ПРИВОД ДВИГАТЕЛЬНЫЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ Российский патент 2015 года по МПК B60M3/04 F16H1/16 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для приведения в действие различных исполнительных элементов, чья работа основана на перемещении, и может быть использовано, главным образом, для управления разъединителями контактной сети электрифицированных железных дорог.

Известны винтовые приводы, использующиеся для управления подобными исполнительными элементами, например винтореечный редуктор, в корпусе которого расположен зубчатый сектор, установленный на приводном валу, взаимодействующий с зубчатой рейкой и соединенный подвижно через гайку с ходовым винтом, причем ось ходового винта совмещена с делительной линией зубьев рейки, а в зубчатом секторе выполнена выемка, разделяющая зубчатый венец на два ряда (авторское свидетельство СССР N400765, F16K 31/50, публикация 1973).

Известен винтореечный редуктор, содержащий расположенные в корпусе зубчатый сектор, закрепленный на валу, двухрядную рейку, взаимодействующую с сектором, ходовой винт, соединенный подвижно с рейкой посредством гайки, причем ось ходового винта совмещена с делительной линией зубьев рейки. Кроме того, имеются дополнительный вал, расположенный в полости первого вала, и зубчатый сектор, закрепленный на этом валу, а рейка выполнена с прямолинейными участками в каждом ряду, расположенными так, что при выходе из зацепления одного зубчатого сектора другой входит в зацепление (авторское свидетельство СССР N1610176, F16K 31/50, публикация 1990).

Эти устройства имеют сложную конструкцию, использование зубчатых реек затрудняет уход за ними, снижает надежность и затрудняет использование для приведения в действие поворотных исполнительных механизмов.

Известен ряд приводов, использующих кулисные механизмы для связи винтовой пары и элемента, непосредственно воздействующего на исполнительный механизм, например винтовой двигательный привод, содержащий установленный в корпусе вал, одним концом воздействующий на исполнительные механизмы и посредством закрепленного на нем кулисного механизма, взаимодействующего с гайкой винтовой пары, винт которой установлен в упомянутом корпусе на опорах, один конец винта связан с воздействующим на привод двигателем, а на другом закреплена рукоятка ручного управления (патент Великобритании N 953824, F16K 31/50, публикация 1964).

Конфигурация кулисного механизма в указанном известном устройстве вызывает сложности при его изготовлении и приводит к снижению надежности устройства в целом.

Известен привод поворотных запорных органов трубопроводной арматуры, содержащий корпус, электродвигатель, редуктор, винтовую пару, кулису, закрепленную на приводном звене запорного элемента, причем электродвигатель через редуктор связан с винтом пары, а гайка снабжена пальцем, размещенным в пазу вилки кулисы (Авторское свидетельство СССР N1583693, F16K 31/00, публикация 1988).

Известен винтовой двигательный привод, который содержит корпус, двигатель вращения, связанный через редуктор с винтом винтовой пары, кулису, ползун и средства торможения вращения винта при крайних положениях ползуна. В корпусе выполнены два направляющих паза. Цапфы ползуна выполнены с возможностью взаимодействия с пазами вилок кулисы и пазами корпуса. В ползуне выполнена цилиндрическая полость, ось которой перпендикулярна оси расположения цапф и оси винта. Гайка винтовой пары выполнена в виде цилиндра с осью, перпендикулярной оси ее резьбового отверстия. Гайка размещена в полости ползуна с возможностью относительного поворота и образования осевого люфта (патент России N2113646, F16K 31/00, публикация 1998).

Конструкция кулисы в виде вилки может вызвать сход ее с ползуна, что снижает надежность устройства. Сборка привода, замена деталей и его испытания также оказываются затруднительными.

Известен винтовой двигательный привод, предназначенный для приведение в действие разъединителей контактных сетей и содержащий корпус, двигатель, связанный с винтом винтовой пары, гайка которой размещена в ползуне, имеющем с противоположных сторон цапфы, одни части которых расположены в направляющих корпуса, а другие в пазах соответствующих кулис, соединенных с приводным элементом. Он снабжен втулками, расположенными на частях цапф, причем втулки, взаимодействующие с кулисами, выполнены с буртами со стороны ползуна и их наружный диаметр меньше наружного диаметра втулок, взаимодействующих с направляющими корпуса, а пазы кулис выполнены замкнутыми (патент России N2172690, B61L 5/00, F16K 31/50, публикация 2001).

Недостатками указанного винтового двигательного привода являются:

- движение с двумя параллельно работающими кулисами подразумевает очень точное с высоким классом частоты изготовление деталей;

- при возвратно-поступательном движении кулисы есть два критических положения (так называемые мертвые точки), при которых угол наклона к резьбовому приводящему в движение кулис винту мал, что приводит к необходимости увеличить крутящийся момент для начала обратного движения кулис;

- движение кронштейна внутри кулис, а гайки резьбовой по приводному винту в силу большой площади соприкосновения также приводит к большим потерям мощности на выходном валу;

- необходимо применение мощного (3,2 кВ) и тяжелого (20 кг) электродвигателя;

- большая масса привода (ПДВ - 44 кг);

- необходимость конструктивной доработки для разных вариантов разъединителей контактной сети электрифицированных железных дорог.

