Результат интеллектуальной деятельности: ПРИВОД ШЛАГБАУМА

Изобретение относится к устройствам, преграждающим движение транспортным средствам, а именно к средствам ограждения железнодорожных переездов.

Прототипом является привод шлагбаума, содержащий электродвигатель, соединенный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с поворотной платформой [А.с. СССР №1765048, МПК B61L 29/04, 1992].

Недостатками прототипа являются:

- относительно большие контактные напряжения в месте соединения рычага привода с закреплением шлагбаума, что обуславливает повышенный износ материала в этом месте;

- относительно большие весогабаритные характеристики привода, обусловленные наличием рычагов;

- относительно большое время подъема и опускания шлагбаума.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение времени перемещения шлагбаума, весогабаритных характеристик привода и энергетических затрат в процессе эксплуатации.

Задача решается тем, что в приводе шлагбаума, содержащем электродвигатель, соединенный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с поворотной платформой, он дополнительно снабжен второй платформой, а редуктор - вторым выходным валом, кинематически связанным со второй платформой, которая установлена соосно с входным валом, при этом платформы скреплены с возможностью перемещения относительно друг друга.

Часть редуктора, передающая усилие от двигателя к первой платформе, размещена на второй платформе и выполнена в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы. Передача усилия на второй выходной вал осуществляется от двигателя через другую часть редуктора. После перемещения шлагбаума электродвигатель используют в качестве электродинамического тормоза. Червяк выполнен глобоидным. Червячное колесо размещено в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы. Червяк, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, размещен в средней плоскости зубчатого сегмента первой платформы. Первая платформа выполнена в виде сегмента. Червячная передача выполнена самотормозящейся.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Наличие в редукторе второго выходного вала, кинематически связанного со второй платформой, которая установлена соосно с входным валом, и скрепление платформ с возможностью перемещения относительно друг друга позволяют уменьшить время подъема и опускания шлагбаума, поскольку происходит одновременный поворот указанных платформ относительно друг друга. В результате происходит быстрое изменение величины угла перемещения шлагбаума.

Размещение на второй платформе части редуктора, передающей усилие от электродвигателя к первой платформе, и выполнение ее в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, дает возможность уменьшить количество деталей, что, в свою очередь, повышает надежность привода и снижает его весогабаритные характеристики.

Осуществление передачи усилия на второй выходной вал от двигателя через другую часть редуктора способствует распределению усилий на обе платформы, что снижает весогабаритные характеристики механизма привода и делает его более компактным. Кроме того, при этом уменьшается момент инерции деталей механизма, что, в конечном счете, уменьшает мощность электродвигателя и снижает энергопотребление.

Использование после перемещения шлагбаума электродвигателя в качестве электродинамического тормоза, например, путем замыкания обмотки электродвигателя на нагрузочный резистор, препятствует частичному самопроизвольному перемещению шлагбаума из конечного положения, например, при ветре, что снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации, так как не требует дополнительной фиксации шлагбаума.

Выполнение червяка глобоидным и размещение червячного колеса в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, уменьшает весогабаритные характеристики механизма.

Размещение червяка, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, в средней плоскости зубчатого сегмента первой платформы дает возможность поместить часть устройства (червяк и электродвигатель) вне поворачивающейся первой платформы, что уменьшает весогабаритные характеристики механизма привода и снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации.

Выполнение первой платформы в виде сегмента уменьшает ее момент инерции и весогабаритные характеристики, что снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации. Кроме того, направляющие сегмента надежнее удерживают его и шлагбаум при воздействии внешней нагрузки, например при ветре.

Выполнение червячной передачи самотормозящейся препятствует самопроизвольному перемещению шлагбаума.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен привод шлагбаума. На фиг. 2 изображен разрез А-А привода. На фиг. 3 изображен разрез Б-Б привода.

Привод шлагбаума содержит редуктор, одна часть которого размещена на платформе 1, установленной с возможностью поворота на втулке 2, неподвижно закрепленной на основании 3. В пазу 4 платформы 1 с возможностью перемещения по пазу установлена вторая платформа, выполненная в виде сегмента 5 и имеющая на боковой стороне зубья 6, взаимодействующие с зубьями глобоидного червяка 7, который установлен в пазу 8 платформы 1 с возможностью осевого вращения и имеет жестко закрепленное на оси червячное колесо 9, сопряженное с червяком 10, вал 11 которого установлен во втулке 2 с возможностью вращения и соединен с электродвигателем 12, закрепленным на основании. Другая часть редуктора размещена на основании и имеет закрепленную в последнем ось 13, на которой с возможностью вращения установлены выполненные заодно колесо 14 и шестерня 15, которые соответственно сопряжены с неподвижно установленной на валу шестерней 16 и колесом 17, выполненным заодно с платформой 1. Сегмент 5 может быть выполнен заодно с креплением 18 шлагбаума и тягой 19, которая установлена с возможностью вращения на оси 20, которая совпадает с геометрической осью вращения сегмента и закреплена на платформе 1. Основание может быть установлено на столбе 21.

Работает устройство следующим образом.

В исходном положении шлагбаум закрыт, и закрепление 18 с тягой 19 находятся в горизонтальном положении (фиг. 1-3). Для подъема шлагбаума включают электродвигатель 12. Посредством двухступенчатой червячной передачи зубчатый сегмент 5 начинает перемещаться в пазу 4, поворачивая через тягу 19 крепление 18 и, тем самым, поднимая шлагбаум. При этом по количеству оборотов, сделанному, например червяком 10, можно определить местоположение зубчатого сегмента в пазу 4 платформы 1.

Одновременно момент вращения от двигателя через шестерню 16, колесо 14 и шестерню 15 передается колесу 17, в результате чего платформа 1 начинает поворачиваться на основании 3 вокруг втулки 2 в ту же сторону, что и зубчатый сегмент 5, т.е. против часовой стрелки. После того как платформа 1 и зубчатый сектор 5 (относительно платформы) повернутся на 45°, шлагбаум займет вертикальное положение, достаточное для проезда транспортного средства. Если электродвигатель не выключать, то через некоторое время шлагбаум откроется на еще больший угол, в результате чего увеличивается пространство для маневра или провоза негабаритного груза. Закрывают шлагбаум включением двигателя в другую сторону.

После выключения электродвигателя его обмотку можно замкнуть на нагрузочный резистор, переводя тем самым электродвигатель в режим электродинамического тормоза, который будет препятствовать вращению вала 11 электродвигателя при приложении к шлагбауму внешнего усилия. Поскольку червячная передача является самотормозящейся, то зубчатый сегмент 5 в пазу 4 автоматически фиксируется относительно платформы.

Внедрение изобретения позволит создать простой и надежный привод с относительно малым энергопотреблением для быстрого открывания (закрывания) шлагбаума.