一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置的制造方法
【專利摘要】一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，涉及作動(dòng)器領(lǐng)域；包括導(dǎo)向桿、導(dǎo)向塊、填充物、導(dǎo)向槽和絲杠副；導(dǎo)向塊是與作動(dòng)桿一體加工成型之后再內(nèi)嵌填充物，作動(dòng)桿與絲杠副通過螺栓相連，之后將連接好的部件的導(dǎo)向塊對準(zhǔn)作動(dòng)器外殼中的導(dǎo)向槽，并輕柔緩慢放入；本發(fā)明導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)少、重量輕，加工一致性高，大大減小了機(jī)構(gòu)的加工難度，縮短了加工周期，提高了整個(gè)作動(dòng)器的可靠性；減小了摩擦系數(shù)，大大降低了導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的摩擦，降低了作動(dòng)器內(nèi)部溫升，同時(shí)，減少了摩擦阻力、提高了整個(gè)機(jī)電作動(dòng)器的可靠性和機(jī)電伺服的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
【專利說明】
一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種作動(dòng)器領(lǐng)域，特別是一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)電伺服系統(tǒng)是航天飛行器飛行控制系統(tǒng)的執(zhí)行子系統(tǒng)，是除主發(fā)動(dòng)機(jī)外輸出功率最大的系統(tǒng)的重要飛行執(zhí)行機(jī)構(gòu)。近年來，機(jī)電伺服系統(tǒng)發(fā)展迅猛，已經(jīng)得到了很多成功實(shí)例的驗(yàn)證，鑒于機(jī)電伺服系統(tǒng)天然的優(yōu)越性，今后機(jī)電伺服的發(fā)展前景會(huì)更加廣闊。
[0003]機(jī)電作動(dòng)器是機(jī)電伺服機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力輸出執(zhí)行系統(tǒng)，它具有負(fù)載力矩大、動(dòng)態(tài)特性要求高等特點(diǎn)。尤其是近年來根據(jù)項(xiàng)目的要求，機(jī)電作動(dòng)器功率等級越來越高，在運(yùn)行過程中所帶來的摩擦損耗、熱效應(yīng)明顯增強(qiáng)，其內(nèi)部導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性要求也隨之提升，因此急需一種新型導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，旨在降低摩擦，減小內(nèi)損耗，從而提高機(jī)電作動(dòng)器效率和響應(yīng)能力。最終，該新型導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的應(yīng)運(yùn)而生，為此類問題提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
[0004]現(xiàn)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(專利名稱:一種機(jī)電作動(dòng)器的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，專利申請?zhí)?
201520118959.5)主要由作動(dòng)器殼體2、第一導(dǎo)向條4、導(dǎo)向桿1、絲杠副5、鎖緊螺釘3、第二導(dǎo)向條6等組成。導(dǎo)向桿上加工導(dǎo)向槽，將導(dǎo)向條通過鎖緊螺釘固定在作動(dòng)器殼體內(nèi)部。絲杠副帶動(dòng)導(dǎo)向桿來回運(yùn)動(dòng)，表征為導(dǎo)向桿槽沿導(dǎo)向條來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。
[0005]現(xiàn)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)繁瑣、零件較多，不僅加工難度高、生產(chǎn)周期長、裝配也復(fù)雜，每一個(gè)工序都會(huì)存在可靠性問題，難以保證精度，因此整個(gè)作動(dòng)器的可靠性評估均受影響。除此之外，由于原有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是鋼與銅兩種材料相配合，其材料彈性模量、剛度相差均較大，因而運(yùn)動(dòng)副的摩擦系數(shù)較大，容易產(chǎn)生發(fā)熱、磨肩等問題，在帶載運(yùn)行情況下，整個(gè)作動(dòng)器內(nèi)部溫度升高，影響了機(jī)電作動(dòng)器的性能，降低了機(jī)構(gòu)的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)少、重量輕，加工一致性高，大大減小了機(jī)構(gòu)的加工難度，縮短了加工周期，提高了整個(gè)作動(dòng)器的可靠性;減小了摩擦系數(shù)，大大降低了導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的摩擦，降低了作動(dòng)器內(nèi)部溫升，同時(shí)，減少了摩擦阻力、提高了整個(gè)機(jī)電作動(dòng)器的可靠性和機(jī)電伺服的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
[0007]本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，包括導(dǎo)向桿、導(dǎo)向塊、填充物、導(dǎo)向槽和絲杠副；其中，導(dǎo)向塊緊密嵌入在導(dǎo)向桿的軸向外壁上，且導(dǎo)向塊內(nèi)部注入有填充物；導(dǎo)向桿一端與絲杠副限位固定連接；導(dǎo)向槽沿軸向方向設(shè)置在外部機(jī)電作動(dòng)器殼體的內(nèi)腔;整個(gè)導(dǎo)向裝置沿導(dǎo)向槽方向裝入外部機(jī)電作動(dòng)器內(nèi)部;導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽配合。
