專利名稱：直線流體馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
直線流體馬達(dá)，屬于液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
公知的液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)中的主要元件有三大類；動(dòng)力元件(液壓泵)，控制元件(液壓閥)及執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達(dá)、氣缸和氣馬達(dá))。作為執(zhí)行元件的液壓缸輸出力和直線位移，作為執(zhí)行元件的液壓馬達(dá)和擺動(dòng)馬達(dá)輸出扭矩和轉(zhuǎn)角。眾所周知，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域獲得廣泛運(yùn)用，而直線流體馬達(dá)(油馬達(dá)和氣馬達(dá))至今還沒(méi)問(wèn)世，成為液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)中的一項(xiàng)空白。西寧機(jī)床廠曾設(shè)想用直線液壓馬達(dá)代替龍門銫床的長(zhǎng)行程液壓缸，但由于理論上及具體結(jié)構(gòu)上沒(méi)有解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，因此未付諸實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型與液壓缸比較它們均能實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，然而液壓缸存在以下缺點(diǎn)1、因液壓缸活塞與活塞桿之間是一比一的傳動(dòng)關(guān)系，加之流體可壓縮性及泄漏的影響，所以控制精度不高不能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。
2、安裝距大，行程倍數(shù)小，液壓缸輸出位移僅有自身缸體長(zhǎng)度的0.8～0.9倍，例如1米行程的液壓缸，缸體長(zhǎng)度達(dá)1.2米。
3、由于液壓缸的推力取決于流體壓力和活塞有效面積，在相同推力前題下，液壓缸的能耗大，重量成倍增加。
本實(shí)用新型的目的是提供一種直線流體馬達(dá)，它不僅能實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，且控制精度高，可作為微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)，輸出軸可獲得高精度的微小位移。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一、組成、結(jié)構(gòu)，主要由六個(gè)部份組成。如說(shuō)明書附圖3所示。
1、信號(hào)輸入元件，包括步進(jìn)電機(jī)1，傳動(dòng)齒輪付2，閥芯6；2、液壓放大器，包括放大器閥體5，閥套4，閥芯6；3、馬達(dá)組件，包括缸體8，柱塞9，配油盤16，斜盤11；4、反饋機(jī)構(gòu)，包括齒輪19、20，螺母螺桿21、22；5、輸出元件，包括滾珠螺母10，滾珠絲桿17；6、檢測(cè)元件，包括檢測(cè)傳桿器3，檢測(cè)傳感器齒輪23。
步進(jìn)電機(jī)1安裝在殼體15上，通過(guò)傳動(dòng)齒輪付2把運(yùn)動(dòng)傳給液壓放大器5的閥芯6，閥芯6為一個(gè)三凸肩滑閥，左端有傳動(dòng)齒輪2，右端有螺桿22，螺桿與閥芯連成一體。液壓放大器5用螺釘安裝在殼體15上。閥套4為組合式閥套，外圓與液壓放大器5內(nèi)孔之間為過(guò)渡配合。內(nèi)孔與閥芯6為間隙配合。馬達(dá)組件安裝在殼體中心，其中旋轉(zhuǎn)缸體8通過(guò)滾動(dòng)軸承7支撐在殼體上，沿缸體軸線方向安裝有7個(gè)柱塞，柱塞9底部通過(guò)配油盤16與進(jìn)油口(或出油口)連通。在油壓力作用下，柱塞9伸出頂在斜盤上，作用在柱塞頭部的切向分力使缸體8產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒輪19與缸體8通過(guò)鍵剛性連接成一體，反饋齒輪20的中心有螺母21與齒輪連接成一體，螺母21與螺桿22構(gòu)成絲桿螺母付。滾珠螺母10通過(guò)平鍵與缸體8連成一體，因此當(dāng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母通過(guò)滾珠把運(yùn)動(dòng)傳給絲桿17。檢測(cè)傳感器3的輸入端安裝有齒輪23，步進(jìn)電機(jī)的輸入信號(hào)不僅傳給閥芯6，同時(shí)，通過(guò)齒輪23傳給傳感器3，傳感器3可以監(jiān)測(cè)到步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)角。其檢測(cè)信號(hào)可反饋到計(jì)算機(jī)，保證輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性。二、工作原理1、信號(hào)輸入前的零位狀態(tài)當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入步進(jìn)電機(jī)時(shí)，齒輪付2不運(yùn)動(dòng)，閥芯6也不動(dòng)作。此時(shí)，由于液壓放大器的閥芯6與閥套4的控制邊處于完全關(guān)閉狀態(tài)(零開(kāi)口)，因此進(jìn)、回油(或氣)的通道被切斷。沒(méi)有流量輸入液壓馬達(dá)，馬達(dá)處于靜止?fàn)顟B(tài)，滾珠絲桿17也處于靜止?fàn)顟B(tài)，輸出位移為零。
