一種電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構的製作方法
2023-06-30 23:47:21 4
專利名稱：一種電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構。
背景技術：
目前，電動執行機構被廣泛用於化工、石化、電力、天然氣等行業，其通過驅動管道閥門對工業過程進行控制。常見的電動執行機構由電動機、減速器、控制器、手動輪、輸出軸和殼體構成，按照過程控制的需要，電動執行機構均具備手動和電動操作功能。其中，手動輪直接驅動蝸杆操作的電動執行機構的手動和電動操作之間的切換是通過離合器和手動切換機構完成的，即手動和電動之間的相互切換完全依靠人力完成。其結構見圖6，該結構的離合器為牙嵌式離合器15，其牙型爪需要人工拉動並通過軸向位移來達到結合或脫開。 手動切換機構由切換手柄16、定位杆17和彈簧18組成。手動操作時，先斷開電機電源，然後人工拉動切換手柄將定位杆拉起並拖出電動定位槽，手工頂推手動軸使離合器結合，並將定位杆放入手動定位槽內，再轉動手動輪進行手動操作。手動操作完畢，必須再次人工拉動切換手柄將定位杆拉起並拖出手動定位槽，然後將手動軸拉出使離合器脫開，將定位杆放入電動定位槽中後，方可接通電源進行電動操作。上述電動執行機構的手動和電動之間的切換費時費力，為避免在電動操作時手動輪一起隨動，必須在電動操作前先切斷輸出軸與手動軸的連接。
發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種結構緊湊、操作方便的用於電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是
一種用於電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，包括與蝸杆連接的電動軸和與手動輪連接的手動軸，其特徵在於所述手動軸套裝在電動軸上，所述手動軸和電動軸之間設有過渡輪，所述過渡輪的內、外圓面分別與電動軸和手動軸之間留有間隙，所述過渡輪的內圓面和外圓面上分別均布設有至少三組對稱的楔形缺口，所述內圓面和外圓面上的楔形缺口之間設有徑向通槽，所述楔形缺口內設有滾柱、頂銷和壓簧，所述楔形缺口遠離徑向通槽的底邊上設有壓簧安裝孔，所述壓簧套裝在頂銷上；所述電動軸的外圓面上均布制有與楔形缺口組數一致的撥塊，所述撥塊插裝在通槽內；所述外圓面上對稱楔形缺口內的頂銷分別將滾柱壓緊在撥塊的兩側邊和手動軸的內圓面上，所述內圓面上對稱楔形缺口內的頂銷分別將滾柱壓緊在撥塊的兩側邊和電動軸的外圓面上；所述撥塊側邊與徑向通槽之間留有間隙。本發明還可以採取的技術方案為
所述過渡輪為分體式結構，包括數塊兩端帶有所述楔形缺口的同心圓弧狀分件及將各分件固連為一體的支撐環。所述撥塊與電動軸為組合式結構，在電動軸的外圓面上均布制有安裝撥塊的插
3槽。所述撥塊在徑向通槽的上、下兩端位置制有壓緊滾柱的凸臺，所述凸臺插入到所述楔形缺口內。所述楔形缺口的楔角為3° 8°。所述撥塊側邊與徑向通槽之間的單邊間隙為1 5mm。本發明具有的優點和積極效果是
採用上述結構，手動操作時，由於滾柱的楔緊作用，手動力矩依次通過手動軸、外圓上滾柱、過渡輪、內圓上滾柱傳遞到電動軸上，然後通過蝸杆和蝸輪傳遞到輸出軸上，驅動輸出軸旋轉；電動操作時，電機帶動電動軸，同樣通過蝸杆和蝸輪傳遞到輸出軸上，同時在電動軸從靜止到啟動的瞬間，電動軸上的撥塊會推動滾柱使之從楔緊狀態變為鬆動狀態，進而使過渡輪與手動軸脫開，確保在電動操作時，手動軸和手動輪保持靜止和安全狀態。綜上，上述無擾切換結構相對於現有切換結構，具有結構緊湊，操作方便的特點，能實現手動和電動分別操作，且在電動操作時通過撥塊自動切斷手動軸，確保操作的安全性。
