1.直行程执行器减速系统的设计
直行程执行器是一种典型的机电一体化产品。而在机电一体化机械系统中,目前使用最多的便是齿轮传动,因此,本技术方案也优先选用了齿轮传动。这不仅因为直行程执行器齿轮传动的瞬时传动比为常数、传动精确、可以做到零侧隙、无回差,而且直行程执行器强度大、能承受重载、结构紧凑、摩擦力小及效率高。
2.直行程执行器丝杆螺母副的设计计算
为了将齿轮的旋转运动转换为电动直行程执行器的直线运动,从而达到控制直线动作阀门的目的。在本设计中,采用了制造工艺非常成熟且特别适用于动力传动的梯形螺纹这种滑动螺旋传动方式。直行程执行器将由齿轮传给螺母的旋转运动转变成梯形丝杆(执行器输出轴)的直线运动。由于梯形丝杆螺母副除加工工艺性好外,还有强度高、对中性好等优点。而这些优点,正是直行程执行器所需要的。直行程执行器是通过输出轴做直线运动去带动阀门上、下运行来达到改变阀门开度控制流体之目的。由于直行程执行器阀门控制的特殊性,要求直行程执行器输出轴的丝杆螺母副还必须满足自锁条件:即当直行程执行器的伺服电动机停止转动时,直行程执行器输出轴必须保持在原位(即自锁),从而使直行程执行器阀门的开度也相应地保持在原位。因此,在设计电动直行程执行器输出轴的丝杆时,其螺纹升角a不宜过大。由摩擦理论得知,满足自锁条件的螺纹升角。
3.直行程执行器位置反馈和行程控制系统的设计
位置反馈系统是直行程执行器的重要组成部分,如下图所示,对直行程执行器而言,位置反馈系统的功能是将直行程执行器的直线行程转换成相应的电信号,给伺服放大器作为比较和阀位反馈输出。采用分辨率高、寿命长、具有高速跟踪性能的角位移精密导电塑料电位器做直行程执行器位置传感器具有比较优势。通过行程转换能满足测量大于100m m直线位移(行程)的需要。