一种弹簧复位电动执行器传动结构及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种弹簧复位电动执行器传动结构及其工作方法，该弹簧复位电动执行器传动结构包括刹车电机、超越离合器、主轴、弹簧蓄能机构，所述刹车电机的输出轴经所述超越离合器与所述主轴传动配合，以使所述刹车电机可驱动所述主轴的转动，所述主轴与阀门的阀杆传动配合；所述弹簧蓄能机构包括蓄能弹簧，该蓄能弹簧与所述主轴传动配合，以使所述主轴转动时，阀门阀杆转动同时蓄能弹簧发生形变，进行能量存储；刹车电机失电时，蓄能弹簧复位，驱动主轴反向转动，带动阀门阀杆反向转动，实现阀门复位，当主轴停止转动时，刹车电机输出轴的转动由超越离合器进行离合，继续惯性转动，避免因主轴突然停止导致电机输出轴齿轮冲击损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种弹簧复位电动执行器传动结构及其工作方法
本专利技术涉及电动执行器辅助设备
，特别是一种弹簧复位电动执行器传动结构及其工作方法。
技术介绍
执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要的作用，尤其是电动执行器，亦称之为电动执行机构，其系统结构非常简单，停止的位置数多且控制精度高，柔韧性强，尤其是电动执行器与阀门的结合获得电动阀门，在工业管道领域有着广泛的应用，电动执行机构控制阀门阀杆的转动或锁止。然而在极端情况下，如完全断电的情况下，需要阀门自行关闭或复位至原始状态。因此提供一种结构简单、断电情况下可驱动阀门复位的电动执行器传动结构是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、运行稳定的弹簧复位电动执行器传动结构及其工作方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的弹簧复位电动执行器传动结构，包括刹车电机、超越离合器、主轴、弹簧蓄能机构，所述刹车电机的输出轴经所述超越离合器与所述主轴传动配合，以使所述刹车电机可驱动所述主轴的转动，所述主轴与阀门的阀杆传动配合；所述弹簧蓄能机构包括蓄能弹簧，该蓄能弹簧与所述主轴传动配合，以使所述主轴转动时，阀门阀杆转动同时蓄能弹簧发生形变，进行能量存储；刹车电机失电时，蓄能弹簧复位，驱动主轴反向转动，带动阀门阀杆反向转动，实现阀门复位，，当主轴停止转动时，刹车电机输出轴的转动由超越离合器进行离合，继续惯性转动，避免因主轴突然停止导致电机输出轴齿轮冲击损坏。进一步，所述刹车电机的输出轴与所述超越离合器的内圈传动配合，所述超越离合器的外圈与所述主轴传动配合；或所述刹车电机的输出轴与所述超越离合器的外圈传动配合，所述超越离合器的内圈与所述主轴传动配合，以使所述刹车电机可驱动所述主轴转动，同时可在刹车电机输出轴和主轴之间形成离合作用。进一步，所述蓄能弹簧为涡卷弹簧，弹簧蓄能机构还包括涡轮环，所述主轴套设在所述涡卷弹簧内，所述涡卷弹簧套设在所述涡轮环内，所述涡卷弹簧的内侧起始端头与所述主轴传动配合，该涡卷弹簧的外侧端头与所述涡轮环内侧传动配合，以使所述主轴转动时可带动涡卷弹簧转动，进行储能。进一步，弹簧蓄能机构还包括蜗杆，所述蜗杆与所述涡轮环的外侧相啮合，所述蜗杆转动时，驱动涡轮环转动，以使涡卷弹簧收紧或放松，进行预紧。进一步，所述蜗杆与所述涡轮环自锁式配合，所述蜗杆可驱动所述涡轮环转动，所述涡轮环不能驱动所述蜗杆转动，避免涡卷弹簧复位时涡轮环移动，影响复位效果。进一步，所述蓄能弹簧为压缩式螺旋弹簧，弹簧蓄能机构还包括齿轮和活塞式齿条，所述齿轮套接在所述主轴上，所述活塞式齿条的一端与所述齿轮相啮合，该活塞式齿条的活塞端与所述压缩式螺旋弹簧传动配合，以使所述主轴带动齿轮转动时，可驱动活塞式齿条拉伸或压缩所述压缩式螺旋弹簧，进行储能。