蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构，包括伺服电机系统，蜗轮行星减速离合组、滚柱丝杠直线单元；所述蜗轮行星减速离合组包括行星齿轮、蜗杆、手轮盘，所述伺服电机的输出轴与所述行星齿轮的太阳轮键连接，所述蜗杆与所述行星齿轮的蜗轮内齿圈的外齿相配合，所述蜗杆与所述手轮盘键连接；所述伺服电机的输出轴与所述太阳轮键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输入端与所述行星齿轮的行星架键连接；所述滚柱丝杆的输出端与所述一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构预打开或关闭的阀门连接。本实用新型专利技术不需要前置切换，便可实现手动与自动的独立驱动，可以满足阀门的快速开合。

Servo-controlled Actuator of Electric Roller Screw for Worm Gear Planetary Gear Set

The utility model discloses a servo-controlled electric roller screw actuator of a worm gear planetary gear set, which comprises a servo motor system, a worm gear planetary deceleration clutch group and a roller screw linear unit; the worm gear planetary deceleration clutch group comprises a planetary gear, a worm and a hand wheel disc; the output shaft of the servo motor is connected with the sun wheel of the planetary gear, and the worm is connected with the sun wheel of the planetary gear. The outer teeth of the inner gear ring of the worm wheel of the planetary gear match, the worm is connected with the hand wheel key, the output shaft of the servo motor is connected with the sun wheel key, the input end of the linear unit of the roller screw is connected with the planetary frame key of the planetary gear, and the output end of the roller screw is connected with the electric roller screw actuator servo controlled by the planetary gear group of the worm wheel. Pre-opening or closing of valve connections. The utility model can realize manual and automatic independent driving without pre-switching, and can satisfy the rapid opening and closing of the valve.

【技术实现步骤摘要】
蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构
本技术涉及一种执行机构，具体地说是一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构。
技术介绍
目前，现有的控制阀用电动执行机构有电动多回转执行机构、电动部分回转执行机构、电动推杆执行机构、电液联动执行机构，其中电动回转执行机构通过电机驱动多级蜗轮蜗杆、齿轮减速传动来控制阀门的开关与调节功能；电动推杆执行机构通过电机驱动齿轮减速传动，滚珠丝杠传动来控制阀门的开关与调节功能；电液联动执行机构通过电机驱动，齿轮泵输送液压油推动液压缸来控制阀门的开关与调节功能。电动回转执行机构由于是通过蜗轮蜗杆减速或多级齿轮减速传动，使电机的扭矩放大到目标输出扭矩，最后输出转速也会反比例缩小，不能满足一些现场阀门的10s以内的快速动作；电动推杆执行机构是通过电机驱动齿轮减速传动，滚珠丝杠传动，虽然满足10s以内的快速动作，但由于滚珠丝杠承载能力有限以及适用环境温度的限制，不能满足现场恶劣工况，且电动推杆执性机构不带有手动驱动装置；电液联动执行机构是通过电机驱动齿轮泵输送液压油，来推动液压缸或者液压摆缸，虽然可以满足10s以内的快速动作，但由于高压油缸存在油泄露问题，既污染环境，后期维护需要更换密封件，更换液压油，还有大量人工，成本高。电动回转执行机构与电液联动执行机构，两种执行机构手动与电动操作需要前置切换，否则不能完成驱动转换。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构。