内置式安全螺母的螺杆启闭机的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程领域，尤其涉及对电动螺杆启闭机结构的改进。


背景技术：

2.现有的电动式螺杆启闭机，是由设置于筒形启闭机座顶端的电动机构输出低转速大扭矩动力，通过蜗轮蜗杆机构带动螺杆旋转。
3.主承载螺母活动安装在筒形启闭机座的筒身内，螺杆与主承载螺母螺纹连接；一是约束螺杆，只保留螺杆的绕z（高度方向）轴旋转自由度和z向升降自由度；二是螺杆及其底端连接的闸门重力由主承载螺母承担，避免重力对电动驱动机构的影响。
4.螺杆机运行过程中主承载螺母只旋转不升降，而螺杆是做升降动作。螺杆和螺母相比，螺杆材质为优质碳素结构钢，螺母材质为铸造青铜或铸铁件，故螺母为易损件。螺母一般安装在螺杆机内部，其与螺杆相对运动接触时磨损情况严重，主承载螺母的磨损程度在磨损量达到临界值时必须更换承载螺母，以此避免由于螺母的梯形牙被磨蚀，导致闸门因重力直接坠落。但由于主承载螺母安装在螺杆机内部，螺母的磨损状况不易察觉，且闸门在上升或下降过程中会受到一定程度上的侧向力，加速了主承载螺母的磨损，很难用时间来控制螺母的更换。作为用于水利工程用的闸门运行的安全性非常重要。在实际工作中，多次发生过因螺母磨损未及时更换而造成的重大损失事件。
5.因此，如何设计一种在主承载螺母失效时，能够防止螺杆及其下闸门坠落的启闭机成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型针对以上问题，提供了一种在不妨碍主承载螺母与螺杆相对运行的情况下，在主承载螺母失效时，能有效防止螺杆掉落的内置式安全螺母的螺杆启闭机。
7.本实用新型的技术方案是：包括安装于闸门顶部的启闭机座、设置于启闭机座顶端的电动装置以及活动连接于启闭机内部的螺杆，所述启闭机座呈筒形，筒形的所述启闭机座的筒形腔内固定设置有主承载螺母；所述螺杆与所述主承载螺母螺纹连接，所述主承载螺母的上部通过一空心轴与所述电动装置连接，所述螺杆底端用于连接闸门；所述主承载螺母具有螺母定位台阶，在所述启闭机座筒形腔的上部设有一圈凸环，在所述凸环的环面上部设平面轴承一，所述螺母定位台阶的底面设置在所述平面轴承一的顶面，所述螺母定位台阶的顶面再设置平面轴承二，在所述平面轴承二的顶面再设置压盖，所述电动装置再设置在所述压盖的顶面上；
8.所述主承载螺母的底面开设有卡榫结构；
9.在所述凸环的环面下部设平面轴承三，在所述平面轴承三的下部再设安全螺母，所述安全螺母的中部设有一圈台阶，所述平面轴承三的底面接触所述台阶的顶面，在所述台阶的底面还设有平面轴承四，所述平面轴承四的底面设有一圈定位块；
10.所述安全螺母的顶面开设有卡铆结构，所述主承载螺母的卡榫结构与所述安全螺
母的卡铆结构相互嵌合。
11.所述卡榫结构与所述卡铆结构之间保留有轴向间隙。
12.在所述轴向间隙内设有弹性垫片一。
13.所述卡榫结构与所述卡铆结构之间保留有周向间隙。
14.在所述周向间隙内设有弹性垫片二。
15.本实用新型的内置式安全螺母的螺杆启闭机，主承载螺母和安全螺母通过卡爪形榫卯连接，且安全螺母与主承载螺母之间有一定的轴向间隙和周（径）向间隙。安全螺母正常工作时不受轴向力（即不承载螺杆及其下闸门的重力），正常工作时不受到磨损。当长时间工作中，主承载螺母内螺纹会因磨损而失效时，螺杆就会从中脱落，与螺杆连接的闸门也会落下。螺杆从上向下滑落时，安全螺母此时受力，使螺杆跟闸门不再下降，即避免这一事故发生，即便主承载螺母螺纹损坏，螺杆也不会因此掉下来，保证了闸门不会发生坠落的风险。且在主承载螺母失效的情况下，驱动动力只能驱动失效的主承载螺母旋转，而由于主承载螺母的失效，螺杆不会再发生旋转运动和轴向运动，此时即可及时发现主承载螺母失效的情况。本实用新型构思精巧，安全螺母内置，结构紧凑，能够避免因主螺母失效导致的闸门下落风险，并能及时发现主承载螺母的运行状况。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图，
