Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОПРИВОД

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в качестве приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники.

Известен электропривод, содержащий корпус, размещенные внутри него жестко зафиксированный на плате электродвигатель с шестерней на его валу и цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2 в данной конструкции) установленных на подшипниках валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, при этом выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней (патент РФ №2209496 по МПК: H01Q 3/08, 2003 г., нижний привод по рис. 1). Недостатком такого электропривода является низкое значение передаточного отношения, что вызвано расположением всего редуктора между торцовой стенкой корпуса и платой.

Этого недостатка лишен электропривод, содержащий корпус, неподвижно закрепленные на корпусе подшипниковый щит и плату с электродвигателем с шестерней на его валу, цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2,3 и т.д.) валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, установленный на подшипниковом щите датчик положения выходного вала и герметизирующий кожух, а также установленные в корпусе электрические соединители, при этом все валы, кроме первого, установлены на подшипниках корпуса и подшипникового щита, первый вал установлен на подшипниках в плате и подшипниковом щите, выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней, вал электродвигателя обращен в сторону, противоположную выступающему из корпуса концу выходного вала электропривода, причем подшипниковый щит размещен между выступающим из корпуса концом выходного вала и платой, (патент Российской Федерации №2558535 по МПК: F16H 1/06, 2015 г.), выбранный в качестве прототипа.

Недостатком такого электропривода является большая длительность производственного цикла, поскольку его сборка может производиться только последовательным способом, что увеличивает время сборки и удорожает изделие. Другим недостатком является низкая надежность, что вызвано тем, что установку и регулировку датчика положения выходного вала приходится вести в глубине расточки корпуса, и также очень сложно надежно закрепить кабель от электродвигателя к электрическому соединителю, поскольку электродвигатель, установленный на кронштейне, устанавливается в расточку корпуса в последнюю очередь, после чего доступ к кабелю электродвигателя крайне затруднен, т.к. он скрыт кронштейном и зубчатым колесом первой ступени редуктора. Это лишает возможности корректировать положение этого кабеля после установки кронштейна и также не дает возможность полноценного визуального контроля, оставляя возможность только для электрических проверок. В процессе эксплуатации возможен контакт кабеля с вращающимся валом первой ступени редуктора и вращающимися элементами датчика, что может вызвать протирание изоляции кабеля и электрический отказ.

Техническим результатом, решаемым заявленным изобретением, является снижение длительности производственного цикла и повышение надежности электропривода.

Технический результат достигается за счет того, что в известном электроприводе, содержащем корпус, неподвижно закрепленные на корпусе подшипниковый щит и плату с электродвигателем с шестерней на его валу, цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2,3 и т.д.) валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, установленный на подшипниковом щите датчик положения выходного вала и герметизирующий кожух, а также установленные в корпусе электрические соединители, при этом все валы, кроме первого, установлены на подшипниках корпуса и подшипникового щита, первый вал установлен на подшипниках в плате и подшипниковом щите, выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней, вал электродвигателя обращен в сторону, противоположную выступающему из корпуса концу выходного вала электропривода, причем подшипниковый щит размещен между выступающим из корпуса концом выходного вала и платой, согласно изобретению, корпус выполнен сборным из двух состыкованных посредством фланцевого соединения частей, на первой части корпуса установлены подшипниковый щит и электрический соединитель датчика положения выходного вала, на второй части корпуса установлен электрический соединитель электродвигателя, и плата выполнена за одно целое со второй частью корпуса.

На иллюстрации приведен пример конкретного исполнения электропривода, продольный разрез.

