专利名称：力平衡式电/机转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种力平衡式电/机转换器，是将电气量转换成机械位移和液流流量的装置。
在水轮机微机调速器和电气液压控制系统中，广泛采用电气机械位移转换器(电液转换器)和电气流量转换器(电液伺服阀)，典型产品有双锥式电液伺服阀、环喷式电液伺服阀和步进式电液转换器。这些转换装置均由电机转换部件和一级或多级液压放大器组成，其结构复杂，部件要求精密，造价高，静态耗油量大，对油质清洁度要求较高，当油质清洁度难以保证时，其故障率较高。而用直流力矩电机和步进电机构成的电/机伺服系统，也是一种电/机转换器，其系统复杂，制造成本高，而且当控制电源消失时，这种机电转换装置不能自动恢复到平衡位置(中间位置)，不适合用作电液随动系统的电/机转换部件。
本实用新型的目的是设计一种造价低，结构简单、静态耗油量小、工作可靠的电/机转换器。
本实用新型的技术方案是这样实现的，这种力平衡式电/机转换器包括电动部分和机械部分，其电动部分为力矩电机，机械部分采用滚珠丝杆螺母机构，滚珠丝杆3与力矩电机1输出轴连接并通过轴承4固定于壳体1上端中心位置，滚珠螺母5与滚珠丝杆相配合并与输出轴11连接，壳体内有作用在滚珠螺母上的弹性力平衡装置6。
所述的力平衡式电/机转换器，其弹性力平衡装置6包括支架6-1，弹簧6-2和6-3，支架6-1上部与滚珠螺母连接，下端与输出轴11连接，支架上有上端台6-4和下端台6-5，弹簧6-2的一端至支架上端台，另一端落在托盘9上，托盘9与壳体10下部连接，弹簧6-3的一端落在支架下端台6-5上，另一端至壳体上端盖。
上述力平衡式电/机转换器，其托盘9与壳体10下部之间为可调高度式螺纹连接。
该实用新型的优点是装置结构简单，工作可靠性高。它可以用于中小型水轮机调速器的技术改造和电液伺服系统新产品的开发，可以降低造价，简化系统结构，提高系统的可靠性。
下面对附图进行说明图1是本实用新型结构示意图，图2是本实用新型加滑阀实现电/位移转换的实施例。图中1是力矩电机，2是连轴节，3是滚珠丝杆，4是轴承，5是滚珠螺母，6是力平衡装置，6-1是支架，6-2、6-3是弹簧，6-4是支架上端台，6-5是支架下端台，9是托盘，10是壳体，11是输出轴，12是半球状连接头，13是滑阀壳体，14是活塞，15是输入油口，16是输出口，17是手轮。
以下结合
本实用新型的实施例和工作原理，图1是本实用新型结构示意图，力矩电机的输出轴通过连轴节2与滚珠丝杆3直接相连，手动操作手轮17装在连轴节2上，滚珠丝杆通过单列向心球轴承4固定于壳体10上端。滚珠螺母5通过支架6与输出轴11连成一体。外弹簧6-3一端落在支架下端台上，另一端支撑在壳体10上盖，对支架产生向下的推力。内弹簧6-2也是一端支承支架上端台，另一端落在可调整高度的托盘9上，对支架产生向上的推力。内外弹簧和支架组成弹性力平衡装置6，内、外弹簧作用于支架上的力相互抵消，在无外力作用时螺母处于平衡位置，即该装置输出轴11的中位。
其工作原理如下当向力矩电机施加正向控制信号UK时，力矩电机产生与控制信号UK成正比的转矩MD(MD＝KUK)，若带动滚珠丝杆顺时针旋转，推动螺母5向上运动，运动位移量为△S，当组合弹簧的变形产生的弹力F(F＝KK△S)与力矩电机的力矩平衡时，电机堵转，这时装置将控制电压UK成比例地转换成机械位移△S。当控制电压越大，力矩电机的堵转矩越大，螺母运动的位移也将越大。反之，当向电机施加反向控制电压时，电机将逆时针旋转，滚珠螺母向下运动，偏离中位的位移-△S将与控制信号大小成比例。当控制信号消失，力矩电机转矩为零，滚珠螺母将在组合弹簧的作用下，回复到平衡位置。该装置组合弹簧的刚度设计为150-200N/mm，复中能力很强。
当作为电气一流量转换器时，应按图2在电气/位移转换器(图1)的下部加装一滑阀。它由滑阀壳体13，活塞14组成，压力油从P口15接入，A口16为该转换器的输出口。半球状连接头12为传递机械位移而设置的。该滑阀的活塞设计成差动活塞，该活塞通常有150N左右的向上的差动力，因此与半球状连接头12总是紧密相连。当电/机转换器输出向下运动时，半球状连接头12推动活塞14向下，压力油从A口输出，当电机转换器输出轴向上时，活塞在差压力的作用下向上移动，A口与油零压腔接通，即A口接通了排油，从A口输出的压力油或排出的油的流量与阀口开口大小成正比，与电机转换器输出位移成正比。该滑阀按正常液压阀一样设计制造、没有特殊要求。该装置与其他的电液转换器和电液伺服都不相同，用作电气——位移转换时，不用压力油，它没有任何放大机构，其功率增益小于1。
权利要求1.一种力平衡式电/机转换器，包括电动部分和机械部分，其特征是电动部分为力矩电机，机械部分采用滚珠丝杆螺母机构，滚珠丝杆(3)与力矩电机(1)输出轴连接并通过轴承(4)固定于壳体(10)上端中心位置，滚珠螺母(5)与滚珠丝杆相配合并与输出轴(11)连接，壳体内有作用在滚珠螺母上的弹性力平衡装置(6)。
2.根据权利要求1所述的力平衡式电/机转换器，其特征是弹性力平衡装置(6)包括支架(6-1)、弹簧(6-2)和(6-3)，支架(6-1)上部与滚珠螺母连接，下端与输出轴(11)连接，支架上有上端台(6-4)和下端台(6-5)，弹簧(6-2)的一端至支架上端台，另一端落在托盘(9)上，托盘(9)与壳体(10)下部连接，弹簧(6-3)的一端落在支架下端台(6-5)上，另一端至壳体上端盖。
3.根据权利要求1或2所述的力平衡式电/机转换器，其特征是托盘(9)与壳体(10)下部之间为可调高度式螺纹连接。
专利摘要本实用新型提供一种力平衡式电/机转换器,其电动部分为力矩电机,机械部分采用滚珠丝杆螺母机构,滚珠丝杆3与力矩电机1输出轴连接并通过轴承4固定于壳体10上端中心位置,滚珠螺母5与滚珠丝杆相配合并与输出轴11连接,壳体内有作用在滚珠螺母上的弹性力平衡装置6。该装置结构简单,工作可靠。它用于中小型水轮机调速器的技术改造和电液伺服系统,可以降低造价,简化系统结构,提高系统的可靠性。
文档编号F03B15/00GK2477852SQ0123998
公开日2002年2月20日 申请日期2001年5月10日 优先权日2001年5月10日
发明者周泰经, 吴应文, 吴浩洋 申请人:吴应文, 周泰经, 吴浩洋