МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА АНТЕННЫ
MECHANISM OF AERIAL LIFTING

Изобретение относится к приводным механизмам и может быть использовано в качестве приводов антенн, телекамер, локаторов и других устройств, установленных на военной или иной специализированной технике.
Известен привод (Атлас конструкций элементов приборных устройств. Под редакцией О.Ф.Тищенко. М.: Машиностроение, 1982, стр.108, л.81). Привод содержит корпус, установленный в нем двигатель, редуктор с входной ступенью в виде цилиндрической зубчатой передачи, шестерня которой установлена на валу двигателя, а зубчатое колесо на промежуточном валу, размещенном в корпусе на двух подшипниках, и выходной ступенью в виде зубчатой передачи, выходное звено которой жестко закреплено на выходном валу, размещенном в корпусе на двух подшипниках, а также связанный с выходным валом датчик положения.
Недостатками аналога являются:
- низкая технологичность;
- высокие массогабаритные показатели;
- отсутствие в приводе возможности самоторможения и высокая инерционность.
Известен привод (см., патент RU №2293893, МПК F16H 1/06, 1/16, 57/02, H01Q 306, опубл. бюл. №2, 20.02.2007), принятый за прототип. Привод содержит корпус в виде единой детали, установленный в нем двигатель, редуктор и датчик положения. Входная ступень редуктора выполнена в виде цилиндрической зубчатой передачи, шестерня которой установлена на валу двигателя, а зубчатое колесо - на промежуточном валу. Выходная ступень редуктора выполнена в виде червячной передачи, выходное звено которой выполнено в виде червячного сектора и жестко закреплено на выходном валу. При этом червяк червячной передачи установлен на промежуточном валу между его подшипниками, а зубчатое колесо цилиндрической зубчатой передачи размещено за пределами зоны размещения упомянутых подшипников. Шестерня и зубчатое колесо цилиндрической зубчатой передачи размещены снаружи корпуса. Датчик положения связан с выходным валом. В корпусе выполнены параллельные расточки для размещения двигателя и промежуточного вала, скрещивающаяся под прямым углом с ними расточка для размещения выходного вала, параллельная последней расточка для размещения датчика положения и между подшипниками прмежуточного вала - паз для размещения червячного сектора.
Недостатками прототипа являются:
- при преимуществах корпуса, выполненного в виде монолитной детали, недостаточная технологичность конструкции, обусловленная сложностью основной базовой детали, приводящей к повышению затрат на подготовку производства, а в дальнейшем к затруднениям при сборке и неудобству при техническом обслуживании;
- недостаточная защищенность конструкции от внешних неблагоприятных факторов, обусловленная размещением элементов цилиндрической зубчатой передачи и электродвигателя вне корпуса, приводящая к снижению надежности;
- недостаточная плавность при работе механической передачи привода, приводящая к преждевременному выходу из строя как узлов самой передачи, так и электродвигателя;
- ограниченные возможности по пространственному размещению привода на автошасси, на котором размещена аппаратура связи, обусловленные жесткой заданностью конструктивных элементов привода.
Предлагаемым изобретением решается задача по оптимизации конструкции, повышению надежности работы привода и улучшению его технико-эксплуатационных характеристик.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании компактного, простого в эксплуатации механизма подъема антенны, в котором обеспечена надежная защита механической передачи от внешних неблагоприятных факторов и возможность различного пространственного расположения по поверхности обшивки автошасси, на котором установлена аппаратура радиосвязи, за счет использования блочно-модульного принципа построения конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом механизме подъема антенны, содержащем корпус, установленный в нем двигатель, редуктор с входной ступенью в виде цилиндрической зубчатой передачи, шестерня которой установлена на валу двигателя, а зубчатое колесо - на промежуточном валу, и выходной ступенью в виде червячной передачи, связанный с выходным валом датчик положения, кронштейн (основание) для установки нагрузки (антенны), новым является то, что между входной и выходной ступенями редуктора установлена промежуточная ступень в виде цилиндрической зубчатой передачи, червячный редуктор, связанный с выходным звеном промежуточной ступени, выполнен в виде отдельного изделия, заправленного смазочным материалом, рассчитанным на весь срок службы механизма, промежуточный вал с установленным на нем зубчатым колесом входной ступени и шестерней промежуточной ступени, червячный редуктор с зубчатым колесом промежуточной ступени и двигатель с шестерней входной ступени размещены на опорном кронштейне, установленном внутри корпуса, нагрузка (антенна) установлена на поворотном основании с опорными полувалами, один из которых является приводным и уплотнен относительно корпуса, полувалы размещены в подшипниках кронштейна, примыкающего снаружи к корпусу, связь выходного вала червячного редуктора с приводным полувалом осуществляется посредством жесткой втулочной муфты, корпус закрыт крышкой с уплотнительной прокладкой, кронштейн для установки нагрузки (антенны), опорный кронштейн относительно корпуса зафиксированы на установочных поверхностях, на втулочной муфте размещен жесткий упор, связанный через пружинную пластину с датчиками начального и конечного положения нагрузки (антенны).
Установка между входной и выходной ступенями механизма подъема промежуточной ступени в виде цилиндрической зубчатой передачи позволяет:
- во-первых, плавно снизить до необходимого уровня число оборотов, развиваемых двигателем, на входном звене червячного редуктора до необходимого значения;
- во-вторых, снизить нагрузки на валы и подшипниковые опоры при передаче крутящего момента;
- в-третьих, повысить плавность работы механизма.
