專利名稱：線性擺動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性擺動(dòng)器，這種線性擺動(dòng)器可提供一種可以控制的線性 運(yùn)動(dòng)，具體說來，本發(fā)明涉及到一種密封式擺動(dòng)器，在這種密封式擺動(dòng)器中， 相對(duì)與擺動(dòng)器的使用環(huán)境來說，電動(dòng)機(jī)和桶體組件均是獨(dú)立的密封組件。更具 體說來，本發(fā)明的線性擺動(dòng)器適合于造紙廠的噴淋系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代造紙工業(yè)，網(wǎng)毯廣泛地被用于造紙機(jī)器的成形部、壓榨部和一些其 它位置。網(wǎng)毯在使用過程中要承載大量的紙漿其中含有纖維、填充物和必要的 化學(xué)添加劑。在造紙過程中， 一些填充物不可避免地殘留在網(wǎng)毯表面上。此時(shí) 網(wǎng)毯必須要被清洗，以防止由于填充物粘在網(wǎng)毯上影響網(wǎng)毯的使用性能和紙質(zhì)。 早期用于網(wǎng)毯清洗的噴淋管采用鋼管，其表面打有孔或安裝噴嘴。鋼管的一端 密封，壓力水從另一端進(jìn)入，通過孔或噴嘴噴灑在網(wǎng)毯表面并清洗。鋼管一般 被固定在紙機(jī)上并和網(wǎng)毯表面保持一定的距離。網(wǎng)毯的移動(dòng)方向和噴淋管的軸 線方向垂直。為了清洗那些頑固的填充物， 一般采用高壓噴淋管。此時(shí)噴淋管 需要沿著網(wǎng)毯的寬度方向做往返擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。早期的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 通過電動(dòng)機(jī)輸出軸及曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到噴淋管的往返擺 動(dòng)運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)所有的機(jī)械零件都暴露在紙廠惡劣的環(huán)境中，易腐蝕。擺動(dòng)器 的速度和行程都無法調(diào)節(jié)以適應(yīng)噴淋管在不同工藝要求下的各項(xiàng)技術(shù)要求。為 了達(dá)到噴淋管的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，擺動(dòng)器做了不同程度的修改，輸出軸靠滾珠絲 桿來驅(qū)動(dòng)，輸出軸和滾珠絲桿裝配在一個(gè)桶體內(nèi)部，端面采用了防塵保護(hù)裝置 以防止污染物滲透到絲桿內(nèi)部。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向靠極性轉(zhuǎn)換開關(guān)和控制桿來 控制。為了讓控制桿能夠在桶體內(nèi)部及電動(dòng)機(jī)側(cè)自由移動(dòng)，桶體組件和電動(dòng)機(jī) 側(cè)都必須有缺口。電動(dòng)機(jī)側(cè)的缺口是當(dāng)前擺動(dòng)器公認(rèn)的明顯缺點(diǎn)。污染物通過 前端防塵保護(hù)裝置滲透桶體內(nèi)部再通過缺口進(jìn)入到電動(dòng)機(jī)側(cè)，從而影響了電動(dòng) 機(jī)的機(jī)械性能及電氣元件的壽命。這些缺點(diǎn)都可能引起噴淋管的致命性故障。 避免潛在污染物的滲透及由于這些污染物帶來的破壞對(duì)擺動(dòng)器的設(shè)計(jì)來說都是 非常必要的。同時(shí)擺動(dòng)器在紙廠內(nèi)部維修和保養(yǎng)也是一件麻煩的事情，因?yàn)榭?制桿、桶體組件和電動(dòng)機(jī)連接端都必須按照正確的位置裝配，特別是裝配桶體 組件和電動(dòng)機(jī)時(shí)，二者的同軸度必須好，只有達(dá)到這樣的要求才能保證控制桿 能自由移動(dòng)。這些維修和保養(yǎng)工作都需要花費(fèi)工人大量的時(shí)間和精力。眾所周 知，造紙廠是一個(gè)連續(xù)性生產(chǎn)的系統(tǒng)，當(dāng)擺動(dòng)器需要維修時(shí)紙機(jī)就要停機(jī)，維 修時(shí)間越長就越影響造紙生產(chǎn)的連續(xù)性。這些都直接影響了紙廠的經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo)是提供一種線性擺動(dòng)器，相對(duì)于擺動(dòng)器的使用環(huán)境來 說，這種擺動(dòng)器是密封的。所述一種線性擺動(dòng)器，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，密封的桶體組件和兩者之間的連接 裝置；其特征在于
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含了電動(dòng)機(jī)、電機(jī)輸出軸及電氣控制系統(tǒng)；
密封的桶體組件包含 一種能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置；及 一種可以和上述機(jī)械裝置連接的可伸縮軸類零件；
將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給上述機(jī)械裝置的輸入軸； 在起始點(diǎn)和終止點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)的輸出軸；
連接裝置能將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和桶體組件連接成一體，從而實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)機(jī)輸出的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到桶體的輸入軸。
桶體組件的外殼至少有一個(gè)密封面，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外殼至少有一個(gè)密封層； 當(dāng)桶體和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在一起時(shí)，桶體組件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的密封面與密封層