本技术采用的技术手段如下：一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构，包括伺服电机系统，蜗轮行星减速离合组、滚柱丝杠直线单元；所述伺服电机系统包括伺服电机；所述蜗轮行星减速离合组包括蜗轮减速箱壳体、手轮盘，所述蜗轮减速箱壳体内设有行星齿轮、蜗杆；所述行星齿轮包括蜗轮内齿圈，所述蜗轮内齿圈的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，所述蜗轮内齿圈包括设置在所述蜗轮内齿圈内壁的内齿、设置在所述蜗轮内齿圈外壁且与所述蜗杆相配合的外齿，所述蜗轮内齿圈内设有行星架，所述行星架的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，且所述行星架上围绕所述行星架的轴线均匀设有多个与所述内齿相配合的行星轮，所述行星齿轮还包括与所述行星轮相配合的太阳轮，所述太阳轮的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合；所述蜗杆的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线垂直，所述蜗轮减速箱壳体在所述蜗杆的一端设有蜗杆端盖，所述蜗轮减速箱壳体在所述蜗杆的另一端设有蜗杆压盖，且所述蜗杆在所述蜗杆压盖的一端穿过所述蜗杆压盖与所述手轮盘键连接；所述伺服电机的输出轴与所述太阳轮键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输入端与所述行星架键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输出端与所述一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构预打开或关闭的阀门连接；所述一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构还包括测量所述滚柱丝杆的输出端位移量的位移传感器。所述蜗杆的导程角不大于5°。所述滚柱丝杠直线单元的输入端为滚柱丝杆，所述滚柱丝杠直线单元的输出端为推杆接头；所述滚柱丝杠直线单元具有输入法兰、设置在所述输入法兰下方的输出法兰，所述输入法兰具有中心通孔Ⅰ，所述输出法兰具有中心通孔Ⅱ，且所述中心通孔Ⅰ与所述中心通孔Ⅱ的轴线均与所述伺服电机的输出轴的轴线重合；所述输入法兰的上表面与所述蜗轮减速箱壳体的底部固定连接；所述滚柱丝杆穿过所述中心通孔Ⅰ且所述滚柱丝杆的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，在所述滚柱丝杆上由上至下依次设有与所述滚柱丝杆相配合的锁紧螺母、调节螺母、双向推力球轴承、深沟球轴承、丝杠螺母；所述滚柱丝杆在所述丝杠螺母下方套接有推杆，所述推杆的上表面与所述丝杠螺母的下表面连接，所述丝杠螺母外套接有丝杠螺母套，且所述丝杠螺母套外套接有内推筒，所述内推筒、所述丝杠螺母套、所述丝杠螺母由导向键连接，且所述内推筒在所述导向键对应处设有与所述导向键相配合的导向槽，所述推杆上部设有止推环固定槽，且所述止推环固定槽内固定有止推环，所述丝杠螺母套底部固定有止推环压盖，所述止推环压盖包括与所述丝杠螺母套固定连接的固定部和与所述止推环相配合的压盖部，所述压盖部设置在所述止推环下方；所述推杆的底部穿过所述中心通孔Ⅱ，且所述推杆的底部与所述推杆接头固定连接；所述双向推力球轴承、所述深沟球轴承均设置在轴承座内，所述轴承座的外侧壁的上部具有环形凸起，所述轴承座的上表面与所述输入法兰下表面固定连接，所述轴承座下表面与内推筒上表面接触连接，所述内推筒的底部与所述输出法兰的上表面固定连接；所述内推筒外套接有外推筒，所述外推筒顶部与所述环形凸起的底部固定连接，所述外推筒的底部与所述输出法兰的上表面固定连接；所述内推筒的轴线、所述外推筒的轴线、所述环形凸起的轴线、所述推杆的轴线均与所述伺服电机的输出轴的轴线重合。所述锁紧螺母和所述调节螺母设置在所述中心通孔Ⅰ内，所述中心通孔Ⅱ内固定有与所述推杆相匹配的铜套和唇形密封圈，且所述唇形密封圈设置在所述铜套下方。所述内推筒的顶部具有上缓冲垫，所述内推筒的底部具有下缓冲垫，所述上缓冲垫与所述轴承座的底部连接，所述下缓冲垫与所述输出法兰上表面连接。一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构还包括支架，所述输出法兰与所述支架顶部固定连接，所述位移传感器与所述支架顶部固定连接，且所述支架内设有位移传感器导向筒。所述伺服电机系统还包括与所述伺服电机相匹配的伺服电机座，所述伺服电机设置在所述伺服电机座内，且所述伺服电机座的下表面与所述蜗轮减速壳体上表面固定连接。所述的一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构还包括与所述伺服电机电连接的控制器。使用状态下：一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构分为两者驱动方式，一种为电动驱动，一种为手动驱动。电动驱动时，所述控制器控制所述伺服电机的开启与关闭，当伺服电机开启时，伺服电机驱动所述太阳轮转动，所述太阳轮的齿轮与所述行星轮的齿轮相啮合，进而带动多个所述行星轮一边自转一边围绕所述太阳轮公转，进而带动所述行星架发生转动，因所述蜗杆的导程角小于等于5°，会导致所述蜗轮内齿圈不发生转动，进而所述手轮盘不发生转动。因所述行星架与所述滚柱丝杆键连接，所以所述行星架带动所述滚柱丝杠旋转，进而带动与所述滚柱丝杆相配合的滚柱螺母沿所述滚柱丝杆做直线运动，进而带动所述滚柱螺母套、所述推杆、所述推杆接头沿所述滚柱丝杆作直线运动，进而可以打开或关闭与所述推杆接头连接的阀门，同时所述位移传感器可以实时监测所述推杆接头的位移量。手动驱动时，所述伺服电机关闭，所述太阳轮由于与伺服电机连接而不发生转动，驱动所述手轮盘转动，进而带动所述蜗轮内齿轮转动、所述行星轮转动，进一步带动所述行星架转动，从而使所述推杆接头沿所述滚柱丝杆做直线运动，进而可以打开或关闭与所述推杆接头连接的阀门。