17.图2是本实用新型中主承载螺母、安全螺母与螺杆连接关系的示意图，
18.图3是本实用新型中安全螺母的结构示意图，
19.图4是图3的俯视图。
20.图中1是电动装置，2是平面轴承， 3是主承载螺母，31是螺母定位台阶，32是卡榫结构，4是启闭机座，41是凸环，5是螺杆，6是压盖，7是安全螺母，71台阶，72卡铆结构，73轴向间隙，74是周向间隙，8是定位块，9是闸门。
具体实施方式
21.以下结合附图1-4进一步说明本实用新型。
22.本实用新型的内置式安全螺母的螺杆启闭机，包括安装于闸门9顶部的启闭机座4、设置于启闭机座4顶端的电动装置1以及活动连接于启闭机座4内部的螺杆5，启闭机座4呈筒形，筒形的启闭机座4的筒形腔内固定设置有主承载螺母3；螺杆5与主承载螺母3螺纹连接，主承载螺母3的上部通过一空心轴与电动装置1连接，
23.在本实用新型中顶部电动装置1内通过蜗轮蜗杆机构传递转动力矩给空心轴，然后空心轴再通过联轴结构（如钢三爪等）连接主承载螺母3，带动主承载螺母转动。当然，在蜗轮中部设置有大孔，便于螺杆5的升降。也就是电动装置1的内部构造属于本领域常规技术，在本案中不再赘述。
24.螺杆5底端用于连接闸门9；主承载螺母3具有螺母定位台阶31，在启闭机座4筒形腔的上部设有一圈凸环41，在凸环41的环面上部设平面轴承一，螺母定位台阶31的底面设置在平面轴承一的顶面，螺母定位台阶41的顶面再设置平面轴承二，在平面轴承二的顶面再设置压盖6，电动装置1再设置在压盖6的顶面上；这样启闭机座4上部结构形成，主承载螺
母3活动连接于启闭机座4内的上部，只能旋转、不能升降；而在主承载螺母3转动时，则带动其中螺纹连接的螺杆5只做升降运动，不做旋转运动。
25.主承载螺母3的底面开设有卡榫结构32；即在主承载螺母3的底端环形面上均布若干凸起或凹缺，形成卡爪结构样式。
26.在凸环41的环面下部设平面轴承三，在平面轴承三的下部再设安全螺母7，安全螺母7的中部设有一圈台阶71，平面轴承三的底面接触台阶71的顶面，在台阶71的底面还设有平面轴承四，平面轴承四的底面设有一圈定位块8；
27.安全螺母7的顶面开设有卡铆结构72，主承载螺母3的卡榫结构32与安全螺母7的卡铆结构72相互嵌合。安全螺母7和主承载螺母3的卡榫结构32、卡铆结构72相互嵌合后，形成卡爪结构形式，类似一种联轴器的形式，主承载螺母3可以传递旋转动力带动安全螺母7一起转动，进而避免出现运动干涉。
28.卡榫结构32与卡铆结构72之间保留有轴向间隙73。进一步地，在轴向间隙73内设有弹性垫片一。弹性垫片一在图中未做标记，可以是一个橡胶垫片，粘合在卡榫或卡铆结构单个卡凸、卡槽的顶面或槽底，这样的好处的减少或避免安全螺母7在日常工作中承载闸门9的负荷，避免其被同步磨损。由于螺杆5与主承载螺母3、安全螺母7之间的螺纹配合，无论在理论上或实际上必然是存在一定间隙的，保留轴向间隙73后，是能够实现前述发明构思的。
29.卡榫结构32与卡铆结构72之间保留有周向间隙74。进一步地，在周向间隙74内设有弹性垫片二。周向间隙74的作用是保留安全螺母7螺纹运动时裕度，避免干涉，同时能避免运行时卡榫与卡铆之间侧面的碰撞。