Электропривод с планетарным редуктором
ELECTRIC DRIVE WITH PLANETARY REDUCTION GEAR

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ракетно-космической технике, и предназначено для снижения частоты вращения и увеличения крутящего момента на выходном валу, а также может быть использовано и в других областях техники.
Известен планетарный редуктор (RU 84490 U1, F16H 3/72), содержащий установленные в корпусе четыре неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу, а также подшипники качения.
Недостатком данной конструкции является отсутствие механизма автоматического отключения редуктора, что не дает возможности его использования в конструкциях арматуры с поворотными механизмами.
Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электропривод с трехступенчатым планетарным редуктором (RU 2478851 С2, F16H 1/48, F16D 3/18, F16C 33/60), содержащий электродвигатель, связанный с входным валом посредством предступени, быстроходный, промежуточный и тихоходный планетарные ряды. Связи между быстроходным водилом и промежуточной солнечной шестерней и промежуточным водилом и тихоходной солнечной шестерней выполнены в виде муфт с центральными осесимметричными многогранными отверстиями, в которые сопряжено установлены концы соответственно промежуточной и тихоходной солнечных шестерен, и с зубьями бочкообразной формы. Муфты с обеих сторон зафиксированы от осевого смещения посредством стопорных колец. Внутренние кольца шарикоподшипников промежуточного и быстроходного водил выполнены разъемными. Одни части каждого разъемного кольца выполнены заодно с соответствующим водилом, а другие части - в виде съемных колец.
Существенный недостаток данного электропривода с трехступенчатым планетарным редуктором состоит в отсутствии автоматического отключения электропривода, что не дает возможности его использования в конструкциях арматуры с поворотными механизмами и системах управления с обратной связью.
Задачей изобретения является создание электропривода с системой автоматического отключения электропривода, и датчика положения электропривода, для обеспечения возможности применения конструкции арматуры с поворотными механизмами и системах управления с обратной связью.
Сущность изобретения заключается в том, что в электроприводе с планетарным редуктором, содержащим герметичный корпус, входной вал, связанный с электродвигателем, планетарный редуктор и выходной вал, на выходном валу установлена шлицевая втулка, торец которой опирается на основание корпуса и выполнен с профилированной площадкой, на которой симметрично оси, проходящей через диаметр шлицевой втулки, закреплены два шарикоподшипниковых элемента механизма отключения привода в крайних положениях, которые при повороте контактируют с парой датчиков конечного положения, установленных друг напротив друга, и парой датчиков контроля положения, также установленных друг напротив друга, и расположенных в четырех карманах дна корпуса. Также профилированная поверхность шлицевой втулки является упором, контактирующим со стопорами аварийной остановки электропривода, установленными по диагонали между датчиками конечного положения и датчиками контроля положения.
Техническим результатом данного изобретения является. автоматическое отключение электропривода, при повороте выходного вала на угол 90° в прямом и обратном направлении для его применения в конструкциях с поворотными механизмами, а датчик положения электропривода позволяет отслеживать положение выходного вала, что дает возможность встраивания электропривода в системы управления с обратной связью.
Сущность изобретения показана на фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 представлен общий вид электропривода в разрезе.
На фиг. 2 представлен механизм самоотключения электропривода в крайних положениях.
Электропривод с планетарным редуктором, например с трехступенчатым планетарным редуктором, содержащем, герметичный корпус 1, входной вал 2, электродвигателя 3, трехступенчатый планетарный редуктор с быстроходным, промежуточным и тихоходным планетарными рядами, включающими в себя соответственно быстроходную 4, промежуточную 5 и тихоходную 6 солнечные шестерни, сателлиты быстроходного планетарного ряда 7, сателлиты промежуточного планетарного ряда 8, сателлиты тихоходного планетарного ряда 9 установленные на шарикоподшипниковых механизмах, а также быстроходное водило 10, промежуточное водило 11, тихоходное водило 12, выходной вал 13, выполненный за одно целое с тихоходным водилом 12, а также диск быстроходного планетарного ряда 14, диск промежуточного планетарного ряда 15, диск тихоходного планетарного ряда 16, установленные на свои водила 10, 11, 12 и оси 17, скрепляющие быстроходный планетарный ряд, оси 18, скрепляющие промежуточный планетарный ряд, оси 19, скрепляющие тихоходный планетарный ряд, и установленные на скрепляющих осях 17, 18, 19 соответственно втулки быстроходного планетарного ряда 20, втулки промежуточного планетарного ряда 21 и втулки тихоходного планетарного ряда 22. Быстроходная солнечная шестерня 4 жестко установлена на входном валу 2 и через сателлиты быстроходного планетарного ряда 7 связана с быстроходным водилом 10, которое выполнено за одно целое с промежуточной солнечной шестерней 5, которая в свою очередь через сателлиты промежуточного планетарного ряда 8 связана с промежуточным водилом 11, которое в свою очередь выполнено за одно целое с тихоходной солнечной шестерней 6, которая в свою очередь через сателлиты тихоходного планетарного ряда 9 связана с тихоходным водилом 12, выполненным за одно целое с выходным валом 13. Все сателлиты 7, 8, 9 планетарных рядов вращаются внутри стационарного зубчатого колеса 24 с внутренними зубьями 25, закрепленного внутри герметичного корпуса 1. Входной вал 2 электродвигателя 3, быстроходный планетарный ряд, промежуточный планетарный ряд и тихоходный планетарный ряд, стационарное зубчатое колесо 24 и выходной вал 13 расположены соосно центральной оси электропривода. Тихоходный планетарный ряд является усиленным, поэтому на нем установлены сдвоенные сателлиты и шарикоподшипниковые механизмы тихоходного планетарного ряда 9.