进一步，所述刹车电机还包括转子组件、电磁吸盘、固定盘、刹车铁盘、弹簧片，所述固定盘与转子组件的顶端固定相连，所述刹车铁盘的下端面经弹簧片与所述固定盘固定相连，所述电磁吸盘与所述刹车铁盘间隙配合，所述刹车电源与所述电磁吸盘电连接，以使所述电磁吸盘通电后产生磁性，刹车铁盘被电磁吸盘吸住，弹簧片被拉伸产生形变，刹车铁盘、固定盘、转子组件被锁定；电磁吸盘断电后磁性消失，弹簧片在弹性作用下复位、刹车铁盘与电磁吸盘分离，刹车铁盘、固定盘、转子组件不再被锁定。进一步，弹簧蓄能机构还包括用于限制所述主轴转动角度的左限位螺栓和右限位螺栓，所述主轴的底端设置凸起，以使所述主轴转动时凸起与左限位螺栓、或右限位螺栓相接触，由左限位螺栓或右限位螺栓对主轴的转动角度进行限位。进一步，所述固定盘的中心贯穿设置固定盘中心孔，所述转子组件的顶端中心设置连接轴，该连接轴的一侧沿轴向设置限位键，所述固定盘中心孔的内壁沿轴向设置与所述限位键相适配的键槽，装配时所述连接轴插入所述固定盘中心孔，所述限位键插入所述键槽，使得所述固定盘可随转子组件转动。进一步，所述固定盘上端面的中心凸出设置环形凸台，所述刹车铁盘的中心设置与所述环形凸台套接配合的固定盘中心孔，所述固定盘的上端面还设置多个连接孔，所述刹车铁盘的下端面设置多个与所述连接孔相适配的连接销，装配时所述环形凸台插入所述刹车铁盘中心孔，所述连接销插入所述连接孔，使得刹车铁盘可随固定盘转动。进一步，所述电磁吸盘的中心设置与所述刹车铁盘中心孔形状相适配的电磁吸盘中心孔，以使所述电磁吸盘呈环形设置。进一步，所述弹簧片为蝶形弹簧或波形弹簧，该弹簧片与所述电磁吸盘同轴设置，弹簧片的两端分别与所述固定盘的上端面、刹车铁盘的下端面固定相连，以使所述电磁吸盘通电时对刹车铁盘形成吸附，弹簧片被拉伸产生形变，刹车铁盘沿轴向移动。进一步，所述活塞式齿条成对设置齿轮的两侧，所述活塞式齿条的前端与所述齿轮相啮合，所述压缩式螺旋弹簧为4个，各活塞式齿条的尾端分别套接2个压缩式螺旋弹簧，使得两活塞式齿条对称设置在主轴的两侧，4个压缩式螺旋弹簧对称设置在主轴的另外两侧，结构更加均衡，稳定性高。上述弹簧复位电动执行器传动结构的工作方法，包括如下步骤：A、刹车电机的电机电源得电、刹车电源失电时，刹车电机的输出轴转动并带动超越离合器的内圈、外圈同步转动，使得主轴转动，主轴带动阀门阀杆转动，实现流量调节；主轴转动带动涡卷弹簧转动、或带动压缩式螺旋弹簧移动实现蓄能弹簧的储能。B、阀门阀杆转动至所需位置后，刹车电机的电机电源失电、刹车电源得电，刹车电机的输出轴锁死，使得超越离合器的内圈、外圈、主轴静止，完成对阀门阀杆和蓄能弹簧的锁定。C、刹车电机的电机电源和刹车电源同时处于失电状态时，蓄能弹簧复位带动主轴反向转动，外圈与内圈反向转动、或外圈与内圈同向转动至主轴复位停止时，超越离合器的内圈和外圈分离，电机输出轴因惯性继续转动、和主轴互不干涉。专利技术的技术效果：（1）本专利技术的弹簧复位电动执行器传动结构，相对于现有技术，刹车电机和主轴之间通过超越离合器传动配合、主轴上设置弹簧蓄能装置，使得刹车电机正常运转时可使得主轴转动或锁止，同时可驱动蓄能弹簧储能或对蓄能弹簧进行锁止；（2）刹车电机供电出现异常造成电机电源、刹车电源同时失电时，蓄能弹簧复位可驱动阀门阀杆反向转动，同时由于超越离合器的存在，可避免主轴的反转影响刹车电机的输出轴，尤其是在刹车电机的输出轴在处于转动过程中突然出现失电时，刹车电机的输出轴在惯性作用依然正向转动，而蓄能弹簧复位驱动主轴反向转动，由超越离合器实现两者的互不干涉，有效避免输出轴和齿轮因惯性冲击而损坏；（3）采用涡卷弹簧和涡轮环相配合，并辅