ДВУХСКОРОСТНОЙ ПРИВОД ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно, к двухскоростному электроприводу исполнительных механизмов, преимущественно, к двухскоростному электроприводу грузоподъемных устройств кранов мостового типа, например, электроталей.
Известно использование двух- или многоскоростных электродвигателей с тормозом или без тормоза для придания исполнительному механизму дополнительных скоростей. Недостатком таких устройств является ограниченность перепада скоростей и большая разница между ближайшими значениями получаемых скоростей, связанные с полюсностью электрических двигателей, работающих от сети переменного тока.
Известно устройство двухдвигательного привода для получения двух скоростей исполнительного механизма, в котором электродвигатели, кинематически расположенные параллельно, связаны между собой через планетарный редуктор, выходной вал которого может иметь несколько скоростей вращения, при этом каждый из электродвигателей имеет тормоз. Однако, такое конструктивное решение влечет за собой сложную конструкцию редуктора и неполноценное использование электродвигателей по мощности.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является конструкция двухскоростного привода для механизма подъема электроталей фирмы DEMAG, в которой используется схема последовательно расположенных электродвигателей различной мощности с коническими роторами и с тормозами, причем электродвигатели связаны между собой редуктором. Выходной вал редуктора, приводимый во вращение двигателем меньшей мощности, имеет на свободном конце диск с конической поверхностью по периферии, которая является опорной поверхностью для тормозного диска двигателя большей мощности. При использовании двигателей с различной частотой вращения, установка редуктора не обязательна. Использование электродвигателей с коническим ротором позволяет максимально упростить схему двухдвигательного привода с последовательно распложенными двигателями, т.к. приводом для тормозов являются роторы электродвигателей.
Данное техническое решение принято за прототип.
Поскольку в РФ двигатели с коническим ротором не производят, то в рамках данной полезной модели для реализации схемы двухскоростного привода с последовательно распложенными электродвигателями, предлагается использовать электродвигатели с цилиндрическими роторами, достигая того же технического результата, что и в техническом решении фирмы DEMAG, а именно: получение двухскоростного привода с любым перепадом скоростей, расширяя арсенал технических средств - двухскоростных электроприводов исполнительных механизмов.
Технический результат заявленного технического решения достигается за счет того, что двухскоростной электропривод исполнительного механизма, содержит основной и вспомогательный электродвигатели, оборудованные тормозами и цилиндрическими роторами, редуктор и кольцевой электромагнит, при этом тормоз основного электродвигателя выполнен дисковым нормально закрытым, управляемым указанным кольцевым электромагнитом, один конец вала основного электродвигателя выполнен с возможностью соединения с исполнительным механизмом, а на другом его конце установлен фрикционный диск, взаимодействующий с дисками указанного дискового тормоза и кинематически через редуктор соединенный со вспомогательным электродвигателем.
Дисковый тормоз основного электродвигателя образован опорным диском и диском-якорем, соединенным с опорным диском подпружиненными тягами, при этом к опорному диску жестко прикреплен вал, установленный в подшипниковой опоре, корпус которой жестко связан с корпусом основного электродвигателя.
Редуктор может быть образован двумя парами зубчатых колес, соединяющих вал тормозного диска с выходным валом ротора вспомогательного электродвигателя, а может быть образован выполнением опорного диска в виде зубчатого колеса, с которым взаимодействует ведущая шестерня, закрепленная на выходном валу вспомогательного электродвигателя.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 схематически изображен двухскоростной электропривод, общий вид; на фиг. 2 - то же, вариант исполнения.
Двухскоростной электропривод исполнительного механизма, например, электротали мостового крана, содержит основной электродвигатель 1 с цилиндрическим ротором 2, редуктор 3 и вспомогательный электродвигатель 4 с тормозом 5. В данном варианте исполнения мощность электродвигателя 1 больше мощности двигателя 4. Один конец 6 вала 7 ротора 2 электродвигателя 1 связан с исполнительным механизмом (не показано). На другом его конце 8 установлен с возможностью свободного перемещения вдоль вала 7 фрикционный диск 9. Боковые поверхности 10 и 11 диска 9 взаимодействуют, соответственно, с опорным диском 12 и диском-якорем 13, образующими тормоз 14 электродвигателя 1. Тормоз 14 выполнен нормально закрытого типа. К корпусу 15 электродвигателя 1 прикреплен кольцевой электромагнит 16 постоянного тока, расположенный между диском-якорем 13 и корпусом 15. Электромагнит служит управляемым приводом тормоза 14.
Диск-якорь 13 тормоза 14 соединен с опорным диском 12 подпружиненными тягами 17 таким образом, что при неработающем электродвигателе 1, диски 12 и 13 прилегают к поверхностям 10 и 11 фрикционного диска 9, удерживая тем самым вал 7 от вращения. Опорный диск 12 жестко прикреплен к одному концу вала 18, который установлен в подшипнике 19. Корпус подшипника 19 жестко связан с корпусом 15 электродвигателя 1.
Опорный диск 12 через вал 18 и редуктор 3 соединен с выходным валом вспомогательного электродвигателя 4, оснащенного тормозом 5.
В одном из вариантов исполнения (фиг. 1), редуктор 3 может быть выполнен в виде двух пар зубчатых колес 20 и 21, соединяющих конец вала 18 с выходным валом 22 электродвигателя 4. Корпус 23 редуктора 3 жестко связан с корпусом 15 электродвигателя 1.
В другом варианте исполнения (фиг. 2) редуктор образован выполнением опорного диска 12 в виде зубчатого колеса 24, с которым взаимодействует ведущая шестерня 25, размещенная на валу 22 электродвигателя 4. При этом редуктор 3 установлен в корпусе 15 электродвигателя 1.
При необходимости, вместо редуктора может быть использован мультипликатор.
Тормоз 14 электродвигателя 1, выполняющий одновременно, функцию соединительной управляемой фрикционной муфты, может быть выполнен в виде отдельного приставного узла.
Устройство работает следующим образом.
В нерабочем положении электропривода, питание электродвигателей 1 и 4 выключено, фрикционный диск 9, а вместе с ним вал 7 ротора 2 заторможен.
При включении электродвигателя 1, одновременно будет подан ток в катушку кольцевого электромагнита 16 постоянного тока. Под действием электромагнитного поля, диск-якорь 13 тормоза 14 переместится от опорного диска 12 в сторону электромагнита 16, освободив фрикционный диск 9 и связанный с ним ротор 2. Последний начинает вращаться. Поскольку электродвигатель 1 имеет большую мощность, то и привод будет работать на большой скорости. При выключении электродвигателя 1, тормоз 14 замкнется и остановит вращение ротора 2.
При включении электродвигателя 4, вращение от вала 22 его ротора через редуктор 3 и через замкнутый тормоз 14 электродвигателя 1, передается выходному валу 6 электродвигателя 1. Замкнутый тормоз 14 при этом выполняет функцию соединительной фрикционной муфты, а редуктор 3 понижает частоту вращения электродвигателя 1, так что вал 7 будет иметь другую, меньшую частоту вращения.
При соответствующем подборе мощности электродвигателя 4 или передаточного отношения редуктора 3, на выходном валу 7 электропривода можно получить как разный, так и одинаковый крутящий момент на обеих скоростях вращения.
При необходимости, можно использовать два одинаковых последовательно расположенных электродвигателя, каждый из которых будет вращать привод только в одном направлении.