本技术具有以下优点：1、本技术采用伺服电机，伺服电机与传统执行器用笼式电机相比，在转速上提高一倍，伺服电机直输转速为3000rpm，而传统电机为1500rpm；在力矩输出上，伺服电机为恒力矩输出，更好做到精准控制，且同功率下伺服电机输出力矩略大些；在控制方式上，因伺服电机轴端有霍尔编码器，实现了闭环控制，而传动电机为开环控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构，其特征在于，包括伺服电机系统，蜗轮行星减速离合组、滚柱丝杠直线单元；所述伺服电机系统包括伺服电机；所述蜗轮行星减速离合组包括蜗轮减速箱壳体、手轮盘，所述蜗轮减速箱壳体内设有行星齿轮、蜗杆；所述行星齿轮包括蜗轮内齿圈，所述蜗轮内齿圈的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，所述蜗轮内齿圈包括设置在所述蜗轮内齿圈内壁的内齿、设置在所述蜗轮内齿圈外壁且与所述蜗杆相配合的外齿，所述蜗轮内齿圈内设有行星架，所述行星架的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，且所述行星架上围绕所述行星架的轴线均匀设有多个与所述内齿相配合的行星轮，所述行星齿轮还包括与所述行星轮相配合的太阳轮，所述太阳轮的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合；所述蜗杆的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线垂直，所述蜗轮减速箱壳体在所述蜗杆的一端设有蜗杆端盖，所述蜗轮减速箱壳体在所述蜗杆的另一端设有蜗杆压盖，且所述蜗杆在所述蜗杆压盖的一端穿过所述蜗杆压盖与所述手轮盘键连接；所述伺服电机的输出轴与所述太阳轮键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输入端与所述行星架键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输出端与所述一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构预打开或关闭的阀门连接。...

【技术特征摘要】
1.一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构，其特征在于，包括伺服电机系统，蜗轮行星减速离合组、滚柱丝杠直线单元；所述伺服电机系统包括伺服电机；所述蜗轮行星减速离合组包括蜗轮减速箱壳体、手轮盘，所述蜗轮减速箱壳体内设有行星齿轮、蜗杆；所述行星齿轮包括蜗轮内齿圈，所述蜗轮内齿圈的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，所述蜗轮内齿圈包括设置在所述蜗轮内齿圈内壁的内齿、设置在所述蜗轮内齿圈外壁且与所述蜗杆相配合的外齿，所述蜗轮内齿圈内设有行星架，所述行星架的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，且所述行星架上围绕所述行星架的轴线均匀设有多个与所述内齿相配合的行星轮，所述行星齿轮还包括与所述行星轮相配合的太阳轮，所述太阳轮的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合；所述蜗杆的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线垂直，所述蜗轮减速箱壳体在所述蜗杆的一端设有蜗杆端盖，所述蜗轮减速箱壳体在所述蜗杆的另一端设有蜗杆压盖，且所述蜗杆在所述蜗杆压盖的一端穿过所述蜗杆压盖与所述手轮盘键连接；所述伺服电机的输出轴与所述太阳轮键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输入端与所述行星架键连接；所述滚柱丝杠直线单元的输出端与所述一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构预打开或关闭的阀门连接。2.根据权利要求1所述的一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构，其特征在于：所述蜗杆的导程角不大于5°。3.根据权利要求1所述的一种蜗轮行星齿轮组伺服控制电动滚柱丝杠执行机构，其特征在于：所述滚柱丝杠直线单元的输入端为滚柱丝杆，所述滚柱丝杠直线单元的输出端为推杆接头；所述滚柱丝杠直线单元具有输入法兰、设置在所述输入法兰下方的输出法兰，所述输入法兰具有中心通孔Ⅰ，所述输出法兰具有中心通孔Ⅱ，且所述中心通孔Ⅰ与所述中心通孔Ⅱ的轴线均与所述伺服电机的输出轴的轴线重合；所述输入法兰的上表面与所述蜗轮减速箱壳体的底部固定连接；所述滚柱丝杆穿过所述中心通孔Ⅰ且所述滚柱丝杆的轴线与所述伺服电机的输出轴的轴线重合，在所述滚柱丝杆上由上至下依次设有与所述滚柱丝杆相配合的锁紧螺母、调节螺母、双向推力球轴承、深沟球轴承、丝杠螺母；所述滚柱丝杆在所述丝杠螺母下方套接有推杆，所述推杆的上表面与所述丝杠螺母的下表面连接，所述丝杠螺母外套接有丝杠螺母套，且所述丝杠螺母套外套接有内推筒，所述内推筒、所述丝杠螺母套、所述丝杠螺母由导向键连接，且所述内推筒在所述导向键对应处设有与所述导向键相...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥举，赵铁强，陈德宝，
申请(专利权)人：大连亨利测控仪表工程有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21