ДВИГАТЕЛЬНЫЙ ПРИВОД ТОКОРАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению и предназначена для подключения средств специального технического назначения (ССТН) посредством двигательных приводов в режимы работы: «контроль» или «основной». Полезная модель направлена на усовершенствование двигательных приводов токоразъединителей, применяемых в различных отраслях промышленности автоматизированных производств.
Известен винтовой двигательный привод, содержащий корпус, электродвигатель, связанный с винтом винтовой пары, кулисный механизм, ползун которого кинематически связан с направляющими внутри корпуса и имеет внутреннюю полость, в которой размещена гайка винтовой пары, а снаружи закреплены два стержня, каждый из которых состоит из двух частей различного диаметра (патент РФ №2113646, МПК F16K 31/00, опубликованный 20.06.1998 г.)
Другим аналогом заявленной полезной модели является двигательный привод токоразъединителей содержащий корпус, электродвигатель, кулисный механизм, соединенный с электродвигателем посредством муфты и планетарного редуктора, с выходным валом которого посредством кривошипа связана кулиса, состоящая из двух направляющих дугообразной формы связанных с валом токоразъединителей (патент РФ №2337261, МПК F16 25/06, опубликованный 27.10.2008 г.)
Недостатком данных устройств является низкое быстродействие их работы, а также отсутствие возможности переключения ССТН в контрольный и основной режимы работы.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является двигательный привод токоразъединителей содержащий: корпус, электродвигатель с планетарным редуктором, муфту и кулисный механизм выполненный как кривошипно-ползунный, шатун которого соединен шарнирно одним концом с кривошипом вилки, а другим - с ползуном-кареткой, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения по двум направляющим, жестко закрепленным на стенках корпуса, причем, на ползуне-каретке установлены кронштейны с вилками соединительных разъемов, розетки которых закреплены в кронштейнах на опорах корпуса, обеспечивающих подключение контрольного и основного режимов работы средств специального технического назначения, где вилки и розетки соединительных разъемов установлены в кронштейнах подвижно, а на опорах противоположных стенок корпуса установлены упоры, ограничивающие возвратно-поступательное перемещение ползуна-каретки, а шатун кривошипно-ползунного механизма может быть выполнен составным с возможностью изменения его линейных размеров посредством резьбовой пары «винт-гайка» соответственно с левой и правой резьбой, причем ползун-каретка может быть выполнена составной, с возможностью изменения габаритных размеров вдоль направляющих посредством резьбовых пар «винт - гайка» соответственно с левой и правой резьбой, причем шатун закреплен шарнирно с одного конца на кривошипе, а с другого - на одной из составных частей ползуна-каретки (патент РФ на полезную модель №127161 МПК F16K 25/06, 31/00, опубликованный 20.04.2013 г. - прототип).
К недостаткам данного устройства следует отнести:
- сложность регулирования времени переключения режимов работы и отключения электродвигателя после завершения коммутации посредством установки кулачков;
- перемещение ползуна - каретки осуществляется по нелинейному закону, что объясняется принципом работы кривошипно-ползунного механизма;
- недостаточная точность соединения вилок и розеток разъемов в начальный момент их стыковки;
- не предусматривается возможность использования устройства на мобильных средствах;
- отсутствие счетчика количества коммутаций вилок и розеток соединительных разъемов.
Наличие перечисленных недостатков снижает надежность работы устройства, защиту электродвигателя от перегрузки, возможность определения количества переключений данного устройства и использования на мобильных средствах.
Сущность заявленной полезной модели как технического устройства заключается в повышении надежности работы предлагаемой полезной модели, возможности определения количества переключений устройства и использования на мобильных средствах, что достигается посредством:
- коммутации вилок и розеток соединительных разъемов более надежной шарико - винтовой передачей типа «винт-гайка»;
- защиты электродвигателя электропривода ползуна - каретки от перегрузок при достижении ее механических упоров путем отключения его электропитания микровыключателями, размещенными в зоне стыковки вилок и розеток электрических разъемов;
- компенсации несоосности соединяемых валов червячного углового редуктора и шарико-винтовой передачи;
- повышением жесткости конструкции за счет установки боковых промежуточных стенок корпуса, четырех угловых призм в углах корпуса двигательного привода, четырех направляющих перемещения ползуна-каретки.
