ЭЛЕКТРОПРИВОД Российский патент 2005 года по МПК F16K31/05 

Изобретение относится к электроприводам, в частности к комбинированным средствам управления запорной арматурой (задвижками, клапанами, кранами и т.п.) с помощью электродвигателя и вручную, и может быть использовано на трубопроводах при транспорте нефти и нефтепродуктов, в химической и нефтехимической отраслях.

Известно использование в электроприводе передачи с промежуточными телами качения (авторское свидетельство СССР №1765578, F 16 H 25/04, публикация 30.09.1992 г., бюл. №36), содержащей корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, кулачок, установленный на входном валу и выполненный в виде четырех установленных последовательно и жестко соединенных между собой дисков. Оси двух крайних и средних дисков смещены относительно ведущего вала на одну и ту же величину, расположены по разные стороны относительно него, параллельны между собой и лежат в одной плоскости. Передача содержит также центральное колесо с внутренними зубьями, промежуточные тела качения, размещенные в гнездах многорядного сепаратора. Причем гнезда крайних рядов расположены друг против друга, а средние смещены относительно них в окружном направлении на угол, равный половине углового шага звеньев. Промежуточные тела качения кинематически связаны с кулачком и центральным колесом. Недостатком этого устройства является то, что диски нагружаются в разной степени из-за невозможности изготовить абсолютно одинаковые диски и промежуточные тела качения, в результате чего ограничиваются функциональные возможности передачи. Кроме того, конструкция кулачка передачи не учитывает способности самоустановки входного вала относительно центрального колеса по трем дискам и является из-за этого усложненной.

Известен электропривод, содержащий передачу с промежуточными телами качения, соединенную с внешним приводом (патент РФ №2029167, F 16 H 1/00, 25/06, публикация 20.02.95, бюл. №5). Передача с промежуточными телами качения включает корпус, размещенные в корпусе входной и выходной валы, кулачок, установленный на входном валу и выполненный в виде трех одинаковых дисков, жестко соединенных основаниями так, что их центры симметрично расположены вокруг оси входного вала. То есть центры дисков смещены от оси входного вала на одну и ту же величину и расположены с окружным шагом 120° друг относительно друга. Передача содержит также центральное колесо с внутренними зубьями, сепаратор, в пазах которого размещены три ряда промежуточных тел качения, кинематически связанных с кулачком и центральным колесом. Центральное колесо установлено в корпусе на подшипниковых опорах и связано с выходным валом, сепаратор жестко связан с корпусом, а на входном валу закреплен один конец гибкой муфты, другой конец которой предназначен для соединения с внешним приводом. Входной вал передачи при встраивании в механизм не имеет опор, так как размещен на выходном валу передачи. Гибкое соединение с помощью гибкой муфты входного вала передачи с внешним приводом и трехдисковое исполнение кулачка позволяют обеспечить самоустановку входного вала относительно центрального колеса и, следовательно, исключение силового замыкания элементов передачи и высокий к.п.д., а также упростить конструкцию устройства. Недостатком электропривода являются невысокие надежность работы и технологичность изготовления, а также усложненная конструкция вследствие гибкого соединения (с помощью гибкой муфты) входного вала и внешнего привода.

Задачей изобретения является повышение надежности работы, технологичности изготовления и упрощение конструкции электропривода.

Технический результат заключается в достижении в заявляемом электроприводе самоустановки входного вала передачи с промежуточными телами качения относительно центрального колеса этой передачи при наличии жесткого соединения входного вала передачи и внешнего привода.

Как и прототип заявляемый электропривод содержит корпус, внешний привод и передачу с промежуточными телами качения, включающую входной вал, кулачок, установленный на входном валу и выполненный в виде трех одинаковых дисков, жестко соединенных основаниями так, что их центры симметрично расположены вокруг оси входного вала, центральное колесо с внутренними зубьями, сепаратор, в пазах которого размещены три ряда промежуточных тел качения, кинематически связанных с кулачком и центральным колесом.

В отличие от прототипа соединение входного вала передачи с промежуточными телами качения и внешнего привода выполнено жестким, при этом входной вал установлен на двух опорах качения, одной из которых служат промежуточные тела качения передачи.

Электропривод изображен на чертеже со следующими обозначениями: 1 - корпус, 2 - внешний привод, 3 - передача с промежуточными телами качения, 4 - промежуточное тело качения, 5 - входной вал, 6 - кулачок, 7 - диск, 8 - центральное колесо, 9 - сепаратор, 10 - подшипник, 11 - электродвигатель, 12 - шестерня, 13 - зубчатое колесо, 14 - неподвижная полумуфта, 15 - подвижная полумуфта, 16 - ограничитель, 17 - маховик ручного дублера, 18 - вал маховика ручного дублера, 19 - кулачок на валу маховика ручного дублера, 20 - кулачок на входном валу 5.

В корпусе 1 расположены внешний привод 2 и передача 3 с промежуточными телами качения 4. Передача 3 включает входной вал 5 и установленный на нем кулачок 6, выполненный в виде трех одинаковых дисков 7. Диски 7 жестко соединены основаниями так, что их центры симметрично расположены вокруг оси входного вала 5. То есть центры дисков смещены от оси входного вала на одну и ту же величину и расположены с окружным шагом 120° друг относительно друга. Передача 3 включает также центральное колесо 8 с внутренними зубьями (не показаны) и сепаратор 9, в пазах которого размещены три ряда промежуточных тел качения 4, кинематически связанных с кулачком 6 и центральным колесом 8.