圖1是本發明的結構示意圖I ； 圖2是圖1中A-A剖面結構示意圖I ； 圖3是圖1中A-A剖面結構示意圖II ； 圖4是本發明的結構示意圖II ；
圖5是本發明應用於電動執行機構的結構原理圖； 圖6是現有技術的結構原理圖。圖中1、電動軸；2、手動軸；3、過渡輪；3-1、圓環狀分件；3-2、支撐環；3_3、銷軸； 4、楔形缺口 ；5、徑向通槽；6、滾柱；7、頂銷；8、壓簧；9、壓簧安裝孔；10、撥塊；10_1、凸臺； 11、擋蓋；12、軸擋；13、電動機；14、蝸杆；15、蝸輪；16、輸出軸；17、壓嵌式離合器；18、切換手柄；19、定位杆；20、彈簧。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下
請參閱圖1-5，一種電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，包括與蝸杆連接的電動軸1和與手動輪連接的手動軸2，所述手動軸套裝在電動軸上，所述手動軸和電動軸之間設有過渡輪3，所述過渡輪的內、外圓面分別與電動軸和手動軸之間留有間隙，所述過渡輪的內圓面和外圓面上分別均布設有至少三組對稱的楔形缺口 4，所述內圓面和外圓面上的楔形缺口之間設有徑向通槽5，所述楔形缺口內設有滾柱6、頂銷7和壓簧8，所述楔形缺口遠離徑向通槽的底邊上設有壓簧安裝孔9，所述壓簧套裝在頂銷上；所述電動軸的外圓面上均布設有與楔形缺口組數一致的撥塊10，所述撥塊插裝在徑向通槽內；所述外圓面上對稱楔形缺口內的頂銷分別將滾柱壓緊在撥塊的兩側邊和手動軸的內圓面上，所述內圓面上對稱楔形缺口內的頂銷分別將滾柱壓緊在撥塊的兩側邊和電動軸的外圓面上；所述撥塊側邊與徑向通槽之間留有間隙。
上述過渡輪可採用一體式結構，具體結構參見圖1。為降低過渡輪上楔形缺口， 特別是內圓面上楔形缺口的加工難度和保證其尺寸精度要求，所述過渡輪優選為分體式結構，具體的，包括數塊兩端帶有楔形缺口的同心圓弧狀分件3-1及將各分件固連為一體的支撐環3-2。在製作時，先加工各圓弧狀分件和支撐環，然後通過銷軸3-3將圓弧狀分件均布固定在支撐環的端面上，形成完整的過渡輪，具體結構參見圖4。上述撥塊可與電動軸一體加工成型，具體結構參見圖2。為降低加工難度和製作成本，保證加工尺寸精度，所述撥塊與電動軸優選為組合式結構，具體的，在電動軸的外圓面上均布設置安裝撥塊的插槽，加工成型的撥塊插裝在上述插槽內。為保證所述撥塊的動作更為有效，避免滾柱對楔形缺口和徑向通槽的過渡部位的擠壓作用，在撥塊上徑向通槽的上、下兩端位置進一步設置壓緊滾柱的凸臺10-1，所述凸臺插入到所述楔形缺口內。上述撥塊的具體結構參見圖3。從過渡輪傳動扭矩的大小及無擾切換結構的整體尺寸考慮，上述楔形缺口的楔形角的取值為3° 8° ；上述撥塊側邊與徑向通槽的間隙值越大，過渡輪上徑向通槽的尺寸精度要求越低，考慮到整體結構的緊湊性，上述撥塊側邊與徑向通槽之間的單邊間隙優選為1 5mm。上述設在楔形缺口內的滾柱通過壓緊在過渡輪端部的擋蓋11實現軸向定位，手動軸和過渡輪通過固定在電動軸上的軸擋12實現軸向定位。綜上，本發明通過採用上述無擾切換結構，在手動操作時，由於滾柱的楔緊作用， 手動力矩依次通過手動軸、外圓上滾柱、過渡輪、內圓上滾柱傳遞到電動軸上，然後通過蝸杆和蝸輪傳遞到輸出軸上，驅動輸出軸旋轉；電動操作時，電動機13帶動電動軸，同樣通過蝸杆14和蝸輪15傳遞到輸出軸16上，同時在電動軸從靜止到起動的瞬間，電動軸上的撥塊會推動滾柱使之從楔緊狀態變為鬆動狀態，進而使過渡輪與手動脫開，確保在電動操作時，手動軸和手動輪保持靜止和安全狀態。