Технический результат достигается конструктивными особенностями устройства, которые сводятся к приведенной совокупности существенных признаков:
- использованием червячного редуктора, кулачково-дисковой муфты;
- использованием в электроприводе ползуна-каретки шарико-винтовой передачи типа «винт-гайка»;
- установкой на левой и правой боковых опорах корпуса двух микровыключателей, подключенных последовательно;
- установкой в корпусе двух боковых промежуточных стенок, четырех направляющих и угловых призм;
- установкой счетчика количества коммутаций вилок и розеток соединительных разъемов;
- установкой четырех амортизаторов.
Из изученной патентной и научно-технической информации авторам не известно техническое решение с предлагаемой совокупностью признаков, что приводит к выводу о соответствии технического решения критерию полезной модели - "новизна".
Техническая сущность конструкции полезной модели поясняется чертежами, где:
- на Фиг. 1 представлена конструкция ДПТ при снятой верхней крышке - вид сверху;
- на Фиг. 2 представлена конструкция ДПТ при снятой боковой крышке - вид сбоку;
- на Фиг. 3 представлена конструкция ДПТ - вид спереди.
Двигательный привод токоразъединителей, содержит (см. Фиг. 1): корпус 1, электродвигатель с электромагнитной муфтой 2, червячный угловой редуктор 3 с входным 4 (см. Фиг. 1, вид Б) и выходным 5 (см. Фиг. 1, вид В) валами, шарико-винтовую передачу 6, кулачково-дисковую муфту 7.
Электродвигатель 2 соединен с входным валом 4 червячного углового редуктора 3 втулкой 8 (см. Фиг. 1, вид Б).
Корпус 1 включает в себя боковые стенки 9, 10, основание 11 (см. Фиг. 2), верхнюю крышку 12, заднюю 13, переднюю 14 и две промежуточные стенки 15, 16, на которых жестко закреплены четыре направляющих 17 (см. Фиг. 1, Фиг. 2), по которым перемещается ползун-каретка 18 (см. Фиг. 1).
На ползуне - каретке 18 установлены планки 19, 20, 21, 22 (см. Фиг. 2), а также жестко закреплены (см. Фиг. 1) кронштейны 23 с вилками 24 соединительных разъемов. Розетки 25 жестко соединены с плавающими втулками 26 (см. Фиг. 1 - вид А) в кронштейнах 27, закрепленных неподвижно на опорах 28 и 29 (см. Фиг. 1). На свободных боковых стенках опор 28 и 29 установлены по два микровыключателя 30, 32 и 31, 33 (см. Фиг. 2) закрепленных в кронштейнах 34, 36 и 35, 37 соответственно.
Шарико-винтовая передача 6 (см. Фиг. 1) представляет собой вал с резьбой 38, по которому перемещается подвижная гайка 39. Вал 38 закреплен с одной стороны в сдвоенных шариковых радиально-упорных подшипниках 40 и с другой стороны в шариковом радиальном подшипнике 41, установленных соответственно в опорах 28, 29, жестко связанных с промежуточными стенками 15 и 16 корпуса 1.
Кулачково-дисковая муфта 7 (см. Фиг. 1) состоит из двух полумуфт 42, 43 (см. Фиг. 1- вид В), соединенных промежуточным диском 44.
Редуктор 3 закреплен (см. Фиг. 1, Фиг. 2) на дополнительной опоре 45, установленной на лицевой стороне промежуточной стенки 15. На внутренних поверхностях боковых (см. Фиг. 1) 9, 10 и промежуточных 15, 16 стенок корпуса 1 установлены угловые призмы 46.
У основания 11 (см. Фиг. 2) к торцевым поверхностям угловых призм 46 закреплены четыре амортизатора 48.