Электропривод содержит сборный корпус 1, неподвижно закрепленные на корпусе 1 подшипниковый щит 2 и плату 3 (выполнена за одно целое с корпусом 1) с электродвигателем 4 с шестерней 5 на его валу. Электропривод также содержит цилиндрический зубчатый редуктор 6 из n (n в данном примере конкретного исполнения равно 3) валов, последний из которых является выходным валом 7 электропривода и выступает из корпуса 1 одним своим концом 8. Зубчатое колесо 9 первого вала 10 введено в зацепление с шестерней 5 вала электродвигателя 4. На подшипниковом щите 2 установлен датчик 11 положения выходного вала. Электропривод содержит герметизирующий кожух 12, а также установленные в корпусе электрические соединители 13 (от датчика 11 положения выходного вала) и 14 (от электродвигателя 4). Все валы, кроме первого - т.е. второй 15 и выходной 7 установлены на подшипниках корпуса 1 и подшипникового щита 2: второй вал 15 - на подшипниках 16 и 17 и выходной вал 7 - на подшипниках 18 и 19. Первый вал 10 установлен на подшипнике 20 в плате 3 и на подшипнике 21 в подшипниковом щите 2. Выходной вал 7 снабжен зубчатым колесом 22 (в данном примере конкретного исполнения - в виде зубчатого сектора, являющегося частным случаем зубчатого колеса), а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней: вал 10 - зубчатым колесом 9 и шестерней 23, вал 15 - зубчатым колесом 24 и шестерней 25. Вал электродвигателя 4 обращен в сторону, противоположную выступающему из корпуса 1 концу 8 выходного вала 7 электропривода. Подшипниковый щит 2 размещен между выступающим из корпуса 1 концом 8 выходного вала 7 и платой 3. Корпус 1 выполнен сборным из двух состыкованных посредством фланцевого соединения частей, на первой части 26 корпуса 1 установлены подшипниковый щит 2 и электрический соединитель 13 датчика 11 положения выходного вала. На второй части 27 корпуса 1 установлен электрический соединитель 14 электродвигателя 4. Плата 3 выполнена за одно целое со второй частью 27 корпуса 1. Провода электродвигателя 4, идущие к электрическому соединителю 14, закреплены, во избежание контакта с вращающимися частями электропривода, бандажом 28 на корпусе электродвигателя 4. Провода, идущие от датчика 11 к электрическому соединителю 13, также прибандажированы к подшипниковому щиту 2 (не показано). Части 26 и 27 корпуса стянуты винтами 29. На выходном валу 7 установлены ламели 30 датчика 11.

Электропривод работает следующим образом: при подаче через электрический соединитель 14 питающего напряжения на электродвигатель 4 вращается вал электродвигателя с шестерней 5. Далее вращающий момент через зубчатое колесо 9, шестерню 23 вала 10 передается на зубчатое колесо 24 и шестерню 25 вала 15 и далее, через зубчатое колесо (сектор) 22 на последний (выходной) вал 7, на котором установлены ламели 30 датчика 11. Это приводит к изменению сигналов, снимаемых с датчика 11 положения выходного вала 7. Таким образом формируется сигнал обратной связи по положению выходного вала 7, который выдается на электрический соединитель 13. Поскольку значения угла поворота выходного вала приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники обычно лежат в диапазоне от 120° до 180°, то в данном примере конкретного исполнения в качестве зубчатого колеса 22 использован зубчатый сектор, для снижения габаритно-массовых характеристик, однако может быть использовано, при необходимости, и полноразмерное зубчатое колесо. Также вместо ламелей, установленных на выходном валу, возможно использование датчиков положения других типов - например, потенциометр или вращающийся трансформатор, связанный с выходным валом непосредственно или через зубчатую передачу.

В результате использования изобретения существенно снижается длительность производственного цикла электропривода, так как есть возможность использования параллельно-последовательного способа его изготовления и настройки - на одном рабочем месте производится сборка редуктора (за исключением его первого вала) в первой части корпуса, установка датчика положения на подшипниковый щит, распайка, заливка и бандажирование проводов к датчику и электросоединителю 13, проведение настройки датчика положения выходного вала и проведение электрических проверок. На другом рабочем месте производится установка электродвигателя на плату второй части корпуса, пайка его проводов к электросоединителю 14, заливка последнего, бандажирование проводов, проведение электрических проверок и установка вала 10 с подшипником 20 в плату 3. Последней операцией, которая может проводиться на третьем рабочем месте, является соединение двух частей корпуса с одновременным выполнением введения подшипника 21, установленного на валу 21, в отверстие подшипникового щита 2, при этом эта операция может визуально контролироваться через отверстия в плате 3 (не показаны на иллюстрации), и последняя операция - установка кожуха 12. Существенное сокращение производственного цикла особенно важно при серийном производстве большого количества электроприводов в сжатые сроки. Также повышается и надежность электропривода, так как при выполнении фланцевого соединения частей корпуса все провода и кабели электродвигателя и датчика положения надежно прибандажированны, и при взаимном положении всех деталей и сборочных единиц остается неизменным, что гарантирует отсутствие возможных касаний проводов и кабелей к подвижным деталям работа электропривода - в прототипе же при установке кронштейна с электродвигателем провода испытывали перемещения, оставаясь в то же время в труднодоступной зоне, ограниченной стенками расточки корпуса. Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение к использованию в изделиях авиационной и ракетной техники.