单晶炉勾形磁场升降装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的一种单晶炉勾形磁场升降装置，包括互成９０°角沿磁场圆周方向均匀布置的梯形丝杠ａ、梯形丝杠ｂ、梯形丝杠ｃ及梯形丝杠ｄ，梯形丝杠ａ、梯形丝杠ｂ、梯形丝杠ｃ及梯形丝杠ｄ的底部与蜗轮蜗杆减速机相连接，顶部通过调整机构与磁场相连接，外侧设置有支撑型钢，梯形丝杠ａ与梯形丝杠ｂ通过万向接头轴ａ相连接，梯形丝杠ａ的另一端与三向直角齿轮箱相连接，梯形丝杠ｃ与梯形丝杠ｄ通过万向接头轴ｂ相连接，梯形丝杠ｃ的另一端与两向直角齿轮箱相连接，三向直角齿轮箱与两向直角齿轮箱通过连接轴连接，三向直角齿轮箱还与驱动电机相连接。本实用新型专利技术单晶炉勾形磁场升降装置，不仅能满足大直径单晶炉勾形磁场的灵活可靠运动及精确定位，而且结构简单，尺寸小，传动效率高，同时连接和安装方便。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于晶体生长设备
，具体涉及一种单晶炉勾形磁场升降装置。
技术介绍
硅单晶生长目前正朝着高纯度、高完整性、高均勻性和大直径方向发展，集成电路 特别是极大规模集成电路对单晶质量有严格的要求。有效控制单晶中的氧和碳的含量，以 及改变杂质的径向和轴向的均勻性具有重要的意义。在晶体生长设备中引入勾形磁场能有 效地抑制熔体的流动，改变固液交接面的形状，从而减少杂质的含量并改变其在晶体中的 分布。勾形磁场需要利用升降装置来进行位置调整及精确定位。一方面，为了能有效抑 制熔体的对流，要求勾形磁场产生的磁感应强度在坩埚内壁的径向分量应达到1200GS以 上，这导致勾形磁场的尺寸(外径1900mm)和重量(10吨左右)都很大，从而使其升降系统的 尺寸和功率也较大，升降过程中惯性大、平稳性差，传统的采用4个电机分别驱动4根丝杠 的升降方式很难实现磁场的升降同步和对磁场的零高斯面的精确定位；同时由于勾形磁场 内表面与单晶炉的主炉室外表面之间的间隙一般比较小，要求其安装定位精度较高，否则 单晶炉的主炉室外的测温装置会与磁场发生干涉，对于大尺寸勾形磁场来说其安装调整就 更加困难。另一方面，单晶炉炉体的结构又要求磁场升降系统的尺寸要尽量的小，磁场同步 性好、运动平稳、噪音低，能对磁场的零高斯面进行精确定位；同时由于磁场载荷重、工作周 期长，要求整个升降系统要具有很高的安全性和可靠度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种单晶炉勾形磁场升降装置，解决了现有升降装置尺 寸和功率较大导致升降过程中惯性大、平稳性差、定位不准确的问题。本技术所采用的技术方案是，一种单晶炉勾形磁场升降装置，包括互成90° 角沿磁场圆周方向均勻布置的梯形丝杠a、梯形丝杠b、梯形丝杠c及梯形丝杠d，梯形丝杠a、梯形丝杠b、梯形丝杠c及梯形丝杠d的底部与蜗轮蜗杆减速机相连接，梯形丝杠a、梯形 丝杠b、梯形丝杠c及梯形丝杠d的顶部通过调整机构与磁场相连接，梯形丝杠a、梯形丝杠b、梯形丝杠c及梯形丝杠d的外侧设置有用于固定支撑调整机构及磁场的支撑型钢，梯形 丝杠a与梯形丝杠b通过万向接头轴a相连接，梯形丝杠a的另一端与三向直角齿轮箱相 连接，梯形丝杠c与梯形丝杠d通过万向接头轴b相连接，梯形丝杠c的另一端与两向直角 齿轮箱相连接，三向直角齿轮箱与两向直角齿轮箱通过连接轴连接，三向直角齿轮箱还与 驱动电机相连接。本技术的特点还在于，其中的调整机构，包括定位块，定位块通过连接螺钉与磁场连接，定位块两侧通过 锁紧螺母及调整螺钉连接有固定板，固定板与支撑板相连接。其中的调整机构通过支撑板与梯形丝杠a、梯形丝杠b、梯形丝杠c及梯形丝杠d 连接。本技术的有益效果是( 1)采用自锁梯形丝杠与蜗轮蜗杆传动，结构简单紧凑，安全性高；( 2 )采用单电机四根丝杠同步驱动，保证磁场升降的平稳同步，同时提高了机构的 安全性；(3)选用带制动的电机，且电机与直角齿轮箱之间通过花键直接立式相连，结构紧 凑，传动效率高，并且与梯形丝杠形成双重保险；(4)调整机构便于大尺寸磁场的调整与定位。附图说明图1是本技术单晶炉勾形磁场升降装置的结构示意图；图2是本技术单晶炉勾形磁场升降装置的俯视图；图3是本技术单晶炉勾形磁场升降装置中调整机构的结构示意图。图中，1.磁场，2.调整机构，3.梯形丝杠a，4.支撑型钢，5.驱动电机，6.三向直 角齿轮箱，7.蜗轮蜗杆减速机，8.万向接头轴a，9.梯形丝杠b，10.梯形丝杠c，ll.万向接 头轴b，12.梯形丝杠d，13.两向直角齿轮箱，14.连接轴，15.连接螺钉，16.支撑板，17.螺 钉，18.调整螺钉，19.锁紧螺母，20.定位块，21.固定板。