На задней стенке 13 установлены разъемы 49 (см. Фиг. 1, Фиг. 2), через которые осуществляется подключение ДПТ к средствам специального технического назначения.
На передней стенке 14 (см. Фиг. 3) установлен счетчик 50 количества коммутаций вилок и розеток соединительных разъемов.
Предлагаемое устройство может работать в двух режимах: «Контроль» и «Основной», определяемых системой управления ССТН.
Электродвигатель электропривода имеет две обмотки возбуждения, которые обеспечивают вращение его ротора в двух направлениях.
Любой из режимов двигательного привода токоразъединителей начинается при подаче напряжения питания (см. Фиг. 1) на обмотку статора электродвигателя 2 и на одну из его обмоток возбуждения через один из разъемов 49. Электродвигатель 2, через втулку 8 приводит во вращение входной вал 4 (см. Фиг. 1, вид Б) червячного углового редуктора 3. После уменьшения частоты вращения входного вала 4 редуктором 3 увеличенный вращающий момент передается с его выходного вала 5 (см. Фиг. 1, вид В) на вал шарико-винтовой передачи 38 через кулачково-дисковую муфту 7, которая предназначена для компенсации несоосности соединяемых валов, что в свою очередь приводит к повышению надежности работы предлагаемой полезной модели.
Шарико-винтовая передача 6 (см. Фиг. 1) преобразует вращающий момент в поступательное перемещение гайки 39, связанной с ползуном-кареткой 18.
Ползун-каретка 18, перемещаясь по четырем направляющим 17, выводит из соединения вилки 24 и розетки 25 с одной стороны и соединяет аналогичные вилки и розетки с противоположной стороны, переключая тем самым ССТН с режима работы «Контроль» в режим «Основной» или наоборот.
Розетки 25 (см. Фиг. 1, вид А) установлены в кронштейнах 27 посредством плавающих втулок 26, что обеспечивает исключение влияния несоосности штырей розеток 25 и отверстий вилок 24 разъемов и повышает надежность их коммутации.
Сдвоенные шариковые радиально-упорные подшипники 40 воспринимают осевые в двух направлениях и радиальные нагрузки. Шариковый радиальный подшипник 41 воспринимает радиальные нагрузки.
Шарико-винтовая передача 6 способна воспринимать большие нагрузки, что также повышает надежность ДПТ.
Использование четырех направляющих 17 ведет к повышению жесткости конструкции, вследствие чего исключаются перекосы препятствующие движению ползуна-каретки 18, что означает повышение устойчивости к внешним динамическим воздействиям, а, следовательно, и надежности.
Повышение жесткости конструкции осуществляется также за счет установки угловых призм 46 и промежуточных стенок 15, 16.
Остановка перемещения ползуна-каретки в крайних положениях осуществляется при нажатии планками 19, 21 (см. Фиг. 2) на микровыключатели 30, 32 при ее движении в одну сторону и планками 20, 22 на микровыключатели 31, 33 при ее движении в противоположную сторону, которые отключают питание электродвигателя 2, предохраняя его от перегрузок.
Микровыключатели 30, 32 и 31, 33 соответственно, подключены последовательно, что повышает надежность отключения, то есть срабатывание любого из микровыключателей приводит к отключению электродвигателя электропривода в конце хода ползуна - каретки.
Режим «Контроль» двигательного привода токоразъединителей начинается при подаче напряжения питания (см. Фиг. 1, Фиг. 2) на другую обмотку возбуждения электродвигателя 2 через один из разъемов 49, установленных на задней стенке 13 корпуса 1. При этом ползун - каретка 18 перемещается в противоположное направление. В дальнейшем процесс работы аналогичен процессу раскрытому в режиме «Основной».
Счетчик 50 показывает количество переключений режимов ССТН и необходим для контроля количества коммутаций вилок и розеток соединительных разъемов, поскольку их ресурс имеет ограниченное значение.
Установка амортизаторов 48 приводит к уменьшению влияния динамических нагрузок при использовании устройства на мобильных средствах, что расширяет возможность использования ДПТ при повышенных вибрациях.