой долговременной стабильности положения при отключении привода.Such a screw mechanism also cannot be used in precise adjustment mechanisms, since it does not provide the required accuracy and rigidity of the drive, especially with alternating loads on the shaft. Axial loads in such a mechanism fall on the shaft, then through a rotating nut to the bearings in which it is installed and which, by definition, cannot have high accuracy and rigidity under axial loading, and then to the housing. The use of thrust and (or) angular contact bearings to install the nut somewhat improves the position, but does not solve it radically. Those. in all these cases, the screw, as an actuator, will still have axial and radial play, primarily associated with the inability to provide the required accuracy and stiffness of the movable, rotating nut, which will lead to vibrations, jerking when turned on and low long-term stability of the position when turned off drive.
Решение /4/, как наиболее близкое по технической сущности, выбрано в качестве прототипа.The solution / 4 /, as the closest in technical essence, is selected as a prototype.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом изобретения является повышение точности, жесткости привода и долговременной стабильности положения во включенном или отключенном состояниях при сохранении простоты и технологичности конструкции.The technical result of the invention is to improve the accuracy, rigidity of the drive and long-term stability in the on or off state while maintaining the simplicity and manufacturability of the design.
Технический результат достигается тем, что в приводе линейного перемещения по п.1, содержащем электродвигатель, корпус, шестерню, зубчатое колесо, подшипники и гайку с винтом, выполненным в виде штока, имеющего резьбу на части его длины, новым является то, что гайка и подшипники скольжения жестко закреплены в корпусе, а шток установлен с возможностью как вращения, так и линейного перемещения, на штоке жестко закреплено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с блоком промежуточных шестерен, имеющих зубчатый венец увеличенной ширины.The technical result is achieved by the fact that in the linear displacement drive according to claim 1, comprising an electric motor, a housing, a gear, a gear wheel, bearings and a nut with a screw made in the form of a rod having a thread on a part of its length, the new one is that the nut and plain bearings are rigidly fixed in the housing, and the rod is mounted with the possibility of both rotation and linear movement, a gear wheel is rigidly fixed on the rod, which is engaged with a block of intermediate gears having a gear ring of increased width.
В последующих реализациях привода электродвигателем служит шаговый электродвигатель, обеспечивающий требуемую минимальную величину перемещения штока; шестерни редуктора снабжены устройством выборки зазоров в зацеплении шестерен, позволяющим уменьшить мертвый ход привода; подшипники скольжения и/или гайка изготовлены из композитных или спеченных материалов. Кроме того, привод имеет концевые выключатели, ограничивающие перемещение штока в заданных пределах, и снабжен отсчетным устройством, позволяющим контролировать положение штока.In subsequent implementations of the drive, the electric motor is a stepping motor that provides the required minimum amount of rod movement; the gears of the gearbox are equipped with a device for selecting gaps in the gearing of the gears, which allows to reduce the dead movement of the drive; plain bearings and / or nut made of composite or sintered materials. In addition, the drive has limit switches that limit the movement of the rod within the specified limits, and is equipped with a reading device that allows you to control the position of the rod.
Жесткое закрепление гайки и подшипников скольжения в корпусе, а также жесткое закрепление зубчатого колеса на винте-штоке, позволяет исключить осевые и радиальные люфты, необходимые и обязательные для работы механизма с вращающейся гайкой, что в итоге повышает точность и жесткость привода.Rigid fastening of the nut and sliding bearings in the housing, as well as rigid fastening of the gear on the screw-rod, eliminates axial and radial backlash necessary and required for the mechanism with a rotating nut, which ultimately increases the accuracy and rigidity of the drive.
В случае применения в резьбовой паре однозаходной самотормозящей резьбы, если гайка или шток не вращаются относительно друг друга, шток привода как угодно долго удерживается в любом промежуточном положении, в том числе под нагрузкой, при остановленном либо выключенном электродвигателе. Причем осевая жесткость винтового соединения, при отсутствии люфтов и зазоров в неподвижной, жестко закрепленной гайке, а следовательно, его долговременная стабильность - положение винта относительно гайки - чрезвычайно велика.In the case of using a single-start self-braking thread in a threaded pair, if the nut or stem does not rotate relative to each other, the actuator stem is held for any length of time in any intermediate position, including under load, with the motor stopped or off. Moreover, the axial stiffness of the screw connection, in the absence of backlash and gaps in the fixed, rigidly fixed nut, and therefore its long-term stability - the position of the screw relative to the nut - is extremely large.