На выходной вал 13 установлена шлицевая втулка 26, торец которой опирается на основание герметичного корпуса 1 и выполнен с профилированной площадкой, на которой на скрепляющих осях 27 симметрично оси, проходящей через диаметр шлицевой втулки 26, поверх втулок 28 закреплены два шарикоподшипниковых элемента механизма отключения привода в крайних положениях 29, которые при повороте контактируют с парой датчиков конечного положения 30, установленных друг напротив друга и парой датчиков контроля положения 31, установленных друг напротив друга и расположенных в четырех карманах 32 дна корпуса 1, а упор, выполненный на профилированной площадке шлицевой втулки 26 контактирует со стопорами аварийной остановки электропривода 33, установленными по диагонали между датчиками конечного положения 30 и датчиками контроля положения 31.
Электропривод с планетарным редуктором работает следующим образом.
При подаче управляющего сигнала на контакты вилки 34, входной вал 2 электродвигателя 3 совершает вращательные движения. На входном валу 2 электродвигателя 3 жестко закреплена солнечная шестерня быстроходного планетарного ряда 4, и передающая вращение на быстроходное водило 10 через сателлиты быстроходного планетарного ряда 7, а соответственно и на солнечную шестерню промежуточного планетарного ряда 5, выполненную за одно целое с быстроходным водилом 10, и в свою очередь передающую вращение на промежуточное водило 11 через сателлиты промежуточного планетарного ряда 8, и соответственно на солнечную шестерню тихоходного планетарного ряда 6, а значит и на промежуточное водило 11 через сателлиты тихоходного планетарного ряда 9, а быстроходное 10, промежуточное 11 и тихоходное 12 водила соответствующих планетарных рядов вращаются вокруг оси электродвигателя за счет зацепления своих сателлитов за внутренние зубья 25 стационарного зубчатого колеса 24, и вращают выходной вал 13, выполненный за одно целое с тихоходным водилом 12. При повороте выходного вала 13 на угол 90° от начального положения замыкаются датчики конечного положения 30, тем самым разрывая цепь питания электродвигателя в прямом направлении и замыкая цепь питания в обратном направлении. Для вращения в обратном направлении необходимо подать напряжение на соответствующие контакты вилки 34. При этом происходит тот же процесс, что и в прямом направлении. Одновременно с датчиками конечного положения 30, отключающими электродвигатель 3 в конечных положениях срабатывают датчики контроля положения 31, позволяющие определить положение выходного вала 13.
Стопоры аварийной остановки 33 электропривода предназначены для исключения возможности «перебега».за счет инерции выходного вала 13 в крайних положениях электропривода после срабатывания механизма самоотключения электропривода, а так же в случае выхода из строя датчиков конечного положения 30, т.е. не позволяют механизму совершить поворот выходного вала 13 на угол больше, чем 90°. Работа механизма осуществляется за счет контакта стопоров аварийной остановки 33 в крайних положениях электропривода с профилированной поверхностью В шлицевой втулки 26.
Таким образом, конструкция снабжена системой автоматического отключения электропривода, при повороте выходного вала на угол 90° в прямом и обратном направлении для его применения в конструкциях с поворотными механизмами, а датчики положения электропривода позволяют отслеживать положение выходного вала, что дает возможность встраивания электропривода в системы управления с обратной связью, т.е. предложенная конструкция обеспечивает самоотключение электропривода в крайних положениях и контроль этих положений.