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 на 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 с расточкой, неподвижно закрепленные посредством винтов на корпусе подшипниковый щит, контактирующий своей боковой поверхностью с цилиндрической поверхностью расточки и кронштейн с электродвигателем с шестерней на его валу, контактирующий своей базирующей поверхностью с цилиндрической поверхностью расточки, 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, 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, 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 корпусом и кронштейном (патент Российской Федерации №2558535 по МПК: F16H 1/06, 2015 г.), выбранный в качестве прототипа.

Недостатками такого электропривода являются низкие технологичность и 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 повышение технологичности и надежности электропривода.

Технический результат достигается за счет того, что в известном электроприводе, содержащем корпус с расточкой, неподвижно закрепленные посредством винтов на корпусе подшипниковый щит, контактирующий своей боковой поверхностью с цилиндрической поверхностью расточки и кронштейн с электродвигателем с шестерней на его валу, контактирующий своей базирующей поверхностью с цилиндрической поверхностью расточки, 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, 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, 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 корпусом и кронштейном, согласно изобретению, кронштейн выполнен в виде двух фланцев, соединенных друг с другом аксиальными стенками, электродвигатель и первый из подшипников первого вала установлены на первом фланце, а датчик положения выходного вала и второй из подшипников первого вала установлены на втором фланце, при этом второй фланец установлен на подшипниковом щите, а базирующей поверхностью кронштейна является боковая поверхность второго фланца. Дополнительно технологичность может быть повышена тем, что отверстия под винты во втором фланце выполнены соосными отверстиям под винты в подшипниковом щите и второй фланец присоединен к корпусу теми же винтами, что и подшипниковый щит.

На иллюстрации приведен пример конкретного исполнения электропривода, продольный разрез.

Электропривод содержит корпус 1 с расточкой 2 и неподвижно закрепленный посредством винтов 3 на корпусе 1 подшипниковый щит 4, контактирующий своей боковой поверхностью 5 с цилиндрической поверхностью расточки 2. Также электропривод содержит кронштейн 6 с электродвигателем 7 с шестерней 8 на его валу, контактирующий своей базирующей поверхностью 9 с цилиндрической поверхностью расточки 2 и цилиндрический зубчатый редуктор 10 из n (n в данном примере конкретного исполнения равно 3) валов, последний из которых является выходным валом 11 электропривода и выступает из корпуса 1 одним своим концом 12. Зубчатое колесо 13 первого вала 14 введено в зацепление с шестерней 8 вала электродвигателя 7. Также электропривод содержит датчик положения 15 выходного вала и герметизирующий кожух 16, а также установленные в корпусе электрические соединители 17 и 18, к которым выведены провода от электродвигателя 7 и датчика положения 15 соответственно. Все валы, кроме первого, т.е. второй 19 и выходной 11, установлены на подшипниках корпуса 1 и подшипникового щита 4: второй вал 19 - на подшипниках 20 и 21 и выходной вал 11 - на подшипниках 22 и 23. Выходной вал 11 снабжен зубчатым колесом 24 (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 14 - зубчатым колесом 13 и шестерней 25, вал 19 - зубчатым колесом 26 и шестерней 27. Вал электродвигателя 7 обращен в сторону, противоположную выступающему из корпуса 1 концу 12 выходного вала 11. Подшипниковый щит 4 размещен между корпусом 1 и кронштейном 6. Кронштейн 6 выполнен в виде двух фланцев 28 и 29, соединенных друг с другом аксиальными стенками 30. Электродвигатель 7 и первый 31 из подшипников первого вала 14 установлены на первом фланце 28, а датчик положения 15 выходного вала и второй 32 из подшипников первого вала 14 установлены на втором фланце 29. Второй фланец 29 установлен на подшипниковом щите 4, а базирующей поверхностью кронштейна 6 является боковая поверхность второго фланца 29. В данном примере конкретного исполнения отверстия под винты во втором фланце 29 выполнены соосными отверстиям под винты 3 в подшипниковом щите 4 и второй фланец 29 присоединен к корпусу 1 теми же винтами 3, что и подшипниковый щит 4, однако такое исполнение является частным случаем, лишь усиливающим положительный эффект и возможным лишь в ряде случаев.

Электропривод работает следующим образом: при подаче через электрический соединитель 17 питающего напряжения на электродвигатель 7 вращается вал электродвигателя с шестерней 8. Далее вращающий момент через зубчатое колесо 13, шестерню 25 вала 14 передается на зубчатое колесо 26 и шестерню 27 вала 19 и далее через зубчатое колесо (сектор) 24 на последний (выходной) вал 11, связанный зубчатой передачей (не показана) с валом датчика положения 15. Это приводит к изменению сигналов, снимаемых с датчика положения 15 выходного вала. Таким образом формируется сигнал обратной связи по положению выходного вала 11, который выдается на электрический соединитель 18. Поскольку диапазон угла поворота выходного вала приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники обычно лежит в диапазоне от 120° до 180°, то в данном примере конкретного исполнения в качестве зубчатого колеса 24 использован зубчатый сектор, для снижения габаритно-массовых характеристик, однако может быть использовано, при необходимости, и полноразмерное зубчатое колесо.

В результате использования изобретения существенно повышается технологичность сборки и настройки электропривода - все монтажные операции выполняются с хорошими условиями доступа рук сборщика и инструментов в зону сборки, с хорошими условиями визуального и инструментального контроля, с возможностью проверочных включений электропривода - при еще не установленном кожухе 16 возможна штатная работа электропривода, при которой все возможные перемещения деталей доступны для обозрения - в кронштейне в промежутках между аксиальными стенками. Также повышается и надежность электропривода, так как еще перед последней операцией - установкой кожуха 16 - все провода и кабели электродвигателя и датчика положения надежно прибандажированы к элементам конструкции электропривода, проверено отсутствие возможных касаний проводов и кабелей к подвижным деталям, и при установке герметизирующего кожуха взаимное положение всех деталей и сборочных единиц остается неизменным - в прототипе же при установке кронштейна с электродвигателем провода испытывали перемещения, оставаясь в то же время в труднодоступной зоне, ограниченной стенками расточки корпуса. Дополнительно технологичность может быть повышена снижением числа винтов за счет того, что отверстия под винты во втором фланце выполнены соосными отверстиям под винты в подшипниковом щите и второй фланец присоединен к корпусу теми же винтами, что и подшипниковый щит, но возможность такого исполнения зависит от конкретной конструктивной проработки, если отверстия во втором фланце не будут перекрываться другими элементами конструкции. Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение к использованию в изделиях авиационной и космической техники.