權利要求
1.一種電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，包括與蝸杆連接的電動軸和與手動輪連接的手動軸，其特徵在於所述手動軸套裝在電動軸上，所述手動軸和電動軸之間設有過渡輪，所述過渡輪的內、外圓面分別與電動軸和手動軸之間留有間隙，所述過渡輪的內圓面和外圓面上分別均布設有至少三組對稱的楔形缺口，所述內圓面和外圓面上的楔形缺口之間設有徑向通槽，所述楔形缺口內設有滾柱、頂銷和壓簧，所述楔形缺口遠離徑向通槽的底邊上設有壓簧安裝孔，所述壓簧套裝在頂銷上；所述電動軸的外圓面上均布設有與楔形缺口組數一致的撥塊，所述撥塊插裝在徑向通槽內；所述外圓面上對稱楔形缺口內的頂銷分別將滾柱壓緊在撥塊的兩側邊和手動軸的內圓面上，所述內圓面上對稱楔形缺口內的頂銷分別將滾柱壓緊在撥塊的兩側邊和電動軸的外圓面上；所述撥塊側邊與徑向通槽之間留有間隙。
2.根據權利要求1所述電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，其特徵在於 所述過渡輪為分體式結構，包括數塊兩端帶有所述楔形缺口的同心圓弧狀分件及將各分件固連為一體的支撐環。
3.根據權利要求1所述電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，其特徵在於 所述撥塊與電動軸為組合式結構，在電動軸的外圓面上均布制有安裝撥塊的插槽。
4.根據權利要求3所述電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，其特徵在於 所述撥塊在徑向通槽的上、下兩端制有壓緊滾柱的凸臺，所述凸臺插入到所述楔形缺口內。
5.根據權利要求1-4所述電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，其特徵在於 所述楔形缺口的楔角為3° 8°。
6.根據權利要求1-4所述電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，其特徵在於 所述撥塊側邊與徑向通槽之間的單邊間隙為1 5mm。
7.根據權利要求5所述電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，其特徵在於 所述撥塊側邊與徑向通槽之間的單邊間隙為1 5mm。
全文摘要
本發明涉及一種電動執行機構的手動/電動操作無擾切換結構，包括電動軸和手動軸，特點是手動軸和電動軸之間設有過渡輪，過渡輪的內、外圓面上均布對稱的楔形缺口，缺口之間設有徑向通槽；缺口內設有滾柱、頂銷和壓簧，其底邊上設有壓簧安裝孔；電動軸上設有插入徑向通槽內的撥塊；外圓面上的頂銷將滾柱壓緊在撥塊的側邊和手動軸上，內圓面上的頂銷將滾柱壓緊在撥塊的側邊和電動軸上；撥塊與徑向通槽之間留有間隙。上述無擾切換結構相對於現有切換結構，具有結構緊湊，操作方便的特點，能實現手動和電動分別操作，且在電動操作時通過撥塊自動切斷手動軸，確保操作的安全性。
文檔編號F16K31/53GK102278518SQ20111019487
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者趙建民 申請人:天津祥嘉流體控制系統有限公司