一种机电作动器的导向结构及包含它的机电作动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适应于长距离直线往复运动的导向结构，具体涉及一种机电作动器上的简单可靠的导向结构。
【背景技术】
[0002]机电伺服系统同柔性喷管一起构成发动机推力矢量控制系统，两个机电作动器成90度安装，通过机电作动器的伸缩，使得喷管能够全轴摆动，用以实现飞行的俯仰、偏航控制。
[0003]机电作动器的主要工作方式是直线往复运动，通常采用丝杠螺母组件、滚珠丝杠或滚柱丝杠作为直线位移转换装置，将电机的旋转运动转换为直线往复运动。当机电作动器的功率较大且应用于航天领域时，短时工作制和狭小的安装空间，对机电作动器的导向结构提出高承载，体积小的要求。
[0004]在现有技术中，一般采用深沟球轴承10和作动缸壳体槽口 12组成的导向结构，请参考图6，图7，图6是现有技术中导向结构的示意图，图7是现有技术中的导向结构承载能力最差时的示意图。作动缸壳体内腔开有槽口 12，深沟球轴承10安装在一体化设计的螺母和作动杆11 (整体螺母)的凸出轴上，当丝杠旋转时，整体螺母轴向直线移动，深沟球轴承10在作动缸壳体槽口 12内转动。显而易见地，这种导向结构属于滚动摩擦，滚动摩擦的摩擦系数小于滑动摩擦的摩擦系数，滚动摩擦需要克服的摩擦力小于滑动摩擦。但是，由于导向结构还要承担丝杆侧传递过来的转矩，现有技术中导向结构的刚度小，承载能力差，尤其在如图7所示位置时，由于转矩的作用，在两个钢球的中间位置受力，使得刚度和承载能力更差。这种结构需要一体化设计螺母和作动杆11，(如果不一体设计加工，体积会更大)，磨制加工，成本高，加工周期长。这种导向结构还需要在作动缸壳体内腔加工内槽口 12，内槽口 12贯穿在整个行程范围内，长度尺寸较大，加工难度大，而且导向轴承安装轴一旦加工完成，与内槽口 12相对位置就固定，不能再调整，这就可能带来间隙，对于频繁正反转运动的伺服系统，会带来碰撞，影响系统的动态响应性能。
[0005]现有技术中的导向结构，体积大，承载差，加工困难，系统的动态响应性能差。应用于机电作动器时，在相同的承载条件下，导向结构需要更大的安装空间，势必会导致整个机电作动器的体积增大。这对于应用于航天领域的机电作动器来说，缺点是严重的。
[0006]为了克服现有导向结构的缺点，现有技术中另外一种导向结构，在作动缸壳体的内腔安装导向条。请参考图4，图4是现有技术中导向条结构示意图。导向条与作动缸相邻面为平面8，与作动缸之间的接触为两条线。这种结构，虽然在一定程度上减少了导向结构的体积，但由于是线接触，导向条的承载能力差。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是，提供一种机电作动器导向结构，具有承载大、体积小、结构简单、成本低、系统的响应性能好的特点，适用于大承载高功率，短时工作制、狭小空间的场合使用的机电作动器。
[0008]本实用新型提供的机电作动器的导向结构，包括作动杆、作动缸壳体，设于所述作动缸壳体上的导向条以及设于所述作动杆上的凹槽，导向条为长条形，其与作动缸壳体的内壁相邻面为同直径的圆弧形面，尖棱导钝，安装于作动缸壳体的内腔并与作动缸壳体固定连接在一起，作动杆上具有与导向条等宽的槽口，作动杆上的槽口与导向条构成移动副；作动杆在作动缸壳体内作直线往复运动。还包括支撑环，支撑环安装在作动杆外径圆周方向的凹槽内，支撑环和作动缸壳体也构成移动副。移动副属于滑动摩擦副，面接触与线接触相比，在同样的承载下，体积小。作动缸壳体的内腔与作动杆没有接触，移动的过程中，只有支撑环与作动缸壳体内腔接触，减少了摩擦面积，提高效率，改善了滑动摩擦力较大的问题。在直线运动的同时，作动杆还承受沿轴线方向的转矩，由于是面接触，能承受的扭矩较大。螺母与作动杆分体加工，结构简单，成本低，加工时间短，具有大承载，体积小的特点。槽口是作动杆上的外槽口，长度短，易于加工。导向条与作动缸的相邻面为同直径的圆弧形面，与作动缸壳体之间是弧面接触，导向条在安装时，具有自动调心功能。
[0009]在进一步的技术方案中，导向条的上表面和侧表面喷涂有耐磨材料，并涂有润滑油。用于减少接触面上的摩擦力，提高效率。
[0010]在进一步的技术方案中，支撑环的个数为两个，且两个支撑环之间具有一定的间隔。跨距支撑具有良好的导向作用，还能承受来自上下支耳的径向力。
[0011]在进一步的技术方案中，作动杆的竖向棱边加工有倒圆角R0.5，槽口两内侧面喷涂有耐磨材料，并涂有润滑油。导圆角避免在整个行程范围内，导向条和作动杆槽口竖向棱边之间的刮蹭，采用耐磨材料涂层，使作动杆更耐磨，涂覆的润滑油，减少接触面上的摩擦力。
[0012]在进一步的技术方案中，作动杆与直线位移转换装置中的轴向移动的零件固定连接。作动杆是直线位移的输出件，可以同丝杠螺母部件、滚珠丝杠或滚柱丝杠等运动副的轴向移动的零件固定连接。
[0013]可选地，支撑环可以安装在直线位移转换装置中的轴向移动的零件的外径圆周方向的凹槽内上。例如，丝杠螺母部件中的丝杠转动，螺母做轴向移动，支撑环安装在螺母的外径圆周方向凹槽内。
[0014]在进一步的技术方案中，作动杆与丝杠螺母组件中的螺母通过螺钉固定连接。
[0015]在进一步的技术方案中，长条导向条的长度小于作动缸壳体的长度，且导向条与作动缸壳体通过一定数量的螺钉固定连接。丝杠侧的转矩会传递到导向条的侧面，转化为正压力，进而通过导向条与作动缸壳体的连接螺钉、弹簧垫圈和平垫圈，传递到作动缸壳体的环形面上，成为环面和平垫圈之间的摩擦力，承载的面积大，承载的应力小。还可以通过连接螺钉调整导向条与作动杆槽口在整个行程范围内动行平顺，减少作动杆槽口不对称误差带来的影响，提高系统的动态响应性能。
[0016]—种机电作动器，使用了本实用新型提供的机电作动器的导向结构。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型提供的导向结构的主视图；
[0018]图2是图1中以A为剖切面的剖视结构示意图；
[0019]图3是本实用新型提供的导向结构的左视图；
[0020]图4是现有技术导向条的结构示意图；
[0021]图5是本实用新型导向条的结构示意图；
[0022]图6是现有技术的导向结构的局部剖视图；
[0023]图7是现有技术中的导向结构承载能力最差时的示意图；
[0024]图8是本实用新型中的作动杆槽口竖向棱边倒圆角的结构示意图，
[0025]图9是本实用新型中的作动缸壳体的结构示意图。
[0026]图中，1-作动杆，2-作动缸壳