[0009]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述的導(dǎo)向塊和導(dǎo)向桿一體加工成型。
[0010]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述的導(dǎo)向塊內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向塊側(cè)壁上等距開設(shè)有圓孔與中空內(nèi)部連通;導(dǎo)向塊和導(dǎo)向桿一體加工成型后，再通過圓孔向?qū)驂K中空內(nèi)部添加填充物。
[0011]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述的填充物材料為二硫化鉬。
[0012]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向桿之間為過盈配合，過盈配合尺寸為H7/n6。
[0013]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述的導(dǎo)向桿與絲杠副為間隙配合，間隙配合尺寸為H7/h6。
[0014]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間為間隙配合，間隙配合尺寸為H7/h6，導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽接觸面的粗糙度不大于0.8。
[0015]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向塊材料為銅合金;導(dǎo)向槽采用硬質(zhì)氧化處理，增強(qiáng)導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的耐磨性。
[0016]在上述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，所述填充物在摩擦過程中產(chǎn)生并釋放固體潤滑膜，實(shí)現(xiàn)自潤滑作用。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)本發(fā)明適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置包括導(dǎo)向桿、導(dǎo)向塊、填充物、導(dǎo)向槽和絲杠副，零件數(shù)少、重量輕，加工一致性高，大大減小了機(jī)構(gòu)的加工難度，縮短了加工周期，提高了整個(gè)作動(dòng)器的可靠性；
[0019](2)本發(fā)明采用了在導(dǎo)向塊內(nèi)嵌入二硫化鉬填充物的形式，其本身與作動(dòng)器殼體間摩擦系數(shù)小，大大降低了導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的摩擦，降低了作動(dòng)器內(nèi)部溫升；
[0020](3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在加工精度滿足要求的情況下即可保證各部件間的相對安裝精度;相比于傳統(tǒng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)裝配復(fù)雜冗余，一致性低。在裝配時(shí)需反復(fù)伸縮作動(dòng)桿，來回調(diào)節(jié)導(dǎo)向條的位置精度，最終通過鎖緊螺釘擰緊導(dǎo)向條的方式，大大提高了安裝精度；
[0021](4)本發(fā)明導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)簡單、裝配容易、加工與裝配精度更易保證，因此對可以減少摩擦阻力、提高整個(gè)機(jī)電作動(dòng)器的可靠性、提高機(jī)電伺服的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
【附圖說明】
[0022]圖1為傳統(tǒng)傳動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0025]本發(fā)明與某項(xiàng)目緊密結(jié)合，項(xiàng)目要求作動(dòng)器功率等級高、免維護(hù)年限長，同時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力高，既在運(yùn)行過程中作動(dòng)桿響應(yīng)速度快，因此對整個(gè)機(jī)構(gòu)的摩擦狀態(tài)要求很高，需要減低整個(gè)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力。作動(dòng)器的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)摩擦是原有機(jī)構(gòu)中摩擦情況嚴(yán)重部位之一，機(jī)構(gòu)由于產(chǎn)生銅質(zhì)磨肩，阻礙機(jī)構(gòu)運(yùn)行而達(dá)不到位移最大值情況時(shí)有發(fā)生。為解決此類技術(shù)問題，該新型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。
[0026]該新型導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，旨在解決大功率級機(jī)電作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)時(shí)所帶來的內(nèi)損耗和摩?祭生熱等冋題，進(jìn)而提尚機(jī)電作動(dòng)器動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，提尚可靠性。