Конструкция привода линейных перемещений проста в изготовлении и технологична, не требует специального или прецизионного оборудования, дорогостоящей оснастки или материалов.The design of the linear displacement drive is simple to manufacture and technologically advanced, does not require special or precision equipment, expensive equipment or materials.
Применение винтового преобразователя вращения ротора электродвигателя в поступательное движение штока обеспечивает увеличение осевого усилия, поэтому для достижения больших усилий привода не требуется устанавливать электродвигатель высокой мощности или крупногабаритных редукторов с большим передаточным отношением. Так как привод сам является одновременно винтовым редуктором, основное редуцирование он берет на себя. Такое совмещение функций позволяет уменьшить число деталей привода, сделать узел более компактным. Мощность двигателя расходуется, в основном, на преодоление силы трения винтовой пары. Поэтому конструкцию пары трения ходовой винт - гайка и материалы нужно подбирать тщательно, с учетом износостойкости винтового соединения, возможности прирабатывания друг к другу и выборки зазоров, для максимального уменьшения мертвого хода механизма.The use of a screw converter for rotating the rotor of the electric motor into the translational movement of the rod provides an increase in axial force, therefore, to achieve high drive forces, it is not necessary to install a high-power electric motor or large-sized gearboxes with a large gear ratio. Since the drive itself is also a helical gearbox, it takes care of the main reduction. This combination of functions allows you to reduce the number of drive parts, to make the site more compact. Engine power is spent mainly on overcoming the friction force of a screw pair. Therefore, the design of the friction pair of the lead screw - nut and materials must be carefully selected, taking into account the wear resistance of the screw connection, the possibility of running in to each other and the selection of gaps, to minimize the dead movement of the mechanism.
Не обнаружены технические решения, совокупность признаков которых совпадает с совокупностью признаков заявляемого привода линейных перемещений и обеспечивает получение вышеуказанного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".No technical solutions were found whose set of features coincides with the set of features of the claimed linear displacement drive and provides the above technical result, which allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "inventive step".
На чертеже в сечении изображен предложенный привод линейных перемещений,The drawing in section shows the proposed linear actuator,
гдеWhere
1 - корпус, 2 - двигатель (шаговый), 3 - шток, 4 - зубчатое колесо штока, 5 - гайка, 6 - подшипники скольжения, 7 - гайка регулировочная, 8 - промежуточный блок шестерен, 9 - подшипниковые опоры промежуточного блока шестерен, 10 - крышка подшипниковой опоры промежуточного блока, 11 - шестерня шагового двигателя, 12 - рукоятка ручного привода, 13 - колпачок защитный.1 - housing, 2 - engine (stepper), 3 - rod, 4 - rod gear, 5 - nut, 6 - sliding bearings, 7 - adjusting nut, 8 - intermediate gear block, 9 - bearing bearings of the intermediate gear block, 10 - a cover of the bearing support of the intermediate block, 11 - a gear wheel of a stepper motor, 12 - a handle of a manual drive, 13 - a protective cap.
Заявляемый привод линейных перемещений содержит корпус 1, в котором расположен промежуточный блок шестерен 8, находящийся в зацеплении с шестерней 11 двигателя 2 и зубчатым колесом 4, жестко закрепленным на штоке 3, имеющем резьбу на части его длины и опорную сферическую поверхность, которой он воздействует на исполнительный механизм. Шток 3 установлен в гайке 5 и подшипниках скольжения 6 и при вращении перемещается в гайке 5 и подшипниках скольжения 6. Гайка 5 и подшипники скольжения 6 жестко закреплены в корпусе. Подшипники скольжения 6 выполнены в виде втулок, например, из спеченного бронзографита, пропитанного смазкой. Сечение штока 3 и зубчатого колеса 4 рассчитано таким образом, чтобы выдерживать эксплуатационные нагрузки с минимальными деформациями. Для выборки осевого и радиального зазоров в резьбовой паре, образованной штоком 3 и гайкой 5, имеется регулировочная гайка 7. Промежуточный блок шестерен 8 установлен на свои подшипниковые опоры 9, закрытые крышкой 10. Шестерня промежуточного блока 8 имеет зубчатый венец увеличенной ширины, размером больше рабочего хода привода, чтобы при линейном перемещении штока, возникающем при его вращении в гайке 5, шестерня штока не могла выйти из зацепления. Двигатель 2 имеет рукоятку 12 на выходном валу для возможности ручного перемещения штока 3, без включения электродвигателя 2. Полость корпуса 1, в которой перемещается шток 3, закрыта защитным колпачком 13.The inventive linear displacement drive comprises a housing 1, in which an intermediate gear unit 8 is located, which is meshed with the gear 11 of the engine 2 and the gear wheel 4, rigidly mounted on the rod 3, having a thread on a part of its length and a supporting spherical surface, which it acts on actuating mechanism. The rod 3 is installed in the nut 5 and the bearings 6 and during rotation it moves in the nut 5 and the bearings 6. The nut 5 and the bearings 6 are rigidly fixed in the housing. Slide bearings 6 are made in the form of bushings, for example, of sintered bronze-graphite impregnated with grease. The cross section of the rod 3 and gear 4 is designed in such a way as to withstand operational loads with minimal deformation. To select the axial and radial clearances in the threaded pair formed by the rod 3 and nut 5, there is an adjusting nut 7. The intermediate gear unit 8 is mounted on its bearing bearings 9, closed by a cover 10. The gear of the intermediate unit 8 has a gear ring of increased width, larger than the working the stroke of the drive, so that when the rod moves linearly when it rotates in the nut 5, the rod gear cannot get out of gear. The engine 2 has a handle 12 on the output shaft for manual movement of the rod 3, without turning on the electric motor 2. The cavity of the housing 1, in which the rod 3 moves, is closed by a protective cap 13.
