ЗАСЛОНКА ЭЛЕКТРОПРИВОДНАЯ

Заслонка электроприводная относится к средствам автоматического управления и может быть использована в различных отраслях промышленности для регулирования давления газа и перекрытия трубопроводов, например, в воздушных магистралях систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов.
Известны электроприводные заслонки с довольно распространенной конструктивной схемой, содержащей электромеханизм, редуктор и перекрывное устройство.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является заслонка электроприводная разработки ОАО ПКО «Теплообменник» (Т.3. №10485 выдано предприятием НПО «Наука» 14.03.1979 г., «Руководство по технической эксплуатации 3275 РЭ» от 26.04.84), эксплуатируемая в настоящее время на самолетах АН-124, где она устанавливается в продувочном канале воздухо-воздушного теплообменника в непосредственной близости от силовых установок.
Данная заслонка содержит электромеханизм вращательного действия, коробку редуктора, коническую зубчатую передачу, состоящую из вала-шестерни и зубчатого колеса, соединенного шлицами с валом перекрывной заслонки, закрепленной на валу двумя накладками и болтами, корпус, пружину сжатия для обеспечения правильного осевого положения зубчатого колеса в зацеплении, упоры крайних положений и кулачок, закрепленный на валу-шестерне для ограничения угла поворота заслонки, шарикоподшипники служащие опорами валов.
Недостатком указанной заслонки является ее сравнительно невысокая ресурсная надежность. В процессе эксплуатации заслонка испытывает повышенный (до 16,4 g) уровень виброперегрузок, а также воздействие высокочастотной пульсации воздушного потока и высокого (до 150 дб) уровня акустических нагрузок. Под действием вышеуказанных факторов выявилось некоторое конструктивное несовершенство существующей конструкции, а именно:
- недостаточная прочность регулирующего органа (заслонки), обусловленная наличием больших по площади и достаточно глубоких (до половины толщины заслонки) карманов под установку накладок, что значительно ослабляет сечение заслонки на данном участке;
- недостаточная прочность и жесткость вала, которые объясняются большим расстоянием между опорами вала и наличием широких и глубоких лысок под установку накладок;
- наличие боковых зазоров в зубчатом зацеплении редуктора, а также в шлицевом соединении вала с колесом приводит к усталостному разрушению зубьев и шлицев от воздействия вибрации;
- недостаточная прочность подшипниковых узлов, наличие осевого люфта в подшипниках, незащищенность подшипников от попадания в них продуктов износа зубьев редуктора.
Перечисленные недостатки конструкции в процессе эксплуатации агрегатов приводили к поломкам валов и заслонок по ослабленным сечениям (вырезы под накладки), а также к разрушению подшипниковых узлов и повышенному износу зубчатых передач и шлицевых соединений.
Целью создания настоящей полезной модели является повышение надежности заслонки электроприводной и увеличение ее ресурсных возможностей.
Поставленная цель достигается за счет того, что заслонка электроприводная, содержащая корпус, с размещенной в нем поворотной заслонкой, закрепленной на вращающемся валу, с установленным на нем
зубчатым колесом конического редуктора, контактирующим с валом-шестерней, соединенным с выходным валом электромеханизма вращательного действия, расположенного на коробке редуктора, на валу-шестерне установлен кулачок, а на крышке редуктора размещены два регулируемых упора крайних положений заслонки, на зубчатом колесе установлены две цилиндрические пружины кручения, зацепы которых вставлены в отверстия зубчатого колеса и крышки редуктора, зубчатое колесо и крышка редуктора имеют ложементы, выполненные в виде винтовых поверхностей, поворотная заслонка закреплена на вращающемся валу коническими штифтами, причем, опорами вращающегося вала являются шариковые радиальные подшипники, установленные попарно.
На фиг.1 изображена конструкция прототипа.
На фиг.2 изображена предлагаемая конструкция заслонки электроприводной.
На фиг.3 изображено сечение А-А по фиг.2.
На фиг.4 изображено сечение Б-Б по фиг.2.
На фиг.5 изображено разрушение зубчатого колеса и шлицевого вала прототипа в процессе эксплуатации.
Заслонка электроприводная содержит корпус 1 в котором размещен регулирующий орган - поворотная заслонка 2 закрепленная на валу 3 при помощи конических штифтов 4, фиксируемых гайками и стопорными шайбами. Опорами вала 3 являются шариковые радиальные подшипники 5, установленные попарно. Между подшипниками 5 установлены мерные шайбы 6 для создания предварительного натяга в подшипниках. Конический зубчатый редуктор закрыт коробкой 7 и состоит из зубчатого колеса 8, закрепленного на валу 3 при помощи шпонки и гайки, и вала-шестерни 9, вращающегося в шарикоподшипниках 10. Подшипники 5 и 10 со стороны редуктора закрыты защитными шайбами 11 и 12 соответственно. Электромеханизм вращательного действия 13 закреплен на коробке редуктора 7 и соединен шлицами своего выходного вала со шлицами вала-шестерни 9. На зубчатом колесе 8 установлены две цилиндрические пружины кручения 14 и 15, зацепы которых вставлены в отверстия зубчатого колеса 8 и крышки 16. Крышка 16 также как и зубчатое колесо 8 имеет ложементы; выполненные в виде винтовых поверхностей для наибольшей устойчивости пружин. Пружины 14 и 15 при установке предварительно закручены на некоторый угол при помощи крышки 16, которая затем неподвижно зафиксирована на коробке редуктора 7 винтами. Для ограничения угла поворота заслонки 2 на валу-шестерне 9 установлен при помощи шпонки кулачок 17, а на крышке редуктора 7 установлены два регулируемых упора крайних положений 18 заслонки 2.
Заслонка электроприводная имеет исходное положение нормально закрытое и работает следующим образом:
- при подаче электрического сигнала на электромеханизм 13 выходной вал электромеханизма получает правое или левое вращение и передает крутящий момент через коническую вал-шестерню 9 и коническое зубчатое колесо 8 на вал 3 с закрепленной на нем заслонкой 2;
- при левом вращении электромеханизма 13 заслонка 2 открывает воздушную магистраль, при правом закрывает.
Реверсивное вращение заслонки 2 ограничивается установкой кулачка 17 на жесткие упоры 18.
При работе заслонки (в любом ее положении) пружины 14 и 15 создают на колесе 8 некоторый крутящий момент, направленный на закрытие заслонки. Этот крутящий момент позволяет постоянно выбирать боковой зазор в зубчатом зацеплении.
Применение в новой конструкции пружин кручения 14 и 15 предохраняет зубья редуктора от разрушающего действия вибрации благодаря тому, что исключает боковой зазор в зацеплении зубчатого колеса 8 и вала-шестерни 9.
Установка дополнительных подшипников 5 значительно усилила опоры вала 3, снизив при этом нагрузку на каждый из подшипников. При помощи мерных шайб 6, установленных между попарно расположенными подшипниками 5, создается предварительный натяг, позволяющий выбрать осевой люфт в подшипниках 5. Не имеющие люфта опоры вала, меньше подвержены разрушающему воздействию вибрации. Защитные шайбы 11 и 12, закрывающие подшипники 5 и 10 со стороны редуктора, исключают попадание продуктов износа зубчатых колес на беговые дорожки подшипников 5 и 10, что уменьшает износ подшипников и вероятность их заклинивания. Крепление заслонки 2 на валу 3 при помощи конических штифтов позволяет значительно упрочнить конструкцию заслонки и вала.