的結(jié)合能防止外部的污染物進(jìn)入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部。
為了防止外部的污染物進(jìn)入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外殼是密封的。為 了盡快散發(fā)掉電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量，電動(dòng)機(jī)上必須安裝熱傳遞元件。 所述密封的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部至少有一個(gè)面包含散熱片。所述密封的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部 的電動(dòng)機(jī)上面必須有散熱片和一個(gè)風(fēng)扇，風(fēng)扇通過散熱片將內(nèi)部的空氣循環(huán)并 傳遞到外部。
所述控制系統(tǒng)包含人機(jī)界面模式。所述控制系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)傳遞端口，以方 便與程序控制器進(jìn)行有線或無線方式的數(shù)據(jù)傳輸?？刂葡到y(tǒng)包含一個(gè)可編程控 制器。
本發(fā)明不需要用控制桿來實(shí)現(xiàn)換向。本發(fā)明的線性擺動(dòng)器由密封的電動(dòng)機(jī) 和密封的桶體組件組成。在運(yùn)行過程中，相對(duì)與擺動(dòng)器的使用環(huán)境來說，電動(dòng) 機(jī)和桶體組件均是獨(dú)立的密封組件。這樣，當(dāng)其中的一個(gè)密封組件損壞時(shí)，另 一個(gè)密封組件不會(huì)因此而受到影響。并且，在不需要暴露電機(jī)密封組件內(nèi)部零 件的情況下可以將桶體密封組件與電機(jī)密封組件拆開，這就方便了桶體組件的 更換。不使用控制桿，從而在桶體組件的重新裝配過程中不再需要精確定位， 這就方便了桶體組件的維修。
該線性擺動(dòng)器的積極效果如下
(1) 該擺動(dòng)器在電氣控制系統(tǒng)方面采用了全新的設(shè)計(jì)方法，不需要任何的 機(jī)械動(dòng)作，從根本上杜絕了電動(dòng)機(jī)側(cè)和傳動(dòng)側(cè)缺口的存在，避免了擺動(dòng)器失效 的潛在威脅。
(2) 該擺動(dòng)器采用了二個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)模塊化部件。標(biāo)準(zhǔn)化程度高、易更換。 特別是部件更換后再裝配時(shí)方便、快捷、大大節(jié)約了維護(hù)時(shí)間。
(3) 桶體部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件均采用獨(dú)立的密封設(shè)計(jì)。擺動(dòng)器內(nèi)部的滾珠 絲桿、電動(dòng)機(jī)及其它零件都不會(huì)被環(huán)境腐蝕，使用壽命大大提高。
(4) 擺動(dòng)器的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均釆用人機(jī)操作界面方式輸入。操作界面具備 了較高的人性化設(shè)計(jì)，方便、快捷、簡單。
(5) 擺動(dòng)器采用了高性能的電動(dòng)機(jī)、高精度的滾珠絲桿及專用的控制程序 設(shè)計(jì)，保證了擺動(dòng)器的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)精確，可靠。
圖1是本發(fā)明的一種具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的橫截面圖，
圖2是圖1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上視圖， 圖3是桶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明專利所涉及的結(jié)構(gòu)如圖1、 2、 3所示。
該擺動(dòng)器由兩個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)模塊化部件(桶體組件37和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)39)和電 氣控制系統(tǒng)組成。桶體組件37通過滾珠絲桿機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為輸 出軸的往返直線運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)39為擺動(dòng)器提供了強(qiáng)大的動(dòng)力源。電氣控制系 統(tǒng)精確控制了擺動(dòng)器的行程大小、擺動(dòng)速度等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。下面具體介紹各 個(gè)部件的組成部分及功能。