Зубчатые колеса штока и промежуточного блока могут иметь устройства выборки зазоров в зацеплении, что позволит, при необходимости, существенно уменьшить мертвый ход привода.The gears of the rod and the intermediate block can have gears for selecting gaps in the meshing, which will, if necessary, significantly reduce the dead travel of the drive.
Двигатель 2 может быть шаговым, тогда минимальное перемещение штока 3 привода определяется одним шагом двигателя 2, или обычным, работающим в режиме «старт-стоп». Тогда минимальное перемещение штока 3 задается временем работы двигателя и суммарным передаточным отношением привода, а положение штока может контролироваться специальным отсчетным механизмом, энкодером.The motor 2 can be stepper, then the minimum movement of the rod 3 of the drive is determined by one step of the motor 2, or normal, working in the "start-stop" mode. Then the minimum movement of the rod 3 is set by the time of the engine and the total gear ratio of the drive, and the position of the rod can be controlled by a special reading mechanism, an encoder.
На приведенном чертеже шток 3 установлен на трех опорах, двух подшипниках скольжения 6 и гайке 5, которая при минимальных зазорах сама является опорой. Такая схема требует высокой точности изготовления опор привода, но является предпочтительной с точки зрения жесткости штока 3 в месте приложения рабочих нагрузок и суммарной точности привода. Установка штока 3 на гайке и одном подшипнике скольжения снизит требования к соосности опор, но приведет к увеличению базы между опорами и соответственно к снижению изгибной жесткости штока.In the drawing, the stem 3 is mounted on three bearings, two sliding bearings 6 and a nut 5, which itself is a support with minimal clearance. Such a scheme requires high precision manufacturing of the drive supports, but is preferable from the point of view of the stiffness of the rod 3 at the place of application of the workloads and the total accuracy of the drive. Installing the rod 3 on the nut and one sliding bearing will reduce the requirements for the alignment of the supports, but will lead to an increase in the base between the supports and, accordingly, to a decrease in the bending stiffness of the rod.
Заявляемый привод линейных перемещений работает следующим образом.The inventive linear actuator operates as follows.
В исходном состоянии, при подаче напряжения на двигатель 2, шестерня 11 двигателя 2 приводит во вращение промежуточный блок шестерен 8, установленный в подшипниках 9, который в свою очередь передает вращение штоку 3 с помощью зубчатого колеса 4. Шток 3, поворачиваясь в гайке 5, получает линейное перемещение, вращается и двигается линейно в гайке 5 и подшипниках скольжения 6, воздействует на рабочий орган, например оправу или оптический стол. Зубчатое колесо штока 4, передавая крутящий момент от блока промежуточных шестерен 8 штоку, перемещается линейно, скользит рабочими поверхностями зубьев по шестерне промежуточного блока, имеющей для этого зубчатый венец увеличенной ширины. Рабочий контакт зубьев зубчатого колеса 4 с «длинной» шестерней промежуточного блока 8 происходит по винтовой линии, определяемой шагом резьбы штока. Вращение и линейное перемещение штока 3 продолжается до момента отключения двигателя 2 (или до упора зубчатого колеса 4 в стенки корпуса 1). Предельные положения штока (крайнее левое и крайнее правое положение) регулируются концевыми переключателями, которые на чертеже не показаны, так как могут входить в состав механизма, на который воздействует привод).In the initial state, when voltage is applied to the engine 2, the gear 11 of the engine 2 drives the intermediate gear block 8, mounted in the bearings 9, which in turn transmits the rotation to the rod 3 by means of the gear 4. The rod 3, turning in the nut 5, receives linear movement, rotates and moves linearly in the nut 5 and sliding bearings 6, acts on the working body, such as a frame or an optical table. The gear wheel of the rod 4, transmitting torque from the block of intermediate gears 8 to the rod, moves linearly, slides by the working surfaces of the teeth along the gear of the intermediate block, having for this purpose a gear ring of increased width. The working contact of the teeth of the gear 4 with the “long” gear of the intermediate block 8 occurs along a helical line determined by the pitch of the rod thread. The rotation and linear movement of the rod 3 continues until the engine 2 is turned off (or until the stop of the gear 4 in the walls of the housing 1). The limit positions of the stem (the leftmost and the rightmost position) are regulated by limit switches, which are not shown in the drawing, since they can be part of the mechanism that the drive acts on).