以蜗杆，可实现涡卷弹簧的预紧；同时由于初始安装时涡卷弹簧不受力，方便了安装，在产品拆卸时可以反方向旋转蜗杆，将涡卷弹簧完全释放，减少了操作风险；（4）采用齿轮、活塞式齿条和压缩式螺旋弹簧作为弹簧蓄能机构，结构简单，性能稳定；（5）刹车电机采用得电刹车、失电离合的设计，由电磁吸盘对刹车铁盘进行吸附以锁定刹车电机的转子组件，电磁吸盘呈环形设置，吸附面积大，受力均匀，运行平稳；（6）超越离合器和弹簧复位装置的结合，使得主轴在转动状态下完全失电时，超越离合器的内圈和外圈转动方向相反，形成离合；主轴在静止状态下完全失电时，超越离合器的内圈和外圈随主轴转动，主轴停止转动后，超越离合器的内圈和外圈分离，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，包括刹车电机、超越离合器、主轴、弹簧蓄能机构，所述刹车电机的输出轴经所述超越离合器与所述主轴传动配合，以使所述刹车电机可驱动所述主轴的转动，所述主轴与阀门的阀杆传动配合；所述弹簧蓄能机构包括蓄能弹簧，该蓄能弹簧与所述主轴传动配合，以使所述主轴转动时，阀门阀杆转动同时蓄能弹簧发生形变，进行能量存储；刹车电机失电时，蓄能弹簧复位，驱动主轴反向转动，带动阀门阀杆反向转动，实现阀门复位。

【技术特征摘要】
1.一种弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，包括刹车电机、超越离合器、主轴、弹簧蓄能机构，所述刹车电机的输出轴经所述超越离合器与所述主轴传动配合，以使所述刹车电机可驱动所述主轴的转动，所述主轴与阀门的阀杆传动配合；所述弹簧蓄能机构包括蓄能弹簧，该蓄能弹簧与所述主轴传动配合，以使所述主轴转动时，阀门阀杆转动同时蓄能弹簧发生形变，进行能量存储；刹车电机失电时，蓄能弹簧复位，驱动主轴反向转动，带动阀门阀杆反向转动，实现阀门复位。2.根据权利要求1所述的弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，所述刹车电机的输出轴与所述超越离合器的内圈传动配合，所述超越离合器的外圈与所述主轴传动配合；或所述刹车电机的输出轴与所述超越离合器的外圈传动配合，所述超越离合器的内圈与所述主轴传动配合，以使所述刹车电机可驱动所述主轴转动，同时可在刹车电机输出轴和主轴之间形成离合作用。3.根据权利要求1或2所述的弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，所述蓄能弹簧为涡卷弹簧，弹簧蓄能机构还包括涡轮环，所述主轴套设在所述涡卷弹簧内，所述涡卷弹簧套设在所述涡轮环内，所述涡卷弹簧的内侧起始端头与所述主轴传动配合，该涡卷弹簧的外侧端头与所述涡轮环内侧传动配合，以使所述主轴转动时可带动涡卷弹簧转动。4.根据权利要求3所述的弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，所述弹簧蓄能机构还包括蜗杆，所述蜗杆与所述涡轮环的外侧相啮合，所述蜗杆转动时，驱动涡轮环转动，以使涡卷弹簧收紧或放松。5.根据权利要求4所述的弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，所述蜗杆与所述涡轮环自锁式配合，所述蜗杆可驱动所述涡轮环转动。6.根据权利要求2所述的弹簧复位电动执行器传动结构，其特征在于，所述蓄能弹簧为压缩式螺旋弹簧，弹簧蓄能机构还包括齿轮和活塞式齿条，所述齿轮套接在所述主轴上，所述活塞式齿条的一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，焦子靖，
申请(专利权)人：李伟，
类型：发明
国别省市：江苏,32