[發明專利]一種適用于超高壓雙自由度串聯協同的高精度輸送裝置

在審

• 申請號: 201911193604.1
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111043270A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 劉曉慶;殷參;曾婷;張加波;胡紫陽;李君;徐迎麗
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22;F16H57/04;F04B17/03
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛軍

一種適用于超高壓雙自由度串聯協同的高精度輸送裝置，屬于機械技術領域。本發明用于實現柱塞桿的往復運動，采用驅動部件配合高精度滾珠絲杠的方式實現，滾珠絲杠副采用絲杠旋轉，螺母往復運動的方式，通過螺母往復運動帶動柱塞桿往復運動。主要包括：驅動部件、傳動軸系、恒溫殼體和緩沖部件等組成。驅動部件包括電機和編碼器，用于提供柱塞運動的動力和實現位置的準確控制；傳動部件是將電機的傳轉運動轉化為柱塞的往復運動；恒溫殼體實現對裝置溫度的控制，從而減少熱量對精度帶來的影響；緩沖組件用于緩解傳動部件在往復過程中加速度頻繁交變引入的沖擊問題。

技術領域

本發明涉及一種適用于超高壓雙自由度串聯協同的高精度輸送裝置，屬于機械技術領域。

背景技術

液相色譜分析技術是一種應用非常廣泛的物質定量或者定性的分析技術，超高效高效液相色譜(UHPLC)在經典液相色譜法的基礎上迅速發展起來成為液相色譜領域新型法，主要有高精度輸送裝置、進樣器、色譜柱、檢測器和記錄儀等部件組成，并具有高壓、高靈敏度和高效的特點。目前我國以高效液相色譜技術為主，缺乏具有自主知識產權的UHPLC技術，其中主要原因在于UHPLC的核心關鍵部件——高精度輸送裝置技術。

傳統的HPLC泵大多采用雙缸單電機驅動，通過齒輪、蝸輪蝸桿或者凸輪完成雙缸的協同控制，從而實現流體的輸送。由于傳動環節復雜，傳動精度不能滿足超高效應用中高精度低脈動的需求。鑒于上述缺點，傳統的HPLC泵常用于精度等級要求較低的場合，通常傳動精度在1％左右，因此對溫度控制的要求并不嚴格，而高精度輸送裝置精度需優于0.06％(RSD)，且經計算每升高5℃，精度誤差就會升高0.01％(RSD)，因此需進行嚴格的溫度控制，同時需進行剛度和精度的匹配設計。傳統的HPLC泵多采用平面接觸方式，導致柱塞的軸向變形大，從而損失傳動精度。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種適用于超高壓雙自由度串聯協同的高精度輸送裝置，解決適用于超高效液相色譜分析中柱塞高精度運動問題。

本發明的技術解決方案是：一種適用于超高壓雙自由度串聯協同的高精度輸送裝置，包括傳動軸系、恒溫殼體、軸系緩沖組件、防扭組件、驅動部件；

所述傳動軸系包括柱塞、柱塞限位卡圈、滾珠、柱塞壓縮彈簧、柱塞限位擋圈、中心主軸、滾珠絲杠、絲杠鎖緊螺母、限位卡套、支撐軸承、軸承安裝座、軸承內鎖緊螺母和軸承外鎖緊螺母；滾珠絲杠安裝于中心主軸的內腔，絲杠鎖緊螺母通過螺紋連接將滾珠絲杠螺母壓緊；滾珠絲杠軸端與兩個支撐軸承通過圓柱段配合，支撐軸承安裝于軸承安裝座的內腔內，支撐軸承的內圈與外圈通過軸承內鎖緊母和軸承外鎖緊母鎖緊，支撐軸承預緊力通過支撐軸承的內外圈的軸向長度尺寸配合實現；軸承安裝座與中心主軸直徑大的一端的外側之間安裝限位卡套，限位卡套通過過盈配合固定安裝于軸承安裝座上；中心主軸直徑小的一端內腔內安裝柱塞，柱塞通過圓周均布的滾珠實現軸向限位，保證柱塞的配合球面與中心主軸內腔內錐面貼合，滾珠沿柱塞限位卡圈內的錐面軸向移動實現了柱塞的軸向限位，柱塞壓縮彈簧的一個端面與柱塞限位卡圈的內腔端面配合，另一端面與柱塞限位擋圈配合，實現柱塞限位卡圈通過柱塞壓縮彈簧壓緊在滾珠上，柱塞限位擋圈安裝于中心主軸周向外側的配合安裝槽內；

所述恒溫殼體包括滑動軸承防塵圈、前限位螺釘、滑動軸承、殼體銅套、后限位螺釘和殼體；殼體銅套安裝于殼體上方的配合槽內，滑動軸承通過外圓柱面與殼體內孔過盈配合，安裝于殼體內腔內，滑動軸承一端端面與殼體內腔端面貼合；前限位螺釘和后限位螺釘分別安裝于殼體上表面對應的配合螺紋孔內，前限位螺釘還與滑動軸承通過孔軸配合安裝，配合殼體內腔端面，從而限制殼體銅套的軸向運動；滑動軸承防塵圈安裝于滑動軸承內腔配合槽內，用于防止外部多余物進入滑動軸承內部；

傳動軸系通過滑動軸承的內腔與中心主軸外徑配合安裝于恒溫殼體內腔內，軸承安裝座與殼體螺紋連接固定；

所述軸系緩沖組件安裝在傳動軸系的柱塞所在的一側，實現傳動軸系平穩運動；