Корпус 1 привода объединяет все узлы и детали устройства в единое целое, защищает от внешних воздействий шестерни и подшипниковые опоры механизма, служит для герметизации и удержания смазки. Крышка 10 фиксирует подшипниковые опоры промежуточного блока 9 в гнездах корпуса, а также служит для герметизации внутреннего объема и удержания смазки, как и защитный колпачок 13.The housing 1 of the drive integrates all the components and parts of the device into a single unit, protects the gears and bearings of the mechanism from external influences, serves to seal and hold lubricant. The cover 10 fixes the bearing supports of the intermediate unit 9 in the housings, and also serves to seal the internal volume and hold the grease, as well as the protective cap 13.
При необходимости, для обеспечения возможности ручного перемещения штока 3 без включения электродвигателя, на выходном валу двигателя 2 имеется рукоятка ручного привода 12.If necessary, to enable manual movement of the rod 3 without turning on the motor, on the output shaft of the engine 2 there is a handle for the manual drive 12.
Регулировочная гайка 7 предназначена для компенсации износа в резьбовой паре - гайка 5 - шток 3 и уменьшения осевого и радиального зазоров в резьбе.The adjusting nut 7 is designed to compensate for wear in the threaded pair - nut 5 - rod 3 and reduce axial and radial clearance in the thread.
Заявляемый привод линейных перемещений обладает высокой точностью и жесткостью при сохранении простоты и технологичности конструкции и долговременной стабильностью положения рабочего вала исполнительного механизма - штока в включенном и отключенном состояниях. Шток, без каких-либо промежуточных элементов, с минимальными зазорами, определяемыми только резьбовой парой, передает и воспринимает усилия от рабочих механизмов, на которые производится воздействие. Зазоры при правильно выбранной конструкции резьбовой пары, ее приработке и регулировке минимальны. Если гайка или шток не вращаются относительно друг друга, шток привода длительно удерживается в любом промежуточном положении с высокой стабильностью, в том числе под нагрузкой, при остановленном или выключенном электродвигателе. Причем осевая жесткость винтового соединения и его долговременная стабильность (стабильность положения винта относительно гайки) чрезвычайно велика и не зависит от времени.The inventive linear displacement drive has high accuracy and rigidity while maintaining the simplicity and adaptability of the design and long-term stability of the position of the working shaft of the actuator - the rod in the on and off states. The rod, without any intermediate elements, with minimal clearances determined only by a threaded pair, transfers and perceives efforts from the working mechanisms on which the action is made. The gaps with the correct design of the threaded pair, its running-in and adjustment are minimal. If the nut or rod does not rotate relative to each other, the actuator rod is held for a long time in any intermediate position with high stability, including under load, with the motor stopped or off. Moreover, the axial rigidity of the screw connection and its long-term stability (stability of the position of the screw relative to the nut) is extremely large and does not depend on time.
Жесткость подобного привода не зависит от жесткости подшипников и задается только осевой жесткостью и стабильностью винтовой пары.The stiffness of such a drive does not depend on the stiffness of the bearings and is set only by the axial stiffness and stability of the screw pair.
На заявляемый привод линейных перемещений был разработан полный комплект конструкторской документации, изготовлена и испытана опытная партия. Проведенная экспериментальная проверка устройства показала достижение требуемых характеристик по точности и жесткости привода, подтвердила его работоспособность и надежность в работе.A complete set of design documentation was developed for the inventive linear displacement drive, an experimental batch was manufactured and tested. An experimental verification of the device showed the achievement of the required characteristics for accuracy and rigidity of the drive, confirmed its operability and reliability.
