直行程电动执行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种直行程电动执行器，电机、小齿轮、齿轮轴组成电动执行器的一级传动机构，中心轴垂直设于基板的上面，中心轮垂直设于基板的下面，中心轴与中心轮设于同一中心线上，中心轴的下端连接输出轴，输出轴通过联接法兰连接本体的底端，蜗轮内齿轮与手动蜗杆啮合，联接法兰通过螺钉固定在本体一侧；在中心轮的上端设有大齿轮与齿轮轴组成的二级传动机构，与一级传动机构连接；在大齿轮的下面设有中心轮、行星轮、蜗轮内齿轮组成的三级传动机构，与二级传动机构连接；本实用新型的优点在于自锁时速比较大，效率影响相对较小，传动效率高，磨损小，传动比大，适合中小功率的动力传动，可手动控制且安装操作简单、方便。
【专利说明】直行程电动执行器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动执行器，属于调节和截流装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电动执行器，可用于控制阀门的开启，操作人员既可在现场进行手动操作，也可以对阀门进行远程控制，广泛应用于排水、暖通、石油、化工、电子、轻工、食品、医药、轻纺、造纸、水电、船舶、冶炼、能源系统等流体管线上等各个领域。
[0003]目前电动执行器主要是蜗轮蜗杆离合器传动机构电动执行器，主要存在以下几项缺点:
[0004]1、蜗轮蜗杆需要完全自锁时导程角必须较小(一般要求应小于3° 30’)，此时它的啮合接触面积较大，效率相对比较小(自锁时效率仅为0.4-0.45)；
[0005]蜗轮蜗杆传动因蜗轮蜗杆的间隙会随着使用的次数增加而增加造成磨损严重，且蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低，同时蜗杆轴向力较大。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种新型的低损耗，高效率的电动执行器，由数级传动机构及手动部分组成。
[0007]该电动执行器包括本体，所述的本体上端设有上盖,本体的上端开口处设有基板，基板上设有电机，电动机输出轴上的齿轮与基板下面的小齿轮相啮合，小齿轮与齿轮轴安装在齿轮座上，齿轮座通过螺栓固定在基板上；所述电动机输出轴上的齿、小齿轮、齿轮轴组成电动执行器的一级传动机构；
[0008]其中由大齿轮及齿轮轴组成的二级传动件，通过齿轮轴的转动，将一级传动件的运动传递给二级传动件；
[0009]如果需要数级传动机构传递运动，可按照相同的方式，优化布置各传动机构的机械部分，满足传动速比的要求。
[0010]本发明的核心设计是所述是在上述数级传动机构中，最后一级为NGW机构，其中N表内齿轮、G表行星架、W表行星轮。
[0011]中心轮垂直设置在基板的下面，中心轴与中心轮设置在同一中心线上；在中心轴的下端设有由中心轮，行星轮，行星架，蜗轮内齿轮组成的三级传动件，所述的中心轮，三个行星轮，行星架和蜗轮内齿轮构成了 NGW机构:行星架与输出轴用螺栓相连接，输出轴通过键与丝杠连接，螺母通过联接套与阀门阀杆相连，丝杠与螺母形成螺旋传动，使螺母带动阀杆上下移动来实现阀门的开闭。这样的机械传动方式，使得电机转动的旋转运动方式最终变换为直线运动方式，二级传动件中的大齿轮通过螺栓与中心轮连接，将运动传递到三级传动件上；
[0012]【专利附图】
【附图说明】:[0013]图1为直行程电动执行器装配的纵向剖面图；
[0014]图2为直行程电动执行器装配的横向剖面图；
[0015]图3为NGW传动机构的纵向剖面图；
[0016]图4为NGW传动机构的B-B横向剖面图。
[0017]【具体实施方式】:
[0018]下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0019]如图1为直行程电动执行器装配的纵向剖面图，图2为直行程电动执行器装配的横向剖面图。