為了擺脫傳統(tǒng)擺動(dòng)器靠極性轉(zhuǎn)換開關(guān)和控制桿來控制的方法，以及由這種 方法對(duì)擺動(dòng)器產(chǎn)生的致命影響。該擺動(dòng)器的電氣控制系統(tǒng)采用了全新的設(shè)計(jì)方 法。電動(dòng)機(jī)20采用無刷直流電動(dòng)機(jī)、控制器和微處理器集成的設(shè)計(jì)方法，并為 電動(dòng)機(jī)20專門開發(fā)了一套電氣控制軟件，電動(dòng)機(jī)20的各種狀態(tài)全部通過軟件 控制，不需要任何的機(jī)械方式。這種設(shè)計(jì)方法從根本上杜絕了電動(dòng)機(jī)側(cè)和傳動(dòng) 側(cè)缺口的存在，避免了擺動(dòng)器失效的潛在威脅。在PC機(jī)上成功安裝該軟件后， 通過該軟件的人機(jī)操作界面對(duì)擺動(dòng)器的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置以適應(yīng)不同噴淋 系統(tǒng)的技術(shù)要求。各項(xiàng)參數(shù)再通過PC機(jī)的USB端口及數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫姍C(jī)控制 器的數(shù)據(jù)端口，從而精確控制擺動(dòng)器的擺動(dòng)行程、擺動(dòng)速度等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。 簡單、方便、可靠。同時(shí)為了方便手動(dòng)調(diào)試擺動(dòng)器的行程和速度參數(shù)，電動(dòng)機(jī) 側(cè)的端蓋18還安裝了手動(dòng)調(diào)試板46。
桶體組件37由輸出軸30、前端防塵密封件19、絲桿32、絲桿螺母34及連 軸器36等零件組成。該部件通過滾珠絲桿機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為 輸出軸30的直線運(yùn)動(dòng)。為了保證滾珠絲桿的機(jī)械性能不被周圍的環(huán)境腐蝕破壞， 特別是防止那些微小的污染物滲透到滾珠絲桿內(nèi)部，影響滾珠絲桿的運(yùn)動(dòng)精度。 絲桿32中的滾道部分和絲桿螺母34安裝在一根碳纖維的圓桶14內(nèi)，該圓桶14 前端采用了防塵密封組合件19，后端采用0型密封圈8。由于輸出軸30和絲桿 螺母34通過螺紋連接成一體，當(dāng)絲桿32轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲桿32內(nèi)部的滾珠就推動(dòng)絲 桿螺母34和輸出軸30進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。電機(jī)輸出軸40通過連軸器24、 36將旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到絲桿32。該桶體采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，維修時(shí)采用整體更換方式， 簡單、方便。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)39由電動(dòng)機(jī)20、散熱片26、風(fēng)扇28、連軸器24等零件組成。該 部件通過電動(dòng)機(jī)20為擺動(dòng)器提供了強(qiáng)大的動(dòng)力源。為了保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的電 氣元件不被周圍環(huán)境腐蝕破壞，電動(dòng)機(jī)20及其它的電氣元件被密封在一個(gè)圓桶 12內(nèi)，它前端蓋17上安裝了兩個(gè)0型密封圈，后端蓋18上也安裝了0型密封 圈。電動(dòng)機(jī)20采用了無刷直流電動(dòng)機(jī)和控制器、微處理器、數(shù)據(jù)傳輸端口集成 一體的設(shè)計(jì)方式，體積小、易控制。電動(dòng)機(jī)20在正常的運(yùn)行過程中要產(chǎn)生大量 的熱量，為了避免這些熱量對(duì)電動(dòng)機(jī)20及其它電氣元件的影響，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部安裝了強(qiáng)風(fēng)散熱系統(tǒng)。它在電動(dòng)機(jī)20的上面安裝了風(fēng)扇28及散熱片44和42， 同時(shí)還在端蓋18的外表面設(shè)計(jì)了多條散熱道。當(dāng)電動(dòng)機(jī)20起動(dòng)時(shí)風(fēng)扇28也起 ^。一系統(tǒng)內(nèi)部的熱量通過該系統(tǒng)被很快傳遞到外部環(huán)境，保證了系統(tǒng)正常安全 運(yùn)行。
本發(fā)明的特點(diǎn)是
1、 線性擺動(dòng)器進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)因電動(dòng)機(jī)控制桿或其他零件而破壞電 動(dòng)機(jī)或桶體組件的整體性。
2、 由于某種需要(比如維修)可以很方便的將密封的桶體組件與電動(dòng)機(jī)組件分離。
3、 密封的電動(dòng)機(jī)內(nèi)有強(qiáng)制的空氣冷卻系統(tǒng)，外殼的表面有散熱元件，因而 在無需將內(nèi)部零件暴露的情況下可以將電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉。
4、 線性擺動(dòng)器有密封的電機(jī)殼和有帶強(qiáng)制的空氣冷卻系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng) 機(jī)的空氣冷卻系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)上的散熱槽，風(fēng)扇和導(dǎo)流系統(tǒng)組成，導(dǎo)流系統(tǒng)引導(dǎo) 氣流通過電動(dòng)機(jī)上的散熱槽。
5、 線性擺動(dòng)器帶電機(jī)控制系統(tǒng)，這種電機(jī)控制系統(tǒng)由用戶界面和程序控制 器(比如微處理器)組成，程序控制器或微處理器可能安裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，通過它 可以將信號(hào)/指令傳送給電動(dòng)機(jī)。
6、 線性擺動(dòng)器的電機(jī)控制系統(tǒng)包括有有線或無線的數(shù)據(jù)接口，通過有線或 無線的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和編程裝置間的數(shù)據(jù)傳輸。
權(quán)利要求