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术单晶炉勾形磁场升降装置的结构，如图1及图2所示，包括互成90°角 沿磁场1圆周方向均勻布置的梯形丝杠a3、梯形丝杠b9、梯形丝杠ClO及梯形丝杠dl2，梯 形丝杠a3、梯形丝杠b9、梯形丝杠ClO及梯形丝杠dl2的底部通过键销与四个蜗轮蜗杆减 速机7相连接，梯形丝杠a3、梯形丝杠b9、梯形丝杠ClO及梯形丝杠dl2的顶部通过调整机 构2与磁场1相连接，梯形丝杠a3、梯形丝杠b9、梯形丝杠ClO及梯形丝杠dl2的外侧设置 有用于固定支撑调整机构2及磁场1的支撑型钢4，梯形丝杠a3与梯形丝杠b9通过万向接 头轴a8相连接，梯形丝杠a3的另一端与三向直角齿轮箱6相连接，梯形丝杠clO与梯形丝 杠dl2通过万向接头轴bll相连接，梯形丝杠clO的另一端与两向直角齿轮箱13相连接， 三向直角齿轮箱6与两向直角齿轮箱13通过连接轴14连接，三向直角齿轮箱6还与驱动 电机5相连接，这样不但有效解决磁场在装配时的等高性及升降时的同步性与稳定性，而 且缩短了传动路线，升降功率减小；三向直角齿轮箱6按Z向输入，X、Y向输出设计，输入端 通过法兰直接与电机相连，传动效率高、拆装方便、节省空间，并且可通过电机的制动机构 实现磁场升降系统的断电自锁，增强机构的安全性。本技术单晶炉勾形磁场升降装置中调整机构2的结构，如图3所示，包括定位 块20，定位块20通过连接螺钉15与磁场1连接，定位块20与磁场1之间为紧配合连接，该 结构可确保连接螺钉15只承受拉应力，磁场1调整过程中巨大的剪切力由定位块20来承 受。由于连接螺钉15受力与磁场1重力方向一致，所以可以大大减小连接螺钉15的尺寸； 同时由于定位块20的截面尺寸远大于连接螺钉15的截面尺寸，所以可以有效降低切应力。定位块20两侧依次通过锁紧螺母19及调整螺钉18连接有固定板21，固定板21通过螺钉 17与支撑板16连成一体，调整机构2通过支撑板16与各个丝杠连接，四个调整机构2与四 个支撑板16连成一体沿磁场1圆周方向均布。由于勾形磁场内径与单晶炉的主炉室之间 的间隙一般比较小，所以对其安装定位精度要求也相应较高，对于大尺寸勾形磁场来说其 安装调整就更加困难，本技术中的定位调整机构可有效解决以上问题。本技术单晶炉勾形磁场升降装置的工作过程为驱动电机5通过三向直角齿 轮箱6将运动分成两路，其中一路直接传给梯形丝杠a3上的蜗轮蜗杆减速机7，通过万向接 头轴a8驱动梯形丝杠b9上的蜗轮蜗杆减速机7运动。另一路则通过连接轴14传到两向 直角齿轮箱13，经两向直角齿轮箱13换向变速后驱动梯形丝杠clO、梯形丝杠dl2上的蜗 轮蜗杆减速机7，带动梯形丝杠clO、梯形丝杠dl2同步运动。通过这两组四根丝杠的同步 运动来驱动磁场1的升降运动。磁场1运动到工作位后，由限位开关给定信号，电机断电刹 车抱死。本技术单晶炉勾形磁场升降装置，不仅能满足大直径单晶炉勾形磁场的灵活 可靠运动及精确定位，而且结构简单，尺寸小，传动效率高；同时连接和安装方便。权利要求一种单晶炉勾形磁场升降装置，其特征在于，包括互成90°角沿磁场(1)圆周方向均匀布置的梯形丝杠a(3)、梯形丝杠b(9)、梯形丝杠c(10)及梯形丝杠d(12)，梯形丝杠a(3)、梯形丝杠b(9)、梯形丝杠c(10)及梯形丝杠d(12)的底部与蜗轮蜗杆减速机(7)相连接，梯形丝杠a(3)、梯形丝杠b(9)、梯形丝杠c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶炉勾形磁场升降装置，其特征在于，包括互成９０°角沿磁场（１）圆周方向均匀布置的梯形丝杠ａ（３）、梯形丝杠ｂ（９）、梯形丝杠ｃ（１０）及梯形丝杠ｄ（１２），梯形丝杠ａ（３）、梯形丝杠ｂ（９）、梯形丝杠ｃ（１０）及梯形丝杠ｄ（１２）的底部与蜗轮蜗杆减速机（７）相连接，梯形丝杠ａ（３）、梯形丝杠ｂ（９）、梯形丝杠ｃ（１０）及梯形丝杠ｄ（１２）的顶部通过调整机构（２）与磁场（１）相连接，梯形丝杠ａ（３）、梯形丝杠ｂ（９）、梯形丝杠ｃ（１０）及梯形丝杠ｄ（１２）的外侧设置有用于固定支撑调整机构（２）及磁场（１）的支撑型钢（４），所述的梯形丝杠ａ（３）与梯形丝杠ｂ（９）通过万向接头轴ａ（８）相连接，梯形丝杠ａ（３）的另一端与三向直角齿轮箱（６）相连接，所述的梯形丝杠ｃ（１０）与梯形丝杠ｄ（１２）通过万向接头轴ｂ（１１）相连接，梯形丝杠ｃ（１０）的另一端与两向直角齿轮箱（１３）相连接，所述的三向直角齿轮箱（６）与两向直角齿轮箱（１３）通过连接轴（１４）连接，三向直角齿轮箱（６）还与驱动电机（５）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：焦尚彬，赵建峰，张阳，王庆，蒋剑，吴世海，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]