[0020]电动执行器由一级传动机构、二级传动机构、三级传动机构和手动部分组成。其中构成三级传动件的NGW机构是整个电动执行器的核心。
[0021]本实用新型所涉及的电动执行器由上盖1、基板2、本体5、行星轮6、蜗轮内齿轮7、螺栓8、输出轴9、联接法兰10、丝杠13、传动螺母15、指示片16、导柱17、连接螺母18、螺栓19、保护罩20、平键23、轴承25、中心轮26、行星架27、手动蜗杆28、齿轮座33、小齿轮34、齿轮轴35、轴承36、电动机37、中心轴38、轴承39、定距套40、螺栓41、大齿轮42、轴套43、螺栓44、O型圈45、螺栓46、手轮47、轴承套48、连接轴49、铜垫50组成。
[0022]所述本体5上端面装基板2，基板2上安装电器元件以及电动机37，本体5上端套有上盖1，电动机37的输出轴上制出齿形并与小齿轮34啮合传递运动，小齿轮34通过平套23安装在齿轮轴35上，齿轮轴35的两端通过轴承36安装在齿轮座33上，齿轮座33通过螺栓固定在基板2上。电动机37输出轴的齿、小齿轮34和齿轮轴35组成了承接电机运动的第一级传动件。
[0023]所述的二级传动件由齿轮轴35、大齿轮42组成。
[0024]所述的三级传动件由中心轮26、3个均布的行星轮6、行星架27、蜗轮内齿轮7、输出轴9组成，中心轮26与3个行星轮6啮合，同时3个行星轮6与蜗轮内齿轮7啮合。由于蜗杆的自锁作用，蜗轮内齿轮7并不转动，此时行星架27将会产生自转，行星架27与输出轴9通过螺栓8联接，当行星架27转动时通过螺栓8将运动及力传递给输出轴9，输出轴9下端通过轴承25与本体5下面内孔过渡配合。
[0025]所述行星轮6可以数个均布。
[0026]所述中心轴38通过轴承39安装在基板2上，轴承39下可安装定距套40 ;中心轴38的末端与输出轴9连接，输出轴9通过联接法兰10固定在本体5的底端开口处，行星轮
6、中心轮26、行星架27及蜗轮内齿轮7构成NGW机构；蜗轮内齿轮7连接手动蜗杆28，手动蜗杆28的伸出部分用轴套43，通过螺栓44固定在本体5的一侧，轴套与手动蜗杆配合处设置两个O型圈45防止润滑油外泄，另一端与本体5内孔间隙配合，手动蜗杆28的端口处，用螺栓46固定手轮47，手轮47上安装手柄。输出轴9、中心轮26、行星轮6、蜗轮内齿轮7和手动蜗杆28组成了电动执行器的手动操作部分。
[0027]采用手动工作时，手轮47通过平键联接带动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮啮合传动，此时中心轮26由于电动机阻尼作用固定不动，致使行星轮26带动行星架27转动，从而将运动传递给输出轴9，输出轴9通过平键23与丝杠13连接，丝杠13与传动螺母15通过螺纹连接，传动螺母15通过螺栓19与连接螺母18相连，通过丝杠13的回转来驱动传动螺母15作上下移动并用于控制阀门开关，指示片16用于指示阀门的位置，设置于传动螺母与联接套之间，以便于使用方准确获知阀门的开关状态；保护罩20为可伸缩式设计，设置于传动螺母外部，且与压盖通过螺牙联接，可防止执行器在工作过程中污物进入丝杠13的螺牙部位；导柱17用于固定电动执行器。
[0028]所述三级传动机构的NGW是整个电动执行器的核心。中心轮26 —端面外装轴承采用间隙配合与行星架27连接，3个行星轮6内装轴承套48，通过连接轴49 一端的过盈配合装在行星架27上，行星轮6与行星架27之间装有铜垫50，使行星轮6端面与行星架27端面隔开；中心轮26与3个行星轮6形成外啮合，3个行星轮与蜗轮内齿轮7形成内啮合构成了 NGW机构。
[0029]有益效果:
[0030]本实用新型在原有的一级传动基础上增加了数级传动机构，以达到执行器对传动能力的要求，且最后一级的传动采用行星齿轮传动机构即NGW机构。在直行程电动执行器中使用该机构具有以下的特点:
[0031](I)体积小、质量轻，结构紧凑，承载能力强:由于行星齿轮传动具有功率分流作用，并和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用内啮合齿轮副，因此可使其结构非常紧凑。且由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量轻，结构非常紧凑，且承载能力强。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/2?1/5 (即在承受相同的载荷条件下)。
[0032](2)传动效率高:由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。NGW传动类型恰当、结构布置合理，其效率值可达0.97?0.99。
[0033](3)传动比较大，可以实现运动的合成与分解:只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂的运动
[0034](4)运动平稳、抗冲击和振动的能力较强:由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布于中心轮的周围，从而可使行星轮受力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。
[0035]总之，NGW机构的优点在于行星齿轮传动效率高,承载能力大,速比大,体积小。通过蜗轮内齿轮，可实现手动控制且安装操作简单、方便。
【权利要求】
1.一种直行程电动执行器，包括数级传动机构及手动部分，用导柱(17)固定； 其特征在于:最后一级的传动机构为NGW机构，由中心轮(26)、至少两个以上围绕中心轮(26)均布的行星轮(6)、行星架(27)、蜗轮内齿轮(7)、输出轴(9)组成；所述中心轮(26)与行星轮(6)啮合，同时行星轮(6)与蜗轮内齿轮(7)相啮合，蜗轮内齿轮(7)不转动，行星架(27 )产生自转，行星架(27 )与输出轴(9 )通过螺栓(8 )联接，输出轴(9 )下端通过轴承(25)与本体(5)内孔过渡配合。
2.如权利要求1所述的直行程电动执行器，其特征在于:所述NGW机构中围绕中心轮(26)均布的行星轮(6)为三个。
3.如权利要求1所述的直行程电动执行器，其特征在于:由一级传动机构、二级传动机构、三级传动机构和手动部分组成； 其中所述一级传动机构由电动机(37)输出轴上的齿及小齿轮(34)组成；本体(5)的上端开口处设有基板(2 )，电动机(37 )固定在基板(2 )上；电动机(37 )输出轴上的齿与基板(2)下面的小齿轮(34)啮合；小齿轮(34)通过齿轮轴(35)连接齿轮座(33)，齿轮座(33)通过螺栓固定在基板(2)上； 所述二级传动机构由齿轮轴(35)、大齿轮(42)组成； 所述的三级传动机构为NGW机构； 所述手动部分由输出轴(9)、中心轮(26)、行星轮(6)、蜗轮内齿轮(7)和手动蜗杆(28)组成；丝杠(13)通过平键(23)与输出轴(9)相连，传动螺母(15)与丝杠(13)通过螺纹联接，联接套(18)通过螺栓(19)与传动螺母相联接，联接套(18)下端设有内螺纹与所配阀门的阀杆相连接；蜗轮内齿轮(7)连接手动蜗杆(28)，手动蜗杆(28)的伸出部分用轴套(43)，通过螺栓(44)固定在本体(5)的一侧，轴套与手动蜗杆配合处设置有O型圈(45);另一端与本体(5)内孔间隙配合，手动蜗杆(28)端口处，用螺栓(46)固定手轮(47)，手轮(47)上安装(手柄)。
4.如权利要求1或2或3所述的直行程电动执行器，其特征在于:指示片设置于传动螺母与联接套之间。
5.如权利要求1或2或3所述的直行程电动执行器，其特征在于:与丝杠(13)通过螺牙联接的传动螺母外部设置可伸缩式保护罩(20)。
【文档编号】F16K31/53GK203453599SQ201320503232
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】徐国峯 申请人:上海孚因流体动力设备有限公司