1、一種線性擺動(dòng)器，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，密封的桶體組件和兩者之間的連接裝置；其特征在于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含了電動(dòng)機(jī)、電機(jī)輸出軸及電氣控制系統(tǒng)；密封的桶體組件包含一種能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置；及一種可以和上述機(jī)械裝置連接的可伸縮軸類零件；將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給上述機(jī)械裝置的輸入軸；在起始點(diǎn)和終止點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)的輸出軸；連接裝置能將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和桶體組件連接成一體，從而實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到桶體組件的輸入軸。
2、 依權(quán)利要求1所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于桶體組件的外殼至少有 一個(gè)密封面，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外殼至少有一個(gè)密封層；當(dāng)桶體組件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝 在一起時(shí)，桶體組件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的密封面與密封層的結(jié)合能防止外部的污 染物進(jìn)入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部。
3、 依權(quán)利要求1所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外殼是密封 的，以防止外部的污染物進(jìn)入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部。
4、 依權(quán)利要求1所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于在電動(dòng)機(jī)上安裝熱傳遞 元件，以散發(fā)掉電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量。
5、 依權(quán)利要求4所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于密封的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部至 少有一個(gè)面包含散熱片。
6、 依權(quán)利要求4所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于密封的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的 電動(dòng)機(jī)上面必須有散熱片和一個(gè)風(fēng)扇，風(fēng)扇通過散熱片將內(nèi)部的空氣循環(huán)并傳 遞到外部。
7、 依權(quán)利要求1所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于控制系統(tǒng)包含人機(jī)界面 模式。
8、 依權(quán)利要求7所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于控制系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)傳遞 端口，以方便與程序控制器進(jìn)行有線或無線方式的數(shù)據(jù)傳輸。
9、 依權(quán)利要求7所述的線性擺動(dòng)器，其特征在于控制系統(tǒng)包含一個(gè)可編 程控制器。
全文摘要
本發(fā)明所述的線性擺動(dòng)器是一種機(jī)電式往復(fù)擺動(dòng)裝置。該產(chǎn)品由二個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)模塊化部件(桶體部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件)和電氣控制系統(tǒng)組成。桶體部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件均為完全密封的組件，可以完全防止外部污染物滲透到組件的內(nèi)部，從而使該產(chǎn)品更適合有污染物的環(huán)境下使用(如造紙廠)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件由電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和強(qiáng)風(fēng)散熱系統(tǒng)組成。電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)采用了無刷直流電動(dòng)機(jī)、控制器及微處理器集成設(shè)計(jì)。桶體部件實(shí)現(xiàn)了將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)輸出軸在設(shè)定的范圍內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)是為該擺動(dòng)器專門開發(fā)的一套電氣控制軟件，它需要在PC機(jī)上成功安裝該軟件后，通過該軟件的人機(jī)操作界面方便地對(duì)擺動(dòng)器的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。各項(xiàng)參數(shù)通過PC機(jī)的USB端口及數(shù)據(jù)線傳輸?shù)诫姍C(jī)控制器的數(shù)據(jù)端口。
文檔編號(hào)D21F1/32GK101613973SQ2009101812
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者王治國, 陶衛(wèi)東 申請(qǐng)人:凱登約翰遜(無錫)技術(shù)有限公司