[发明专利]一种能高效实现大负载的自锁式丝杠机构及其运行方法

说明书

本发明公开一种能高效实现大负载的自锁式丝杠机构及其运行方法，其机构包括驱动组件和执行组件，执行组件中，前定板和后定板分别设于导轨两端，执行动板通过导轨滑动于前定板和后定板之间，执行动板中部设有推力杆，执行动板上设有自锁螺母，自锁丝杠与自锁螺母连接；驱动组件中，正向驱动单元、反向驱动单元和丝杠同步单元分别与牵引辊筒连接，前定板与执行动板之间设置正向驱动单元，后定板与执行动板之间设置反向驱动单元，自锁丝杠通过丝杠同步单元与牵引辊筒连接。其运行方法是外接的动力源驱动自锁丝杠旋转，同时带动牵引辊筒转动，通过正向驱动单元或反向驱动单元驱动执行动板、自锁螺母及推力杆进行正向移动或反向移动。

技术领域

本发明涉及动力传动技术领域，特别涉及一种能高效实现大负载的自锁式丝杠机构及其运行方法。

背景技术

丝杠机构是工业设备和精密仪器上最常使用的传动元件，其主要功能是将回转运动转换成直线运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，具有摩擦力小、精度高、可逆性、传动效率高等特点。而最具代表性的滚珠丝杠机构以其显著的优点被越来越广泛的应用在各种机械设备仪器上。

滚珠丝杠副主要由滚珠、丝杠、螺母等部件组成，能实现旋转运动和直线运动之间或者扭矩和轴向作用力之间的相互转化，既能将螺母的直线运动转化为丝杠的旋转运动，又能将螺母的旋转运动转化为丝杠的直线运动；既能将螺母的扭矩转化为丝杠沿轴向的作用力，又能将螺母的轴向作用力转化为丝杠的扭矩。然而正是由于滚珠丝杠副在运动和载荷转化中的灵活性，导致它不能实现自锁，因此在一些应用场合必须要采取防止逆转的措施。

目前，已有多种自锁装置应用在了滚珠丝杠上，如蜗轮蜗杆机构、超越离合器、电磁或者液压制动器、不能逆转的驱动电机等。但是在实际使用过程中这些自锁装置都会存在一些问题，如公开号为CN103115123A的发明申请中公开一种滚珠丝杠的锁定装置，该装置包括壳体、线圈、丝母、制动盘、压力弹簧，线圈安装在壳体上，在壳体的内部设置有压力弹簧，壳体上还通过导柱销安装有可沿导柱销移动的制动盘，制动盘的轴线与滚珠丝杠的轴线重合，压力弹簧一端压在壳体上，另一端压在制动盘上，滚珠丝杠的丝母的端面设置有摩擦盘，制动盘的端面设置有与丝母的端面的摩擦盘相对应的磨擦盘。该装置通过电磁力和压力弹簧的作用，利用摩擦盘来实现了滚珠丝杠的锁定，因此自锁性能较好，但是存在结构复杂、负载小等问题，即当所在设备负载较大时，该装置将无法适用。

同时，由于滚珠丝杠副的丝杠与螺母之间是通过滚珠来传递力的，因此大的负载容易对滚珠丝杠造成损坏，所以在实际使用过程中通常采用多副伺服电机加滚珠丝杠或者加大滚珠丝杠的尺寸来实现大负载的传递，如：日本精工株式会社开发了世界上最大负载能力的超大型滚珠丝杠系列，丝杠轴径在140mm以上，基本额定动载荷可达到3000KN以上，然而如此大尺寸的滚珠丝杠副不但加工困难，成本也非常高，会使得整个设备的成本大幅度增加。

此外，为了高承载，滚珠丝杠通常采用内循环，因此需要增加反向器，需要加工钢球循环滚动的反向通孔确保钢球实现无限循环，就会使得滚珠丝杠结构复杂，装配麻烦，成本昂贵，维修不便。

因此，针对目前滚珠丝杠应用中存在的问题，研发出一种新型简单的能实现大负载的自锁式丝杠机构具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、自锁性能好且工作过程稳定的能高效实现大负载的自锁式丝杠机构。

本发明的另一目的在于提供一种上述自锁式丝杠机构的运行方法。