ВИНТОВОЙ ДОМКРАТ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Полезная модель относится к силовым устройствам машиностроительных конструкций, используемым в качестве домкратов или линейных двигателей, в частности, может найти применение как силовой элемент в конструкциях аутригеров (выносных опор) для горизонтирования, повышения устойчивости и разгрузки ходовой части грузоподъемных машин или платформ с длительным режимом фиксации их положения.
Известна конструкция гидравлического домкрата, (SU 1694474 А2, 18.12.1989 г. - 2 c.), содержащая корпус с размещенным в нем поршнем с полым штоком и механизм фиксации, выполненный в виде двухсоосных, связанных между собой винтовых пар равного шага с самотормозящейся и несамотормозящейся резьбами, дополнительный поршень, установленный в расточке гайки, с возможностью осевого перемещения относительно штока, причем гайка уплотнена относительно корпуса, а корпус снабжен подводящим и отводящим каналами, сообщенными с расточкой. В полом штоке установлена опора, которая взаимодействует с выходным элементом и имеет осевой люфт, величина которого меньше осевого люфта несамотормозящейся винтовой пары. Винт несамотормозящейся пары неподвижно укреплен в корпусе, а полый шток подвижно соединен посредством несамотормозящейся резьбы с этим винтом. Данное устройство имеет ряд недостатков, а именно значительные габариты и открытую резьбу на корпусе, что затрудняет его использование в мобильных установках и в полевых условиях. Кроме того, как и всякому гидравлическому устройству, данному техническому решению присуща недостаточная надежность, связанная с наличием большого количества подвижных и неподвижных эластичных уплотнений, гибких шлангов, старением материалов уплотнений и рабочей жидкости, что может послужить причиной возникновения утечек, засорением гидравлических магистралей и выходом всей системы из строя.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому, является техническое решение электромеханического винтового домкрата по свидетельству на полезную модель RU №85462 (опубл. 10.08.2009 по заявке №2007138368/22, 16.10.2007), принимаемое за прототип. Электромеханический винтовой домкрат-прототип содержит корпус, укрепленный на корпусе двигатель с редуктором, соединенный с выходным валом редуктора ходовой винт, а так же полый шток, наружной своей поверхностью с зазором телескопически сопрягающийся с корпусом. Нижняя часть полого штока, через шарнир укреплена на опорном башмаке, а в верхней части полого штока выполнена внутренняя резьба, посредством которой полый шток сопрягается с ходовым винтом. Профили поперечного сечения внутренней поверхности телескопического участка корпуса и телескопически сопрягающейся с нею наружной поверхности полого штока имеют квадратное сечение, причем наружная боковая поверхность полого штока, сопрягающаяся с корпусом, снабжена опорами качения.
Как следует из описания и чертежа прототипа, конструкция включает в себя жесткую размерную привязку к оси корпуса пяти пар сопрягаемых узлов, а именно: редуктор - корпус, выходной вал редуктора - ходовой винт, ходовой винт - полый шток, ходовой винт - корпус, полый шток - корпус. Работоспособность такой конструкции может быть обеспечена только при наличии минимальных гарантированных зазоров во всех указанных сопряжениях, что проблематично при высоких нагрузках, имеющих как осевую, так и радиальную (поперечную) составляющую. Кроме того, такая конструкция предполагает высокую технологическую точность изготовления деталей, что увеличивает ее стоимость в серийном производстве. Указанные особенности прототипа являются его недостатками.
Полезная модель имеет своей целью усовершенствование конструкции винтового домкрата с электроприводом. При использовании полезной модели достигаются следующие технические результаты:
1. Уменьшается радиальная составляющая усилия на ходовом винте.
2. Снижаются технологические требования к точности изготовления подвижных сопрягающихся деталей домкрата.
3. Обеспечивается увеличение срока службы домкрата
Сущность полезной модели заключается в следующем: винтовой домкрат с электроприводом, который включает в себя корпус с квадратным профилем поперечного сечения внутренней поверхности, укрепленный на корпусе электродвигатель с редуктором, соединенный с выходным валом редуктора ходовой винт, упирающийся верхней своей частью в подшипниковый узел, который укреплен в корпусе, включает так же в себя полый шток, наружной своей поверхностью с зазором телескопически сопрягающийся с корпусом, причем нижняя часть полого штока через шарнир укреплена в опорном башмаке, а верхняя его часть соединена гайкой, несущей на своей боковой поверхности опоры качения, имеет отличительные особенности, а именно: полый шток и гайка соединены между собой посредством плавающей сферической опоры, подшипниковый узел размещен в корпусе с зазором и в нем симметрично выполнены четыре прямоугольных паза, соответственно которым четыре сквозных прямоугольных паза выполнены стенках корпуса, а на наружной поверхности корпуса укреплены четыре сухаря-засова, элементы которых введены в сквозные пазы корпуса и заходят с зазорами в пазы подшипникового узла, фиксируя этот узел в осевом направлении, с возможностью его смещения в радиальных направлениях относительно оси корпуса.
Обозначенная сущность полезной модели связана с заявленными техническими результатами следующим образом соответственно:
1. Применение сферической опоры, соединяющей гайку и полый шток, обеспечивает разгрузку ходового винта от изгиба и от радиальной составляющей усилия передаваемого в прототипе с полого штока через гайку на винт. Это усилие теперь воспринимается гайкой и уравновешивается реакцией на опоры качения гайки со стороны внутренних стенок корпуса.
