阅读说明：本技术 一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置 (Tank door opening device based on planetary roller screw ) 是由 解志杰 尹继辉 于迪 詹长书 吕景亮 于 2021-01-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置,包括伺服电机、行星齿轮减速器、联轴器、行星滚柱丝杠、长连接件和罐门总成,行星滚柱丝杠包括丝杆轴、两个滚柱保持架、多个滚柱和螺母,滚柱同时与丝杆轴和螺母螺纹啮合,罐门总成包括罐门、连接杆和第一支座,罐门与罐体顶部配合,长连接件与螺母固定连接,在连接杆靠近自由端处通过活动铰链与第一支座铰接；伺服电机带动行星齿轮减速器转动,行星齿轮减速器通过联轴器带动丝杆轴转动,丝杆轴带动滚柱运动,滚柱带动螺母向下或向上移动进而带动罐门总成运动,打开或关闭罐门。本发明结构合理,开启关闭灵活,密封性能好,操作简便省力,确保罐门打开和关闭的可靠性,提高工作效率,降低成本。(The invention provides a tank door opening device based on a planetary roller screw, which comprises a servo motor, a planetary gear reducer, a coupler, the planetary roller screw, a long connecting piece and a tank door assembly, wherein the planetary roller screw comprises a screw rod shaft, two roller retainers, a plurality of rollers and nuts, the rollers are simultaneously in threaded engagement with the screw rod shaft and the nuts, the tank door assembly comprises a tank door, a connecting rod and a first support, the tank door is matched with the top of a tank body, the long connecting piece is fixedly connected with the nuts, and the connecting rod is hinged with the first support through a movable hinge at the position close to the free end; the servo motor drives the planetary gear reducer to rotate, the planetary gear reducer drives the screw rod shaft to rotate through the coupler, the screw rod shaft drives the roller to move, and the roller drives the nut to move downwards or upwards so as to drive the tank door assembly to move, so that the tank door is opened or closed. The invention has reasonable structure, flexible opening and closing, good sealing performance, simple and labor-saving operation, ensures the reliability of opening and closing the tank door, improves the working efficiency and reduces the cost.)

一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置

技术领域

本发明属于阀门自动控制技术领域，尤其是涉及一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置。

背景技术

现有的压力容器如硫化罐、蒸压釜、热压罐等设备需要具有很好的密封性能，罐门一般使用铰链与罐身连接或使用在罐身上部连接的吊臂连杆装置。其缺点是当设备直径较大时，罐门的重量很大，开启和关闭罐门比较费力，一些直径更大的设备在转动罐门的时候无疑需要更大的力量，造成开闭罐门困难，甚至影响到罐门的密封性能，且校形困难，对于如何快速开启压力容器罐门来说相当麻烦。现有压力容器罐门开启方式有如下四种：1、手动开门：快开门的开启和关闭由手柄直接操作实施简单快捷；2、气动开门：操作控制按钮，气缸伸缩控制实施快开门的自动开启和关闭，省时省力；3、液动开门：操作控制按钮，液压缸伸缩控制实现罐门的自动开启和关闭；4、电动开门：操作控制按钮，电机及涡轮涡杆控制减速实现罐门的开启和关闭。

