專利名稱：力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及一種力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，是將電氣量轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移和液流流量的裝置。
在水輪機(jī)微機(jī)調(diào)速器和電氣液壓控制系統(tǒng)中，廣泛采用電氣機(jī)械位移轉(zhuǎn)換器(電液轉(zhuǎn)換器)和電氣流量轉(zhuǎn)換器(電液伺服閥)，典型產(chǎn)品有雙錐式電液伺服閥、環(huán)噴式電液伺服閥和步進(jìn)式電液轉(zhuǎn)換器。這些轉(zhuǎn)換裝置均由電機(jī)轉(zhuǎn)換部件和一級(jí)或多級(jí)液壓放大器組成，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件要求精密，造價(jià)高，靜態(tài)耗油量大，對(duì)油質(zhì)清潔度要求較高，當(dāng)油質(zhì)清潔度難以保證時(shí)，其故障率較高。而用直流力矩電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的電/機(jī)伺服系統(tǒng)，也是一種電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，其系統(tǒng)復(fù)雜，制造成本高，而且當(dāng)控制電源消失時(shí)，這種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置不能自動(dòng)恢復(fù)到平衡位置(中間位置)，不適合用作電液隨動(dòng)系統(tǒng)的電/機(jī)轉(zhuǎn)換部件。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靜態(tài)耗油量小、工作可靠的電/機(jī)轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，這種力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器包括電動(dòng)部分和機(jī)械部分，其電動(dòng)部分為力矩電機(jī)，機(jī)械部分采用滾珠絲桿螺母機(jī)構(gòu)，滾珠絲桿3與力矩電機(jī)1輸出軸連接并通過軸承4固定于殼體1上端中心位置，滾珠螺母5與滾珠絲桿相配合并與輸出軸11連接，殼體內(nèi)有作用在滾珠螺母上的彈性力平衡裝置6。
所述的力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，其彈性力平衡裝置6包括支架6-1，彈簧6-2和6-3，支架6-1上部與滾珠螺母連接，下端與輸出軸11連接，支架上有上端臺(tái)6-4和下端臺(tái)6-5，彈簧6-2的一端至支架上端臺(tái)，另一端落在托盤9上，托盤9與殼體10下部連接，彈簧6-3的一端落在支架下端臺(tái)6-5上，另一端至殼體上端蓋。
上述力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，其托盤9與殼體10下部之間為可調(diào)高度式螺紋連接。
該實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。它可以用于中小型水輪機(jī)調(diào)速器的技術(shù)改造和電液伺服系統(tǒng)新產(chǎn)品的開發(fā)，可以降低造價(jià)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性。
下面對(duì)附圖進(jìn)行說明圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型加滑閥實(shí)現(xiàn)電/位移轉(zhuǎn)換的實(shí)施例。圖中1是力矩電機(jī)，2是連軸節(jié)，3是滾珠絲桿，4是軸承，5是滾珠螺母，6是力平衡裝置，6-1是支架，6-2、6-3是彈簧，6-4是支架上端臺(tái)，6-5是支架下端臺(tái)，9是托盤，10是殼體，11是輸出軸，12是半球狀連接頭，13是滑閥殼體，14是活塞，15是輸入油口，16是輸出口，17是手輪。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的實(shí)施例和工作原理，圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，力矩電機(jī)的輸出軸通過連軸節(jié)2與滾珠絲桿3直接相連，手動(dòng)操作手輪17裝在連軸節(jié)2上，滾珠絲桿通過單列向心球軸承4固定于殼體10上端。滾珠螺母5通過支架6與輸出軸11連成一體。外彈簧6-3一端落在支架下端臺(tái)上，另一端支撐在殼體10上蓋，對(duì)支架產(chǎn)生向下的推力。內(nèi)彈簧6-2也是一端支承支架上端臺(tái)，另一端落在可調(diào)整高度的托盤9上，對(duì)支架產(chǎn)生向上的推力。內(nèi)外彈簧和支架組成彈性力平衡裝置6，內(nèi)、外彈簧作用于支架上的力相互抵消，在無外力作用時(shí)螺母處于平衡位置，即該裝置輸出軸11的中位。