Использование предложенного устройства позволяет повысить точность перемещений и разрешающую способность привода, увеличить точность и жесткость фиксации рабочего элемента после отключения, независимо от времени; упростить конструкцию, снизить себестоимость узла; уменьшить габариты и вес привода.Using the proposed device allows to increase the accuracy of movements and the resolution of the drive, to increase the accuracy and rigidity of fixation of the working element after a trip, regardless of time; to simplify the design, reduce the cost of the site; reduce the dimensions and weight of the drive.
Благодаря своим преимуществам привод линейных перемещений найдет применение, например, в приводах точных линейных перемещений, в подвижных системах приборов, в частности, для юстировки оптических элементов, установленных в оправах.Owing to its advantages, the linear displacement drive will find application, for example, in precise linear displacement drives, in moving systems of devices, in particular, for aligning optical elements mounted in frames.
Источники информацииInformation sources
1. RU №2100891 С1, кл. 6 Н02К 7/06, 41/02, опубл. 27.12.97.1. RU No. 2100891 C1, cl. 6 Н02К 7/06, 41/02, publ. 12/27/97.
2. RU №42085, кл. 7 F16К 31/04, F16Н 25/24, опубл. 20.11.2004 г.2. RU No. 42085, class 7 F16K 31/04, F16H 25/24, publ. November 20, 2004
3. «Механизмы». Справочник. Стр.138-140, рис.2.257. Изд. 4-е. Под ред. С.Н.Кожевникова. М., «Машиностроение», 1976 г.3. "Mechanisms." Directory. Pp. 138-140, Fig. 2.257. Ed. 4th. Ed. S.N. Kozhevnikova. M., "Engineering", 1976
4. «Проектирование механических передач». Учебно-справочное пособие. Стр.137-140, рис.6.4. Изд. 4-е. С.А.Чернавский, Г.М.Ицкович, В.А.Киселев и др. М., «Машиностроение», 1976 г.4. "Design of mechanical gears." Training manual. Pp. 137-140, Fig. 6.4. Ed. 4th. S. A. Chernavsky, G. M. Itskovich, V. A. Kiselev and others M., "Engineering", 1976
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138263/11A RU2339858C2 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Linear travel drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138263/11A RU2339858C2 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Linear travel drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006138263A RU2006138263A (en) | 2008-05-10 |
| RU2339858C2 true RU2339858C2 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=39799567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006138263/11A RU2339858C2 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Linear travel drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2339858C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714658C1 (en) * | 2016-12-30 | 2020-02-18 | Сафран Электроникс Энд Дифенс | Drive with passive locking |
| RU2792593C2 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Method for calculating reduction of radial axial force in a linear displacement device based on a ball screw pair (bsc) |
-
2006
- 2006-10-30 RU RU2006138263/11A patent/RU2339858C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714658C1 (en) * | 2016-12-30 | 2020-02-18 | Сафран Электроникс Энд Дифенс | Drive with passive locking |
| RU2792593C2 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Method for calculating reduction of radial axial force in a linear displacement device based on a ball screw pair (bsc) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006138263A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2076071C (en) | Positioning actuator | |
| CN105723113B (en) | Motor vehicle brake | |
| CN106321761B (en) | Planetary roller screw transmission mechanism and actuator with same | |
| GB2141203A (en) | Electromechanical linear actuator | |
| EP1900081A1 (en) | Direct drive electromechanical linear actuators | |
| CN214177396U (en) | Lifting and rotating mechanism and portable electronic device | |
| KR102606975B1 (en) | Electric actuator with threaded rod | |
| KR100852870B1 (en) | Device for operating a clutch | |
| EP3713076A1 (en) | Actuator | |
| RU2339858C2 (en) | Linear travel drive | |
| GB2394753A (en) | Differential with ball-screw and lever actuated a clutch | |
| JP2004301135A (en) | Linear driving device | |
| KR20110095111A (en) | Actuator | |
| KR102073924B1 (en) | Actuator | |
| US11635126B2 (en) | Angular transmission device | |
| CN219035494U (en) | Harmonic gear transmission device and industrial robot | |
| CN110187491B (en) | Precision adjusting mechanism and be used for focusing device of space optical telescope | |
| JP4992182B2 (en) | Axial fine movement device with rotating mechanism | |
| RU2752673C1 (en) | Linear actuator | |
| US11976711B2 (en) | Linear mechanical screw transmission | |
| RU2387577C1 (en) | Steering gear | |
| JP2007174877A (en) | Precision linear actuator | |
| JP2002349662A (en) | Electrical actuator | |
| CN112643710B (en) | Variable torque output device and robot | |
| JP3977100B2 (en) | Linear actuator |