对于大型设备其罐门比较沉重，手动开门需要更大的人工力量；气动开门和液动开门都需要有专门的动力源，非常不方便，且增加了成本；电机及涡轮涡杆控制减速的电动开门中涡轮蜗杆传动为面接触，摩擦力大，使得零件易磨损，传动效率低，也无法满足生产需求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置，结构合理，开启、关闭灵活，密封性能好，操作简便省力，确保罐门打开和关闭的可靠性，提高工作效率，降低成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置，包括伺服电机、行星齿轮减速器、联轴器、行星滚柱丝杠、长连接件和罐门总成，所述的伺服电机、行星齿轮减速器、联轴器、行星滚柱丝杠和长连接件依次从下到上设置在罐体的一侧，所述的行星滚柱丝杠包括丝杆轴、两个滚柱保持架、多个滚柱和螺母，所述的丝杆轴设置在螺母内且轴线重合，多个滚柱沿圆周方向均匀布置在丝杆轴和螺母之间，两个滚柱保持架分别设置在螺母的两端，滚柱两端的光轴分别与螺母两端的滚柱保持架的内孔转动连接，滚柱同时与丝杆轴和螺母螺纹啮合，所述的罐门总成包括罐门、连接杆和第一支座，所述的罐门与罐体顶部配合，所述的连接杆的一端固定在罐门上，另一端为自由端，所述的第一支座固定在罐体的上部外壁处，所述的连接杆的自由端与长连接件铰接，所述的长连接件与螺母固定连接，在所述的连接杆靠近自由端处通过活动铰链与第一支座铰接；所述的伺服电机带动行星齿轮减速器转动，所述的行星齿轮减速器通过联轴器带动丝杆轴转动，丝杆轴带动滚柱进行行星运动，滚柱运动带动螺母运动，螺母向下或向上移动进而带动罐门总成运动，打开或关闭罐门。

进一步的，所述螺母包括一体制成的带有内螺纹的中空轴和连接盘，所述连接盘套设在带有内螺纹的中空轴的中部，在带有内螺纹的中空轴的两端均设有一限位台阶，所述限位台阶限位相对应的滚柱保持架的轴向运动，在连接盘均匀开设若干连接孔。

进一步的，所述长连接件包括套筒、上连接座和下连接法兰盘，所述上连接座固定在套筒上部并通过销轴与连接杆的自由端的底部的铰接座铰接，所述下连接法兰盘与连接盘上的连接孔通过螺钉连接，所述丝杆轴的自由端伸入到套筒内。

进一步的，所述行星齿轮减速器安装在减速器安装板上，所述减速器安装板固定在第二支座上，所述第二支座设置在罐体的中部外壁上。

进一步的，在螺母与联轴器之间的丝杆轴部分套设有可折叠防尘罩。

进一步的，所述活动铰链的一端与固定在连接杆上的双耳座通过销轴连接，活动铰链的另一端与固定在第一支座上的双耳座通过销轴连接。

进一步的，所述滚柱的个数为6～12个。

进一步的，所述行星齿轮减速器通过法兰盘与减速器安装板连接。

进一步的，所述丝杆轴和螺母上的螺纹为多头螺纹且螺纹头数相等，所述滚柱上的螺纹为单头螺纹。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置具有以下优势：

本申请采用行星滚柱丝杠传动，工作时，电机输出轴安装在行星齿轮减速器的输入端，减速器输出端通过联轴器将转矩传递给丝杆轴，从而带动滚柱进行行星运动，滚柱运动带动螺母旋转，在活动铰链的限制下，进而带动罐门总成运动，打开或者关闭罐门。与传统的蜗轮蜗杆减速器相比，其具有更多的螺纹接触点，极大地提高了额定动载荷和静载荷，而且传动平稳、响应快、效率高、寿命长、抗冲击能力强。

本申请通过开启机构采用铰链设计，行星齿轮减速器安装方式为安装板法兰连接，发挥了行星滚柱丝杠传动的平稳性和精确性，无需定位杆和导向槽的引导下，准确找到着床位，极大提高了罐门着床准确率。总体来说，本发明大幅提高了罐门开启装置的承载能力、传动精度、传动效率和传动平稳性，并且可以有效保证了设备运行过程的密封性和安全性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置的整体结构图；

图2为本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置关闭罐门的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置打开罐门的结构示意图；

图4本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置中的行星齿轮减速器的结构示意图；

图5本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置的行星滚柱丝杠结构示意图；

图6为本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置中的丝杆的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置中的螺母的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置中的滚柱的结构示意图。

