Электропривод
ELECTRIC DRIVE

Настоящее изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управления трубопроводной арматуры.
Известно использование электромеханических приводов для преобразования вращательного движения в линейное перемещение и управления машинами и механизмами, соединенными с ними. В частности, из RU 2213896 (13.04.1999) известен электромеханический привод для трубопроводной арматуры, содержащий электродвигатель с полым ротором, в котором размещены резьбовая втулка и винтовой шпиндель, соединенный с запорным органом. Привод заключен в неподвижный корпус. В полом роторе электродвигателя между резьбовой втулкой и винтовым шпинделем размещена гайка, выполненная в виде трех цилиндрических резьбовых роликов, расположенных в сепараторах. Резьбовая втулка и стакан, закрепленный неподвижно в полом роторе, имеют шлицевые канавки, обеспечивающие возможность их линейного перемещения относительно друг друга. Известный привод имеет небольшие габариты и достаточную надежность для работы с обычной трубопроводной арматурой, обеспечиваемые за счет того, что резьбовая втулка, резьбовые ролики, охватываемые ею, и винтовой шпиндель, перемещаемый вращаемыми вокруг него роликами, образуют роликово-винтовую передачу, в которой нагрузка передается через резьбовую поверхность всех роликов, что обеспечивает максимальную площадь контакта.
Основным недостатком известного привода является относительно большой момент инерции вращающейся части привода, который обусловлен непосредственной связью ротора с резьбовой втулкой, приводящей к необходимости использования стакана, соединяющего ротор с резьбовой втулкой, и необходимости выбора толщин стенок ротора и резьбовой втулки с учетом их соединения со стаканом.
Известен электропривод, содержащий корпус, размещенные внутри него жестко зафиксированный на плате электродвигатель с шестерней на его валу и цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2 в данной конструкции) установленных на подшипниках валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, при этом выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней (патент РФ №2209496 от 03.08.2003 г.). Недостатком такого электропривода является низкое значение передаточного отношения, что вызвано расположением всего редуктора между торцовой стенкой корпуса и платой.
Известен электропривод, содержащий корпус, неподвижно закрепленные на корпусе подшипниковый щит и плату с электродвигателем с шестерней на его валу, цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2,3 и т.д.) валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, установленный на подшипниковом щите датчик положения выходного вала и герметизирующий кожух, а также установленные в корпусе электрические соединители, при этом все валы, кроме первого, установлены на подшипниках корпуса и подшипникового щита, первый вал установлен на подшипниках в плате и подшипниковом щите, выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней, вал электродвигателя обращен в сторону, противоположную выступающему из корпуса концу выходного вала электропривода, причем подшипниковый щит размещен между выступающим из корпуса концом выходного вала и платой, (патент Российской Федерации №2558535 от 01.06.2015 г.
Недостатком такого электропривода является большая длительность производственного цикла, поскольку его сборка может производиться только последовательным способом, что увеличивает время сборки и удорожает изделие. Другим недостатком является низкая надежность, что вызвано тем, что установку и регулировку датчика положения выходного вала приходится вести в глубине расточки корпуса, и также очень сложно надежно закрепить кабель от электродвигателя к электрическому соединителю, поскольку электродвигатель, установленный на кронштейне, устанавливается в расточку корпуса в последнюю очередь, после чего доступ к кабелю электродвигателя крайне затруднен, т.к. он скрыт кронштейном и зубчатым колесом первой ступени редуктора.
В качестве прототипа выбран электропривод (патент Российской Федерации №2614462 от 28.03.2017 г.) содержащий корпус, неподвижно закрепленные на корпусе подшипниковый щит и плату с электродвигателем с шестерней на его валу, цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2, 3 и т.д.) валов, последний из которых является выходным валом электропривода и выступает из корпуса одним своим концом, а зубчатое колесо первого введено в зацепление с шестерней вала электродвигателя, установленный на подшипниковом щите датчик положения выходного вала и герметизирующий кожух, а также установленные в корпусе электрические соединители, при этом все валы, кроме первого, установлены на подшипниках корпуса и подшипникового щита, первый вал установлен на подшипниках в плате и подшипниковом щите, выходной вал снабжен зубчатым колесом, а каждый из прочих валов снабжен зубчатым колесом и шестерней, вал электродвигателя обращен в сторону, противоположную выступающему из корпуса концу выходного вала электропривода, причем подшипниковый щит размещен между выступающим из корпуса концом выходного вала и платой, согласно изобретению, корпус выполнен сборным из двух состыкованных посредством фланцевого соединения частей, на первой части корпуса установлены подшипниковый щит и электрический соединитель датчика положения выходного вала, на второй части корпуса установлен электрический соединитель электродвигателя, и плата выполнена за одно целое со второй частью корпуса.
Недостатком прототипа является крупные габариты, которые не позволяют установить электропривод в ограниченном пространстве.
Техническим результатом, решаемым заявленным изобретением, является уменьшение габаритов электропривода.
Технический результат достигается за счет того, что в известном электроприводе, содержащем корпус, выполненный из двух частей, на первом установлен электродвигатель с соединенным на вале маховиком, на втором расположен маховик с выходным валом, дополнительно установлены на каждом корпусе по цилиндру, соединенные между собой гибким шлангом.
На иллюстрации (Фиг. 1) приведен пример конкретного исполнения электропривода, продольный разрез.
Электропривод содержит корпус 3, на котором неподвижно закреплен электродвигатель 1 с валом электродвигателя 2 и маховиком 4, соединенный шатуном 5 и поршнем 6 с гидроцилиндром 7, у которого имеется штуцер 8 соединяющий гибким шлангом 9 штуцер 10 гидроцилиндра 11, содержащий поршень 12, шатун 13, соединенный с маховиком 14 и выходным валом 15 с фланцем 16, расположенных на корпусе 17.
Электропривод работает следующим образом: при подаче питающего напряжения на электродвигатель 1 вращается вал электродвигателя 2, который через маховик 4 передает крутящий момент в возвратно-поступательное движение поршня 6 через шатун 5. Далее гидроцилиндр 7 создает давление, которое через гибкий шланг 9, соединенный со штуцерами 7 и 10, передается в гидроцилиндр 11, под действием которого поршень 12 через шатун 13 передает возвратно-поступательное движение на маховик 14, который преобразуется в вращательное движение выходного вала 15 фланца 16.
В результате использования изобретения существенно снижаются габариты электропривода, так как есть возможность установки двух частей корпуса в разных частях систем, первую для подключения к электроэнергии и формирования давления, вторую непосредственно в месте расположения управляемым механизмом, которые соединены между собой гибким шлангом, передающим давление.
По сравнению с известными аналогами заявляемый электропривод с дополнительным гидроцилиндрами, соединенными гибким шлангом, позволяет разделить изделия на две части, что обеспечивает снижение габаритов.
Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение к использованию в качестве электропривода трубопроводной арматуры.