2, 3. Конструкция подшипникового узла домкрата является плавающей в радиальных направлениях, обеспечивая самоустановку этого узла в начальной фазе нагружения домкрата, поэтому неточности изготовления гайки и внутренней поверхности корпуса, а так же эксплуатационный износ этих и других узлов домкрата не приведут к его заклиниванию и выходу из строя. Таким образом, снижаются технологические требования к точности изготовления подвижных сопрягающихся деталей домкрата, и увеличивается срок его службы.
На Фиг.1 изображен винтовой домкрат с электроприводом.
Винтовой домкрат с электроприводом включает в себя корпус (1) с квадратным профилем поперечного сечения внутренней поверхности, укрепленный на корпусе электродвигатель (2) с редуктором (3), соединенный с выходным валом редуктора ходовой винт (4), упирающийся верхней своей частью в подшипниковый узел (5), который укреплен в корпусе (1), включает так же в себя полый шток (6), наружной своей поверхностью с зазором телескопически сопрягающийся с корпусом (1) через втулку (7), причем нижняя часть полого штока (6) через шарнир (8) укреплена в опорном башмаке (9), а верхняя его оконечность, выполнена в виде грибка (10) с центральным отверстием. Вкладыш (11) и грибок (10) сопрягаются по сферической поверхности, образуя сферическую опору. В гайку (12) вкладыш (11) упирается плоскостью, перпендикулярной оси гайки, причем вкладыш (11) и грибок (10) полого штока (6) размещены в расточке гайки (12) с радиальным зазором, чем обеспечивается возможность радиального смещения (плавание) сферической опоры в пределах указанного зазора. Полый шток (6) с грибком (10) и вкладыш (11) зафиксированы в гайке (12) с помощью запорного кольца (13). Гайка (12) несет на своей боковой поверхности опоры качения (14). Подшипниковый узел (5) размещен в корпусе (1) с зазором (15) и в нем симметрично выполнены четыре прямоугольных паза (16), соответственно которым, четыре сквозных прямоугольных паза (17) выполнены стенках корпуса (1), а на наружной поверхности корпуса (1) укреплены четыре сухаря-засова (18), элементы которых введены в сквозные пазы (17) корпуса и заходят с радиальными и тангенциальными зазорами в пазы (16) подшипникового узла (5), фиксируя этот узел в осевом направлении (осевые зазоры не функциональны и выполнены минимальными, могут быть использованы, например, посадки H8/h8 или H8/g8), с возможностью смещения подшипникового узла (5) в радиальных направлениях относительно оси корпуса (1) в пределах указанных радиальных и тангенциальных зазоров. Корпус (1) укреплен и зафиксирован в осевом направлении в несущей конструкции (19), например, в раме транспортного средства, с помощью элементов (20), аналогичных сухарям-засовам (18), вставляемым в глухие (несквозные) пазы в стенках корпуса (1).
Винтовой домкрат с электроприводом работает следующим образом. Вращающий момент от электродвигателя (2) через редуктор (3) передается на ходовой винт (4), который, вращаясь в резьбе гайки (12), сообщает ей поступательное движение относительно корпуса (1). Квадратные профили поперечного сечения внутренней поверхности телескопического участка корпуса (1) и сопрягающейся с нею наружной поверхности гайки (12) препятствуют осевому вращению гайки (12), а окружное (тангенциальное) усилие со стороны ходового винта (4) воспринимается гайкой (12) и уравновешивается реакцией на опоры качения (14) гайки (12) со стороны внутренних стенок корпуса (1). Полый шток (6), упираясь своей верхней частью через вкладыш (11) в гайку (12), а нижней частью через шарнир (8) в опорный башмак (9) передает осевое усилие на гайку (12), которая передает его на ходовой винт (4), который, в свою очередь, передает усилие на подшипниковый узел (5). Элементами, замыкающими силовую цепь на корпус (1), являются четыре сухаря-засова (18), фиксирующие подшипниковый узел (5) от осевого перемещения относительно корпуса (1), при этом радиальное перемещение подшипникового узла (5) оказывается возможным в пределах радиальных и тангенциальных конструкционных зазоров, т.е. подшипниковый узел (5) является плавающим и может самоустанавливаться в первичной фазе нагружения по винту (4), чем обеспечивается разгрузка сопряжения винт (4) - гайка (12) от изгибающего момента и радиального усилия и исключается заклинивание этого сопряжения под нагрузкой. Поскольку вкладыш (11) так же выполнен как плавающий в гайке (12), то в первичной фазе нагружения осуществляется самоустановка полого штока (6) относительно корпуса (1), чем обеспечивается разгрузка сопряжения полый шток (6) - корпус (1) в нижней втулке (7) от изгибающего момента и радиального усилия и исключается заклинивание данного сопряжения под нагрузкой. Через элементы (20) осевое усилие передается с корпуса домкрата (1) на несущую конструкцию (19). При обратном ходе домкрата, соединение полого штока (6) с гайкой (12) обеспечивается запорным кольцом (13). Следствием того, что описанные выше внутренние силовые опоры домкрата выполнены плавающими, является снижение технологических требований к точности изготовления подвижных сопрягающихся деталей домкрата и увеличение срока его, службы. Неточности изготовления гайки и внутренней поверхности корпуса, а так же эксплуатационный износ этих и других узлов домкрата не приведут к его заклиниванию, задирам подвижных поверхностей и выходу домкрата из строя.