[0027]如圖2所示為全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置示意圖，由圖可知，一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，包括導(dǎo)向桿1、導(dǎo)向塊2、填充物3、導(dǎo)向槽4和絲杠副5;其中，導(dǎo)向塊2緊密嵌入在導(dǎo)向桿I的軸向外壁上，且導(dǎo)向塊2內(nèi)部注入有填充物3;導(dǎo)向桿I一端與絲杠副5限位固定連接;導(dǎo)向槽4沿軸向方向設(shè)置在外部機(jī)電作動(dòng)器殼體的內(nèi)腔;整個(gè)導(dǎo)向裝置沿導(dǎo)向槽4方向裝入外部機(jī)電作動(dòng)器內(nèi)部;導(dǎo)向塊2與導(dǎo)向槽4配合。
[0028]其中，導(dǎo)向塊2內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向塊2側(cè)壁上等距開設(shè)有圓孔與中空內(nèi)部連通；導(dǎo)向塊2和導(dǎo)向桿I 一體加工成型后，再通過圓孔向?qū)驂K2中空內(nèi)部添加填充物3。導(dǎo)向塊2和導(dǎo)向桿I 一體加工成型，導(dǎo)向塊2與導(dǎo)向桿I之間為過盈配合，過盈配合尺寸為Η7/η6。
[0029]導(dǎo)向塊2與導(dǎo)向槽4之間為間隙配合，間隙配合尺寸為H7/h6，導(dǎo)向塊2與導(dǎo)向槽4接觸面的粗糙度不大于0.8。
[0030]導(dǎo)向桿I與絲杠副5為間隙配合，間隙配合尺寸為H7/h6。
[0031]所述的填充物3材料為二硫化鉬，且填充物3在摩擦過程中產(chǎn)生并釋放固體潤滑膜，實(shí)現(xiàn)自潤滑作用。
[0032]導(dǎo)向塊2材料為高強(qiáng)度銅合金;導(dǎo)向槽4采用硬質(zhì)氧化處理，增強(qiáng)導(dǎo)向塊2與導(dǎo)向槽4之間的耐磨性。
[0033]由于導(dǎo)向塊2是與導(dǎo)向桿I一體加工成型，之后再內(nèi)嵌填充物3 二硫化鉬，因此要先將導(dǎo)向桿I與絲杠副5通過螺栓相連，之后將連接好的部件的導(dǎo)向塊2對準(zhǔn)作動(dòng)器外殼中的導(dǎo)向槽，并輕柔緩慢放入。試著滑動(dòng)導(dǎo)向桿I，在活動(dòng)順暢的情況下即可將外部作動(dòng)器殼體的端蓋蓋好并將螺釘擰緊。至此，新型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)即可工作。
[0034]當(dāng)絲杠副5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因絲杠副螺母旋轉(zhuǎn)自由度受到導(dǎo)向塊2與導(dǎo)向槽4之間的徑向位移限制，絲杠螺母帶動(dòng)導(dǎo)向桿I沿導(dǎo)向槽4方向做來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為減少摩擦帶來的溫升及效率損耗影響，特在導(dǎo)向塊2內(nèi)填充摩擦阻尼較小的填充物3，填充物3為二硫化鉬。
[0035]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:包括導(dǎo)向桿(I)、導(dǎo)向塊(2)、填充物(3)、導(dǎo)向槽(4)和絲杠副(5);其中，導(dǎo)向塊(2)緊密嵌入在導(dǎo)向桿(I)的軸向外壁上，且導(dǎo)向塊(2)內(nèi)部注入有填充物(3);導(dǎo)向桿(I)一端與絲杠副(5)限位固定連接;導(dǎo)向槽(4)沿軸向方向設(shè)置在外部機(jī)電作動(dòng)器殼體的內(nèi)腔;整個(gè)導(dǎo)向裝置沿導(dǎo)向槽(4)方向裝入外部機(jī)電作動(dòng)器內(nèi)部;導(dǎo)向塊(2)與導(dǎo)向槽(4)配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向塊(2)和導(dǎo)向桿(I) 一體加工成型。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向塊(2)內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向塊(2)側(cè)壁上等距開設(shè)有圓孔與中空內(nèi)部連通;導(dǎo)向塊(2)和導(dǎo)向桿(I) 一體加工成型后，再通過圓孔向?qū)驂K(2)中空內(nèi)部添加填充物(3)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述的填充物(3)材料為二硫化鉬。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向塊(2)與導(dǎo)向桿(I)之間為過盈配合，過盈配合尺寸為H7/n6。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向桿(I)與絲杠副(5)為間隙配合，間隙配合尺寸為H7/h6。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向塊(2)與導(dǎo)向槽(4)之間為間隙配合，間隙配合尺寸為H7/h6，導(dǎo)向塊(2)與導(dǎo)向槽(4)接觸面的粗糙度不大于0.8。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向塊(2)材料為銅合金;導(dǎo)向槽(4)采用硬質(zhì)氧化處理，增強(qiáng)導(dǎo)向塊(2)與導(dǎo)向槽(4)之間的耐磨性。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全新適應(yīng)大功率級機(jī)電作動(dòng)器導(dǎo)向裝置，其特征在于:所述填充物(3)在摩擦過程中產(chǎn)生并釋放固體潤滑膜，實(shí)現(xiàn)自潤滑作用。
【文檔編號】F16H57/04GK106015487SQ201610499774
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】卞亞東, 鄭再平, 魯玥, 王水銘, 王春明
【申請人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所