Соединение входного вала 5 передачи 3 с промежуточными телами качения 4 и внешнего привода 2 выполнено жестким.

Входной вал 5 установлен на двух опорах качения. Одной из опор качения служат промежуточные тела качения 4 передачи 3, которые кинематически связаны с кулачком 6, установленным на входном валу 5 передачи 3, и центральным колесом 8. Другой опорой может служить, например, подшипник 10.

Внешний привод 2 может содержать электродвигатель 11 и первичный редуктор. Первичный редуктор может включать, например, кинематически связанные шестерню 12 и зубчатое колесо 13.

Пример конкретного исполнения.

На валу электродвигателя 11 установлена шестерня 12, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 13. Зубчатое колесо 13 жестко соединено с неподвижной полумуфтой 14. Полумуфта 14 сопрягается с помощью криволинейных кулачков (не обозначены) с подвижной полумуфтой 15. Подвижная полумуфта 15 соединена шлицевым соединением с ограничителем 16. Ограничитель 16 жестко закреплен на входном валу 5 передачи 3. Этим и обеспечивается жесткое соединение входного вала 5 и внешнего привода 2 в данном примере конкретного исполнения устройства.

Для использования ручного дублера устройство содержит маховик 17 и вал 18 маховика ручного дублера. На валу 18 маховика 17 предусмотрены кулачки 19 для соединения с ответными кулачками 20 на входном валу 5 передачи 3.

Электропривод работает следующим образом. При приведении в движение внешнего привода 2 за счет включения электродвигателя 11 входной вал 5 передачи 3 начинает вращаться. Электродвигатель 11 приводит последовательно во вращение шестерню 12, зубчатое колесо 13, полумуфты 14 и 15, ограничитель 16, жестко соединенный с входным валом 5 передачи 3.

Входной вал 5, один конец которого установлен на подшипнике 11, передает вращение кулачку 6 и его трем дискам 7. Диски 7 кинематически связаны с промежуточными телами качения 4 и заставляют их совершать радиальные перемещения в пазах сепаратора 9. При этом промежуточные тела качения 4 контактируют с профилями внутренних зубьев (не показаны) центрального колеса 8. Если центральное колесо 8 выполнено неподвижным, то во вращение приходит сепаратор 9, который в таком исполнении устройства является выходным звеном передачи 3. Если сепаратор 9 выполнен неподвижным, то во вращение приходит центральное колесо 8, являющееся в этом исполнении устройства выходным звеном передачи 3.

За счет того, что одной опорой входного вала 5 является подшипник 10, а второй опорой - промежуточные тела качения 4 передачи 3, входной вал 5 самоустанавливается относительно центрального колеса 8.

В случае использования в устройстве ручного дублера вал 18 маховика 17 ручного дублера сцепляют с входным валом 5 передачи 3 с помощью кулачков 19 и 20. При вращении маховика 17 ручного дублера обеспечивается передача вращения на входной вал 5 за счет жесткого соединения при помощи кулачков 19 и 20 входного вала 5 с ручным внешним приводом.

Так как жесткое соединение входного вала 5 передачи 3 с промежуточными телами качения 4 и внешнего привода 2 является более надежным, упрощает конструкцию и более технологично, чем гибкое соединение в прототипе, то и заявляемый электропривод в целом обладает этими преимуществами. При этом в заявляемом электроприводе достигается самоустановка входного вала 5 передачи 3 с промежуточными телами качения 4 относительно центрального колеса 8 также, как и в прототипе, что исключает силовое замыкание элементов передачи и обеспечивает ее высокий к.п.д.

Электропривод предназначен для использования в химической и нефтехимической отраслях. Электропривод содержит внешний привод и передачу с промежуточными телами качения. Передача включает входной вал и кулачок. Последний установлен на входном валу и выполнен в виде трех одинаковых дисков. Последние жестко соединены основаниями так, что их центры симметрично расположены вокруг оси входного вала. Электропривод включает центральное колесо с внутренними зубьями и сепаратор. В пазах последнего размещены три ряда промежуточных тел качения. Последние кинематически связаны с кулачком и центральным колесом. Соединение входного вала передачи с промежуточными телами качения и внешнего привода выполнено жестким. Входной вал установлен на двух опорах качения. Одной из последних служат промежуточные тела качения. Обеспечивается повышение надежности работы электропривода и упрощение его конструкции. 1 ил.

Электропривод, содержащий корпус, внешний привод и передачу с промежуточными телами качения, включающую входной вал, кулачок, установленный на входном валу и выполненный в виде трех одинаковых дисков, жестко соединенных основаниями так, что их центры симметрично расположены вокруг оси входного вала, центральное колесо с внутренними зубьями, сепаратор, в пазах которого размещены три ряда промежуточных тел качения, кинематически связанных с кулачком и центральным колесом, отличающийся тем, что соединение входного вала передачи с промежуточными телами качения и внешнего привода выполнено жестким, при этом входной вал установлен на двух опорах качения, одной из которых служат промежуточные тела качения.