其工作原理如下當(dāng)向力矩電機(jī)施加正向控制信號(hào)UK時(shí)，力矩電機(jī)產(chǎn)生與控制信號(hào)UK成正比的轉(zhuǎn)矩MD(MD＝KUK)，若帶動(dòng)滾珠絲桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)螺母5向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移量為△S，當(dāng)組合彈簧的變形產(chǎn)生的彈力F(F＝KK△S)與力矩電機(jī)的力矩平衡時(shí)，電機(jī)堵轉(zhuǎn)，這時(shí)裝置將控制電壓UK成比例地轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移△S。當(dāng)控制電壓越大，力矩電機(jī)的堵轉(zhuǎn)矩越大，螺母運(yùn)動(dòng)的位移也將越大。反之，當(dāng)向電機(jī)施加反向控制電壓時(shí)，電機(jī)將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，滾珠螺母向下運(yùn)動(dòng)，偏離中位的位移-△S將與控制信號(hào)大小成比例。當(dāng)控制信號(hào)消失，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)矩為零，滾珠螺母將在組合彈簧的作用下，回復(fù)到平衡位置。該裝置組合彈簧的剛度設(shè)計(jì)為150-200N/mm，復(fù)中能力很強(qiáng)。
當(dāng)作為電氣一流量轉(zhuǎn)換器時(shí)，應(yīng)按圖2在電氣/位移轉(zhuǎn)換器(圖1)的下部加裝一滑閥。它由滑閥殼體13，活塞14組成，壓力油從P口15接入，A口16為該轉(zhuǎn)換器的輸出口。半球狀連接頭12為傳遞機(jī)械位移而設(shè)置的。該滑閥的活塞設(shè)計(jì)成差動(dòng)活塞，該活塞通常有150N左右的向上的差動(dòng)力，因此與半球狀連接頭12總是緊密相連。當(dāng)電/機(jī)轉(zhuǎn)換器輸出向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，半球狀連接頭12推動(dòng)活塞14向下，壓力油從A口輸出，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器輸出軸向上時(shí)，活塞在差壓力的作用下向上移動(dòng)，A口與油零壓腔接通，即A口接通了排油，從A口輸出的壓力油或排出的油的流量與閥口開口大小成正比，與電機(jī)轉(zhuǎn)換器輸出位移成正比。該滑閥按正常液壓閥一樣設(shè)計(jì)制造、沒有特殊要求。該裝置與其他的電液轉(zhuǎn)換器和電液伺服都不相同，用作電氣——位移轉(zhuǎn)換時(shí)，不用壓力油，它沒有任何放大機(jī)構(gòu)，其功率增益小于1。
權(quán)利要求1.一種力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，包括電動(dòng)部分和機(jī)械部分，其特征是電動(dòng)部分為力矩電機(jī)，機(jī)械部分采用滾珠絲桿螺母機(jī)構(gòu)，滾珠絲桿(3)與力矩電機(jī)(1)輸出軸連接并通過軸承(4)固定于殼體(10)上端中心位置，滾珠螺母(5)與滾珠絲桿相配合并與輸出軸(11)連接，殼體內(nèi)有作用在滾珠螺母上的彈性力平衡裝置(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，其特征是彈性力平衡裝置(6)包括支架(6-1)、彈簧(6-2)和(6-3)，支架(6-1)上部與滾珠螺母連接，下端與輸出軸(11)連接，支架上有上端臺(tái)(6-4)和下端臺(tái)(6-5)，彈簧(6-2)的一端至支架上端臺(tái)，另一端落在托盤(9)上，托盤(9)與殼體(10)下部連接，彈簧(6-3)的一端落在支架下端臺(tái)(6-5)上，另一端至殼體上端蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器，其特征是托盤(9)與殼體(10)下部之間為可調(diào)高度式螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種力平衡式電/機(jī)轉(zhuǎn)換器,其電動(dòng)部分為力矩電機(jī),機(jī)械部分采用滾珠絲桿螺母機(jī)構(gòu),滾珠絲桿3與力矩電機(jī)1輸出軸連接并通過軸承4固定于殼體10上端中心位置,滾珠螺母5與滾珠絲桿相配合并與輸出軸11連接,殼體內(nèi)有作用在滾珠螺母上的彈性力平衡裝置6。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠。它用于中小型水輪機(jī)調(diào)速器的技術(shù)改造和電液伺服系統(tǒng),可以降低造價(jià),簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)F03B15/00GK2477852SQ0123998
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月10日
發(fā)明者周泰經(jīng), 吳應(yīng)文, 吳浩洋 申請(qǐng)人:吳應(yīng)文, 周泰經(jīng), 吳浩洋