Наиболее близким техническим решением, предназначенным для приведение в действие разъединителей контактных сетей, является привод двигательный малогабаритный, содержащий корпус, двигатель, связанный через механический преобразователь с выходным валом привода, предназначенным для подключения приводного элемента разъединителя контактных сетей. Двигатель и механический преобразователь размещены в корпусе, а сам механический преобразователь выполнен в виде мотор-редуктора, подключенного к выходному валу двигателя своим входным валом, и узла связи выходного вала мотор-редуктора с выходным валом привода. Узел связи выходного вала мотор-редуктора выполнен в виде поворотного рычага выходного вала мотор-редуктора, связанного тягой с промежуточным рычагом выходного вала привода. Мотор-редуктор выполнен в виде четырехступенчатого редуктора с параллельным расположением осей зубчатых колес. В корпусе размещены электронный переключатель направления вращения привода, нормально замкнутый предохранительный выключатель от несанкционированного вскрытия корпуса и клеммник для подключения к электрическим цепям управления приводом.

Недостатками указанного винтового двигательного привода являются:

- недостаточная надежность работы из-за возникновения обратного хода тяги разъединителя контактных сетей под нагрузкой, чему способствуют люфты и допуски контактирующих деталей узла связи выходного вала мотор-редуктора в виде поворотного рычага выходного вала мотор-редуктора, связанного тягой с промежуточным рычагом выходного вала привода, а также мотор-редуктора в виде четырехступенчатого редуктора, что вызывает разрыв цепи силового привода, искрение в местах контакта и пульсации напряжения в цепи управления приводом;

- большая масса привода (ПДМ-Г(В) Км 757-21 кг);

- большие габаритные размеры (ПДМ-Г(В)Км 757 - 276×444×355 мм);

- сложность настройки электронного переключателя направления вращения привода.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанных выше недостатков, а также упрощение настройки и удобство использования конструкции за счет уменьшения ее веса и габаритов и повышение надежности работы за счет исключения обратного хода тяги разъединителя контактных сетей под нагрузкой.

Указанный технический результат достигается тем, что в приводе двигательном, содержащем корпус, в котором размещены мотор-редуктор, подключенный к выходному валу двигателя своим входным валом, а выходным валом - к приводному элементу разъединителя контактных сетей, и переключатель направления вращения привода, мотор-редуктор выполнен в виде червячно-цилиндрической передачи, вал колеса которой является выходным валом привода, а вал червяка расположен параллельно выходному валу двигателя и связан с ним двухступенчатой зубчатой передачей, вал промежуточного колеса которой параллелен валам червяка и двигателя и расположен в пространстве между ними.

Кроме того, переключатель направления вращения привода выполнен в виде поворотных роликовых концевиков, установленных с возможностью взаимодействия с регулируемыми выступами на выходном валу привода.

Кроме того, приводной элемент разъединителя контактных сетей выполнен в виде приводного поворотного рычага или полумуфты.

Кроме того, в качестве двигателя использован трехфазный асинхронный электродвигатель с конденсаторным пуском от однофазной цепи.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 - схема компоновки привода двигательного малогабаритного;

на фиг.2 - вид на привод со стороны размещения двигателя;

на фиг.3 - вид на привод со стороны доступа к переключателю направления вращения привода;

на фиг.4 - схема установки привода для разъединителя контактных сетей с горизонтальным выходным валом.

Привод двигательный малогабаритный содержит корпус 1, в котором размещены мотор-редуктор 2, подключенный к выходному валу 3 двигателя 4 своим входным валом 5, а выходным валом 6 - к приводному элементу 7 разъединителя контактных сетей, и переключатель направления вращения привода 8. Мотор-редуктор выполнен в виде червячно-цилиндрической передачи, вал колеса 9 которой является выходным валом привода, а вал червяка 10 расположен параллельно выходному валу 3 двигателя 4 и связан с ним двухступенчатой зубчатой передачей, вал промежуточного колеса 11 которой параллелен валам 10 и 3 червяка и двигателя и расположен в пространстве между ними. Переключатель направления вращения привода 8 выполнен в виде поворотных роликовых концевиков 13 и 14, установленных с возможностью взаимодействия с регулируемыми выступами 15 и 16 на выходном валу 6 привода. Приводной элемент 7 разъединителя контактных сетей может быть выполнен в виде приводного поворотного рычага или полумуфты (не показана). В качестве двигателя 4 может быть использован трехфазный асинхронный электродвигатель с конденсаторным пуском от однофазной цепи.

Монтаж разъединителя типа РКЖ - 3,3/4000 с горизонтальным валом и привода двигательного малогабаритного и проверка их работы производится в соответствии с фиг.4.

