МОТОР-РЕДУКТОР ПРОДОЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, и касается механизмов продольного перемещения, а также сфер их применения: автомобилестроение - привод роботизированной коробки переключения передач, народное хозяйство - системы «умного дома» (механизмы открывания-закрывания жалюзи, форточек, дверей и пр.), прочие области машиностроения и народного хозяйства, требующие линейных перемещений с защитой от пыли, влаги, агрессивных сред и пр.
Существующие передачи винт-гайка, в частности, шарико-винтовые передачи в основном являются передачами открытого типа (см. WO 95/24534, опубл. 1995 г.). Как правило, такая передача прикрыта в лучшем случае пыльником, что ограничивает максимальный возможный ход передачи размерами пыльника, либо оставляет передачу открытой. Это ведет к низкому качеству смазки, высокому абразивному износу, коррозии элементов передачи, необходимости дополнительных мер безопасности при эксплуатации передач. Обычный же для таких устройств шток выполнен в виде двух пластин - т.е. не имеет сплошной поверхности, а потому не может быть уплотнен герметично, следовательно - передача либо не защищена, либо ограничена размерами пыльника.
Наиболее близким аналогом к заявляемому полезной модели является мотор-редуктор продольного перемещения, содержащий двигатель и редуктор с размещенной в корпусе передачей винт-гайка, которая соединена со штоком, установленным с возможностью продольного перемещения (см. US 4850466, опубл. 1989 г.). Известный шток представляет собой длинномерную и нежесткую конструкцию, выполненную в виде двух щечек, которые сложно уплотнить и защитить от пыли, в результате чего уменьшается ресурс изделия.
Задача полезной модели заключается в повышении ресурса изделия.
Задача решается тем, что мотор-редуктор продольного перемещения содержит двигатель и редуктор с размещенной в корпусе передачей винт-гайка, которая соединена со штоком, выполненным в виде полого цилиндра, установленного с возможностью продольного перемещения внутри упомянутого корпуса, с которым его наружная поверхность имеет герметично-скользящее соединение.
Размещение передачи со штоком в корпусе улучшает ее защищенность и безопасность эксплуатации. Таким образом, устройство без дополнительных изменений может быть целиком расположено вне зоны агрессивной среды, либо зоны нагрева, но осуществлять перемещения внутри такой зоны, что является необычным для передач винт-гайка.
Гайку со штоком выполняют в виде насадки («чулка») для винта. Шток имеет форму полого цилиндра, внутри которого вращается винт, при этом его наружная цилиндрическая поверхность может быть легко уплотнена сальниками либо другими герметичными уплотнениями, что позволяет повысить пыле- и влагозащищенность, качество смазывания пары, реализовать принцип модульности конструкции, повысить КПД, надежность и долговечность пары, эстетичность внешнего вида, а так же обеспечить простоту и безопасность эксплуатации.
В частных случаях выполнения полезной модели упомянутое герметично-скользящее соединение выполнено с сальниковым уплотнением. Передача винт-гайка выполнена шарико-винтовой. Внешняя поверхность гайки и внутренняя поверхность корпуса имеют форму, обеспечивающую стопорение гайки от поворота. Редуктор выполнен многоступенчатым.
Передача винт-гайка установлена с возможностью ее смазывания в масляной ванне. Редуктор и передача винт-гайка размещены в одном общем корпусе, что позволяет объединить их масляную систему, в результате чего упрощается обслуживание устройства и контроль уровня масла, а также реализуется модульная конструкция, а значит - повышается взаимозаменяемость.
Полезная модель поясняется иллюстративными материалами.
На фиг.1 изображена принципиальная схема трехступенчатого мотор-редуктора продольного перемещения.
На фиг.2 изображено сечение трехступенчатого мотор-редуктора продольного перемещения.
Трехступенчатый мотор-редуктор содержит корпус 10, в котором размещены редуктор и передача винт-гайка, включающая винт 7 и насаженную на него с возможностью продольного перемещения гайку, выполненную за одно целое со штоком 8. На корпусе 10 закреплен электродвигатель 1, создающий крутящий момент на входе редуктора. На вал электродвигателя 1 насажена шестерня первой ступени 2 редуктора, передающая крутящий момент на зубчатое колесо 3, связанное валом с шестерней второй ступени 4 редуктора, передающей крутящий момент на зубчатое колесо 5, вал 6 которого связан (выполнен зацело) с винтом 7. Шток 8 выполнен в виде полого цилиндра, перемещающегося вместе с гайкой в пазу 9 корпуса 10. Наружная цилиндрическая поверхность штока 8 имеет герметично-скользящее соединение с корпусом 10 посредством сальника 11.
Редуктор может содержать помимо передачи винт-гайка, так же цилиндрическую, коническую, планетарную, червячную передачу и т.д. в зависимости от необходимой длины и скорости перемещения, а так же усилия на выходе, и кроме того, от необходимых размеров и компоновки конструкции.
Принцип работы предлагаемого технического решения показан на примере трехступенчатого цилиндрическо-винтового мотора-редуктора.
Вращение от двигателя 1 передается на закрепленную на его валу шестерню 2 цилиндрической передачи. Шестерня 2 вращаясь с валом двигателя, передает крутящий момент на зубчатое колесо 3, связанное валом с шестерней 4, которая в свою очередь передает крутящий момент на зубчатое колесо 5, закрепленное на выходном валу 6, выполненным за одно целое с винтом 7, который, вращаясь, вызывает продольное перемещение гайки со штоком 8, находящейся в пазу 9 корпуса 10, осуществляя тем самым преобразование вращательного движения в поступательное. При этом сальник 11 надежно герметизирует место соединения цилиндрической поверхности штока 8 с корпусом 10. Форма паза 9 (или направляющей) корпуса 10 и гайки 8 исключает вращательное движение последней и обеспечивает вывод поступательного движения за пределы корпуса 10.
Конструкция допускает применение различных материалов, в зависимости от требуемых усилий линейного перемещения, веса, габаритов и прочих требований к устройству. Применительно для привода переключения передач роботизированной трансмиссии, и систем «умного дома» оптимальным является изготовление деталей конструкции методом литья из полимерных материалов.
Аналогичная конструкция применяется в электроприводе дверного замка, но отличается более высокой скоростью линейного перемещения, отсутствием иных систем смазывания, кроме самосмазывающихся материалов.