力平衡式電/機轉換器的製作方法
2023-08-13 11:06:46 1
專利名稱：力平衡式電/機轉換器的製作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及一種力平衡式電/機轉換器，是將電氣量轉換成機械位移和液流流量的裝置。
在水輪機微機調速器和電氣液壓控制系統中，廣泛採用電氣機械位移轉換器(電液轉換器)和電氣流量轉換器(電液伺服閥)，典型產品有雙錐式電液伺服閥、環噴式電液伺服閥和步進式電液轉換器。這些轉換裝置均由電機轉換部件和一級或多級液壓放大器組成，其結構複雜，部件要求精密，造價高，靜態耗油量大，對油質清潔度要求較高，當油質清潔度難以保證時，其故障率較高。而用直流力矩電機和步進電機構成的電/機伺服系統，也是一種電/機轉換器，其系統複雜，製造成本高，而且當控制電源消失時，這種機電轉換裝置不能自動恢復到平衡位置(中間位置)，不適合用作電液隨動系統的電/機轉換部件。
本實用新型的目的是設計一種造價低，結構簡單、靜態耗油量小、工作可靠的電/機轉換器。
本實用新型的技術方案是這樣實現的，這種力平衡式電/機轉換器包括電動部分和機械部分，其電動部分為力矩電機，機械部分採用滾珠絲杆螺母機構，滾珠絲杆3與力矩電機1輸出軸連接並通過軸承4固定於殼體1上端中心位置，滾珠螺母5與滾珠絲杆相配合併與輸出軸11連接，殼體內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/機轉換器，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6-4和下端臺6-5，彈簧6-2的一端至支架上端臺，另一端落在託盤9上，託盤9與殼體10下部連接，彈簧6-3的一端落在支架下端臺6-5上，另一端至殼體上端蓋。
上述力平衡式電/機轉換器，其託盤9與殼體10下部之間為可調高度式螺紋連接。
該實用新型的優點是裝置結構簡單，工作可靠性高。它可以用於中小型水輪機調速器的技術改造和電液伺服系統新產品的開發，可以降低造價，簡化系統結構，提高系統的可靠性。
下面對附圖進行說明圖1是本實用新型結構示意圖，圖2是本實用新型加滑閥實現電/位移轉換的實施例。圖中1是力矩電機，2是連軸節，3是滾珠絲杆，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，6-5是支架下端臺，9是託盤，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。
以下結合
本實用新型的實施例和工作原理，圖1是本實用新型結構示意圖，力矩電機的輸出軸通過連軸節2與滾珠絲杆3直接相連，手動操作手輪17裝在連軸節2上，滾珠絲杆通過單列向心球軸承4固定於殼體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上，另一端支撐在殼體10上蓋，對支架產生向下的推力。內彈簧6-2也是一端支承支架上端臺，另一端落在可調整高度的託盤9上，對支架產生向上的推力。內外彈簧和支架組成彈性力平衡裝置6，內、外彈簧作用於支架上的力相互抵消，在無外力作用時螺母處於平衡位置，即該裝置輸出軸11的中位。
其工作原理如下當向力矩電機施加正向控制信號UK時，力矩電機產生與控制信號UK成正比的轉矩MD(MD＝KUK)，若帶動滾珠絲杆順時針旋轉，推動螺母5向上運動，運動位移量為△S，當組合彈簧的變形產生的彈力F(F＝KK△S)與力矩電機的力矩平衡時，電機堵轉，這時裝置將控制電壓UK成比例地轉換成機械位移△S。當控制電壓越大，力矩電機的堵轉矩越大，螺母運動的位移也將越大。反之，當向電機施加反向控制電壓時，電機將逆時針旋轉，滾珠螺母向下運動，偏離中位的位移-△S將與控制信號大小成比例。當控制信號消失，力矩電機轉矩為零，滾珠螺母將在組合彈簧的作用下，回復到平衡位置。該裝置組合彈簧的剛度設計為150-200N/mm，復中能力很強。
當作為電氣一流量轉換器時，應按圖2在電氣/位移轉換器(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為該轉換器的輸出口。半球狀連接頭12為傳遞機械位移而設置的。該滑閥的活塞設計成差動活塞，該活塞通常有150N左右的向上的差動力，因此與半球狀連接頭12總是緊密相連。當電/機轉換器輸出向下運動時，半球狀連接頭12推動活塞14向下，壓力油從A口輸出，當電機轉換器輸出軸向上時，活塞在差壓力的作用下向上移動，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，與電機轉換器輸出位移成正比。該滑閥按正常液壓閥一樣設計製造、沒有特殊要求。該裝置與其他的電液轉換器和電液伺服都不相同，用作電氣——位移轉換時，不用壓力油，它沒有任何放大機構，其功率增益小於1。
權利要求1.一種力平衡式電/機轉換器，包括電動部分和機械部分，其特徵是電動部分為力矩電機，機械部分採用滾珠絲杆螺母機構，滾珠絲杆(3)與力矩電機(1)輸出軸連接並通過軸承(4)固定於殼體(10)上端中心位置，滾珠螺母(5)與滾珠絲杆相配合併與輸出軸(11)連接，殼體內有作用在滾珠螺母上的彈性力平衡裝置(6)。
2.根據權利要求1所述的力平衡式電/機轉換器，其特徵是彈性力平衡裝置(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(6-4)和下端臺(6-5)，彈簧(6-2)的一端至支架上端臺，另一端落在託盤(9)上，託盤(9)與殼體(10)下部連接，彈簧(6-3)的一端落在支架下端臺(6-5)上，另一端至殼體上端蓋。
3.根據權利要求1或2所述的力平衡式電/機轉換器，其特徵是託盤(9)與殼體(10)下部之間為可調高度式螺紋連接。
專利摘要本實用新型提供一種力平衡式電/機轉換器,其電動部分為力矩電機,機械部分採用滾珠絲杆螺母機構,滾珠絲杆3與力矩電機1輸出軸連接並通過軸承4固定於殼體10上端中心位置,滾珠螺母5與滾珠絲杆相配合併與輸出軸11連接,殼體內有作用在滾珠螺母上的彈性力平衡裝置6。該裝置結構簡單,工作可靠。它用於中小型水輪機調速器的技術改造和電液伺服系統,可以降低造價,簡化系統結構,提高系統的可靠性。
文檔編號F03B15/00GK2477852SQ0123998
公開日2002年2月20日 申請日期2001年5月10日 優先權日2001年5月10日
發明者周泰經, 吳應文, 吳浩洋 申請人:吳應文, 周泰經, 吳浩洋