Рекомендуемая последовательность монтажа разъединителя с приводом по фиг.4 следующая:

устанавливают разъединитель 17 во включенное положение и закрепляют его к кронштейну 18, установленному на опоре 19 через изолирующие прокладки 20, закрепляют через изолирующие втулки 21 корпус 1 к кронштейну 22, прикрепленному к опоре 19 хомутами 23, устанавливают вилку 24 на приводном поворотном рычаге 7 (фиг.1, 2) выходного вала. При помощи рукоятки 25 ручного управления приводом устанавливают двигательный привод в положение "Вкл" в соответствии с фиг.3. Производят замер необходимой длины тяги разъединителя 26 и по замеренной длине изготавливают тягу с изолирующей вставкой 27 и с приваренной вилкой 24 на противоположном конце для подключения к рычагу разъединителя, после чего устанавливают тягу 26 между приводом и разъединителем. Соединяют клемму заземления привода заземляющим проводником 28 с внешним контуром заземления, подключают кабель управления к клеммнику концевиков 13 и 14 и закрывают крышку 29.

Для упрощения установки приводов на действующих участках при замене приводов старой конструкции (УМП, ПДЖ, ПДВ) в комплекте с приводом, по отдельному заказу, поставляется переходной кронштейн без изменения конструкции.

Устройство работает следующим образом.

Для приведения в действие привода включается двигатель 4, который своим выходным валом приводит в действие мотор-редуктор 2, выходной вал которого передает увеличенное усилие напрямую на поворотный рычаг 7, которое затем преобразуется в поступательное перемещение тяги разъединителя с горизонтальным выходным валом или поворотное перемещение вала разъединителя с вертикальным выходным валом. При этом практически исключается обратный хода тяги разъединителя контактных сетей, так как сводятся к минимуму люфты и допуски контактирующих деталей связи выходного вала мотор-редуктора с тягой разъединителя контактных сетей и в самом мотор-редукторе. Также сводятся к минимуму площади трущихся поверхностей и площади соприкосновения движущихся деталей. Вращение выходного вала привода и вращение осей червячно-цилиндрической передачи осуществляется в подшипниках качения (шарикоподшипники).

Для предотвращения запуска двигателя привода при снятой крышке 29 в схему управления приводом включен выключатель (не показан), контакты которого при снятия кожуха размыкаются.

Предлагаемое техническое решение обеспечило следующие преимущества привода по сравнению с аналогами:

- снижение площади трущихся деталей за счет червячно-цилиндрической передачи с малым модулем;

- отсутствие критических положений (мертвых точек) узла связи выходного вала приводного механизма с тягой разъединителя;

- одинаковый крутящийся момент в любом положении редуктора и поворотного рычага;

- значительное снижение массы привода - привод двигательный МЭЗ Км 781 - 9 кг (прототип - ПДМ-Г(В) Км 757-21 кг);

- значительное уменьшение габаритных размеров - привод двигательный МЭЗ Км 781 - 270×260×180 (прототип - ПДМ-Г(В) Км 757-276×444×355;

- повышение надежности замыкания силовой цепи привода;

- простота настройки системы цепи управления: концевые выключатели - регулируемые выступы, за счет удобного и доступного расположения крышек и выступов.

Таким образом, обеспечен технический результат, который представляет собой устранение указанных выше недостатков аналогов и прототипа, а также упрощение настройки и удобство использования конструкции за счет уменьшения ее веса и габаритов и повышение надежности работы за счет исключения обратного хода тяги разъединителя контактных сетей под нагрузкой.

Изобретение относится к устройствам для включения и выключения питания отдельных участков рельсового пути. Привод двигательный малогабаритный содержит корпус, в котором размещены мотор-редуктор, подключенный к выходному валу двигателя своим входным валом, а выходным валом - к приводному элементу разъединителя контактных сетей, и переключатель направления вращения привода. Мотор-редуктор выполнен в виде червячно-цилиндрической передачи, вал колеса которой является выходным валом привода, а вал червяка расположен параллельно выходному валу двигателя и связан с ним двухступенчатой зубчатой передачей. Вал промежуточного колеса зубчатой передачи параллелен валам червяка и двигателя и расположен в пространстве между ними. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы, а также в упрощении настройки и удобстве конструкции. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Привод двигательный малогабаритный, содержащий корпус, в котором размещены мотор-редуктор, подключенный к выходному валу двигателя своим входным валом, а выходным валом - к приводному элементу разъединителя контактных сетей, и переключатель направления вращения привода, отличающийся тем, что мотор-редуктор выполнен в виде червячно-цилиндрической передачи, вал колеса которой является выходным валом привода, а вал червяка расположен параллельно выходному валу двигателя и связан с ним двухступенчатой зубчатой передачей, вал промежуточного колеса которой параллелен валам червяка и двигателя и расположен в пространстве между ними.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что переключатель направления вращения привода выполнен в виде поворотных роликовых концевиков, установленных с возможностью взаимодействия с регулируемыми выступами на выходном валу привода.

3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что приводной элемент разъединителя контактных сетей выполнен в виде приводного поворотного рычага или полумуфты.

4. Привод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве двигателя использован трехфазный асинхронный электродвигатель с конденсаторным пуском от однофазной цепи.