附图标记说明：

1-伺服电机，2-行星齿轮减速器，3-减速器安装板，4-联轴器，5-可折叠防尘罩，6-行星滚柱丝杠，7-长连接件，8-活动铰链，9-罐门总成，10-罐体，11-丝杆轴，12-滚柱保持架，13-螺母，14-滚柱，15-弹性挡圈，16-罐门，17-连接杆，18-第一支座，19-带有内螺纹的中空轴，20-连接盘，21-限位台阶，22-套筒，23-上连接座，24-下连接法兰盘，25-第二支座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图8所示，一种基于行星滚柱丝杠的罐门开启装置，包括伺服电机1、行星齿轮减速器2、联轴器4、行星滚柱丝杠6、长连接件7和罐门总成9，所述的伺服电机1、行星齿轮减速器2、联轴器4、行星滚柱丝杠6和长连接件7依次从下到上设置在罐体10的一侧，所述的行星滚柱丝杠6包括丝杆轴11、两个滚柱保持架12、多个滚柱14和螺母13，所述的丝杆轴11设置在螺母13内且轴线重合，多个滚柱14沿圆周方向均匀布置在丝杆轴11和螺母13之间，两个滚柱保持架12分别设置在螺母13的两端，滚柱14两端的光轴分别与螺母13两端的滚柱保持架12的内孔转动连接，滚柱14同时与丝杆轴11和螺母13螺纹啮合，所述的罐门总成9包括罐门16、连接杆17和第一支座18，所述的罐门16与罐体10顶部配合，所述的连接杆17的一端固定在罐门16上，另一端为自由端，所述的第一支座18固定在罐体10的上部外壁处，所述的连接杆17的自由端与长连接件7铰接，所述的长连接件7与螺母13固定连接，在所述的连接杆17靠近自由端处通过活动铰链8与第一支座18铰接，具体可以为，活动铰链8的一端与固定在连接杆17上的双耳座通过销轴连接，活动铰链8的另一端与固定在第一支座18上的双耳座通过销轴连接；所述的伺服电机1带动行星齿轮减速器2转动，所述的行星齿轮减速器2通过联轴器4带动丝杆轴11转动。所述伺服电机1固定在行星齿轮减速器2输入端，行星齿轮减速器2固定在减速器安装板3上，行星齿轮减速器2的输出端和行星滚柱丝杠6中的丝杆轴相连，将伺服电机输出的转矩传递给丝杆轴11，丝杆轴11带动滚柱14进行行星运动，滚柱14运动带动螺母13运动，螺母13前进或者后退，进而带动罐门总成9运动，关闭或打开罐门16。

螺母13包括一体制成的带有内螺纹的中空轴19和连接盘20，所述连接盘20套设在带有内螺纹的中空轴19的中部，在带有内螺纹的中空轴19的两端均设有一限位台阶21，所述限位台阶21限位相对应的滚柱保持架的轴向运动，在连接盘21均匀开设若干连接孔。

长连接件7包括套筒22、上连接座23和下连接法兰盘24，所述上连接座23固定在套筒22上部并通过销轴与连接杆17的自由端的底部的铰接座铰接，所述下连接法兰盘24与连接盘20上的连接孔通过螺钉连接，所述丝杆轴11的自由端伸入到套筒22内，丝杆的自由端以间隙配合伸入到套筒中，套筒起到对丝杆的定位作用。

行星齿轮减速器2安装在减速器安装板3上，具体为，行星齿轮减速器2通过法兰盘与减速器安装板3连接；所述减速器安装板3固定在第二支座25上，所述第二支座25设置在罐体10的中部外壁上。

在螺母13与联轴器4之间的丝杆轴部分套设有可折叠防尘罩5，对丝杆轴11裸露部分进行保护。

所述滚柱14的个数为6～12个。丝杆轴11和螺母13上的螺纹为多头螺纹且螺纹头数相等，所述滚柱14上的螺纹为单头螺纹，滚柱14两端的光轴安装在滚柱保持架12内，保证各滚柱22均匀分布在丝杆轴11和行星滚柱丝杠螺母13之间。在丝杆轴11上靠近两个滚柱保持架12处分别设有一对相应的保持架进行限位的弹性挡圈15。

本申请的工作过程为：伺服电机1的输出轴驱动行星齿轮减速器2转动，通过联轴器将输出的转矩传递给丝杆轴11，丝杆轴11转动从而带动滚柱14进行行星运动，滚柱14运动带动螺母13运动，在活动铰链8的限制下，螺母13向下移动或向上移动，进而通过长连接件7带动罐门总成9转动，打开或者关闭罐门。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。