2、信號(hào)輸入以后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)輸入正向指令脈沖時(shí)，通過(guò)齒輪付2帶動(dòng)閥芯6旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，小齒輪20未動(dòng)，閥芯上的絲桿22與小齒輪上的螺母21作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，閥芯6產(chǎn)生沿軸向的向右移動(dòng)，由于閥套4固定不動(dòng)，閥芯與閥套控制邊之間形成開(kāi)口，流體通過(guò)開(kāi)口、油道及配油盤16進(jìn)入柱塞9底部的工作室，在流體壓力作用下，柱塞伸出頂在斜盤11上，作用在柱塞頭部的切向分力帶動(dòng)缸體8產(chǎn)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。(從圖3右端觀看)與缸體8連成一體的滾珠螺母10與缸體一起同向旋轉(zhuǎn)。滾珠絲桿17與螺母作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，絲桿17輸出直線位移。
3、反饋元件的工作狀態(tài)在缸體8不動(dòng)時(shí)，反饋元件是不工作的。
當(dāng)缸體8旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，與缸體剛性連接成一體的反饋大齒輪19帶動(dòng)反饋小齒輪20反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，小齒輪上的螺母21與螺桿22作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與螺桿連成一體的閥芯6沿軸向向左移動(dòng)，當(dāng)閥芯與閥套的控制邊完全關(guān)閉時(shí)，流體通道又被切斷，輸出立即停止。當(dāng)反向輸入脈沖時(shí)，馬達(dá)反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿反向退回。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)1、其直線輸出位移的大小是在受控制的條件下進(jìn)行的，輸出具有跟蹤輸入信號(hào)的功能。具有輸出力大小，位移精度高低的絕對(duì)可控性。
2、控制精度高，可作微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝距小，行程倍數(shù)大，其輸出位移比自身的缸體長(zhǎng)度放大4～10倍。
3、體積小、重量輕，在相同行程條件下僅有液壓缸的1/3～1/6。節(jié)能降耗，因?yàn)橹本€流體馬達(dá)的推力取決于流體的壓力和排量，隨著行程變化，排量是不變的。而液壓缸的推力取決于壓力和活塞面積，隨著行程變化，流量將成倍增加。


圖1是本設(shè)計(jì)的外形圖，圖中1是步進(jìn)電機(jī)，3是檢測(cè)傳感器，5是放大器閥體，14是安裝法蘭盤，15是馬達(dá)組件的安裝殼體，18是反饋小齒輪20的安裝箱體；圖2是圖1的A向視圖；圖3是圖1的B-B剖視圖，圖中，2是傳動(dòng)齒輪付，4是閥套，5是放大器閥體，6是閥芯，7是滾動(dòng)軸承，8是缸體，9是柱塞，10是滾珠螺母，11是斜盤，12、13是密封件，14是安裝法蘭盤，15是馬達(dá)殼體，16是配油盤，17是滾珠絲桿，19-20是反饋齒輪付，21、22是螺母螺桿付，23是檢測(cè)傳感器齒輪，24是法蘭盤上作安裝定位用的止口；圖4是圖3的C-C剖視圖。
權(quán)利要求1.一種直線流體馬達(dá)，其特征在于主要由六個(gè)部份組成(1)信號(hào)輸入元件，包括步進(jìn)電機(jī)1、傳動(dòng)齒輪付2、閥芯6；(2)液壓放大器，包括放大器閥體5、閥套4、閥芯6；(3)馬達(dá)組件，包括缸體8、柱塞9、配油盤16、斜盤11；(4)反饋機(jī)構(gòu)，包括齒輪19、20，螺母螺桿21、22；(5)輸出元件，包括滾珠螺母10，滾珠絲桿17；(6)檢測(cè)元件，包括檢測(cè)傳感器3，檢測(cè)傳感器齒輪23，步進(jìn)電機(jī)1安裝在殼體15上，通過(guò)傳動(dòng)齒輪付2把運(yùn)動(dòng)傳給液壓放大器5的閥芯6，閥芯6為一個(gè)三凸肩滑閥，左端有傳動(dòng)齒輪2，右端有螺桿22，螺桿與閥心連成一體，液壓放大器5用螺釘安裝在殼體15上，閥套4為組合式閥套，外園與液壓放大器5內(nèi)孔之間為過(guò)渡配合，內(nèi)孔與閥苡6為間隙配合，馬達(dá)組件安裝在殼體中心，其中旋轉(zhuǎn)缸體8通過(guò)滾動(dòng)軸承7支撐在殼體上，沿缸體軸線方向安裝有7個(gè)柱塞9，柱塞9底部通過(guò)配油盤16與進(jìn)出油口連通，齒輪19與缸體8通過(guò)鍵剛性連接成一體，齒輪20的中心有螺母21與齒輪連成一體，螺母21與螺桿22構(gòu)成絲桿螺母付，滾珠螺母10通過(guò)平鍵與缸體8連成一體，檢測(cè)傳感器3的輸入端安裝有檢測(cè)傳感器齒輪23。
專利摘要直線流體馬達(dá),屬于液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)。其主要由信號(hào)輸入元件、液壓放大器、馬達(dá)組件、反饋機(jī)構(gòu)、輸出元件、檢測(cè)元件等六個(gè)部位組成。當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)輸入正向指令脈沖時(shí),流體進(jìn)入柱塞底部的工作室,在流體壓力作用下,絲桿輸出直線位移,當(dāng)反向輸入脈沖時(shí),馬達(dá)反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),絲桿反向退回。其直線輸出位移的大小是在受控制的條件下進(jìn)行,輸出具有跟蹤輸入信號(hào)的功能,控制精度高,可作微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F01C9/00GK2281422SQ97214168
公開(kāi)日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1997年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月15日
發(fā)明者袁子榮, 馬駿騎, 趙映秋, 吳張永, 馬建設(shè) 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)