Выполнение червячного редуктора, связанного с выходным звеном промежуточной ступени, в виде отдельного изделия, заправленного смазочным материалом, рассчитанным на весь срок службы механизма, позволяет:
- во-первых, повысить надежность и долговечность одного из самых ответственных узлов, а следовательно, всего механизма в целом;
- во-вторых, снизить временные и материальные затраты на техническое обслуживание;
- в-третьих, использовать в качестве червячного редуктора покупные изделия, изготовленные на специализированных предприятиях и отличающиеся высокой степенью отработанности конструкции и высокой надежностью;
- в-четвертых, обеспечить надежную антикоррозионную защиту червячной передачи;
- в-пятых, способствовать реализации блочно-модульного принципа построения механизма.
Размещение промежуточного вала с размещенным на нем зубчатым колесом входной ступени и шестерней промежуточной ступени, червячного редуктора с зубчатым колесом промежуточной ступени и двигателя с шестерней входной ступени на опорном кронштейне, установленном внутри корпуса, позволяет:
- во-первых, реализовать блочно-модульный принцип построения механизма;
- во-вторых, упростить проведение сборочных и регулировочных работ, повысить ремонтопригодность и удобство обслуживания;
- в-третьих, получить высокую степень свободы при выборе компоновочных решений при разработке в соответствии с конкретным техническим заданием;
- в-четвертых, добиться компактного размещения узлов механизма, что положительно влияет на снижение массогабаритных показателей.
Установка нагрузки (антенны) на поворотном основании с опорными полувалами, один из которых является приводным и уплотнен относительно корпуса, и размещение полувалов в подшипниках кронштейна, примыкающего снаружи к корпусу, позволяет:
- во-первых, установить и надежно закрепить антенну на механизме поворота;
- во-вторых, осуществить поворот антенны от горизонтального положения в походном положении до необходимого угла развертывания при выполнении боевых задач;
- в-третьих, защитить внутреннее пространство корпуса от внешних неблагоприятных факторов (влажность, осадки, пыль);
- в-четвертых, обеспечить компактность выходного установочного звена механизма.
Осуществление связи выходного вала червячного редуктора с приводным полувалом посредством жесткой втулочной муфты, на которой размещен жесткий упор, связанный через пружинную пластину с датчиками начального и конечного положения антенны, позволяет:
- во-первых, обеспечить при выполнении мероприятий по достижению необходимого уровня соосности приводного вала поворотного основания и выходного вала червячного редуктора надежное соединение собственно привода механизма подъема и нагрузки;
- во-вторых, осуществить фиксацию в крайних положениях нагрузки при взаимодействии упора с контактной группой датчиков положения без дополнительных конструктивных усложнений.
Закрытие корпуса крышкой с уплотнительной прокладкой позволяет обеспечивать изоляцию внутренней полости корпуса от внешних неблагоприятных воздействий, как от вышеперечисленных, так и от механического воздействия осколков боеприпасов, фрагментов грунта, веток деревьев и т.п.
Фиксация кронштейна для установки нагрузки, опорного кронштейна с размещенными на нем редуктором, электродвигателем и промежуточным валом с элементами цилиндрической зубчатой передачи относительно корпуса на установочных поверхностях позволяет:
- во-первых, зафиксировать достигнутый уровень соосности соединяемых узлов механической передачи;
- во-вторых, выполнив основные регулировочные работы на этапе первоначальной сборки, снизить время на проведение профилактических и ремонтных работ;
- в-третьих, поддерживать без нарушения жесткую фиксацию узлов механизма во время эксплуатации.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показан общий вид механизма подъема антенны;
- на фиг.2 - вид А, вид на механизм подъема сверху при условно непоказанных крышке корпуса и кронштейне для установки нагрузки;
- на фиг.3 - вид Б, размещение датчиков положения.
Механизм подъема антенны состоит из корпуса 1, закрытого крышкой 2 с уплотнительной прокладкой 3 и установленного на кронштейне 4, закрепленного на обшивке автошасси (на чертежах не показана), размещенных в корпусе 1 электродвигателя 5 и редуктора 6. Входная ступень редуктора 6 выполнена в виде цилиндрической зубчатой передачи 7, а промежуточная ступень - в виде цилиндрической зубчатой передачи 8. Шестерня 9 входной ступени 7 установлена на валу электродвигателя 5, а зубчатое колесо 10 этой ступени и шестерня 11 промежуточной ступени - на промежуточном валу 12, установленном в подшипниках 13 опорного кронштейна 14, на котором также закреплен электродвигатель 5. Зубчатое колесо 15 промежуточной ступени 8 зафиксировано на входном валу выходной ступени - червячной передачи, выполненной в виде отдельного изделия 16 (закрытого червячного редуктора), заправленного смазочным материалом 17, рассчитанным на весь срок службы механизма, и установленного также на опорном кронштейне 14. Выходной вал червячного редуктора 16 связан с приводным полувалом 18 поворотного основания 19 посредством жесткой втулочной муфты 20. Приводной полувал 18 и опорный полувал 21 зафиксированы в подшипниках 22 кронштейна 23, примыкающего снаружи к корпусу 1. Приводной полувал 18 уплотнен относительно корпуса уплотнением 24. Кронштейн 23 и корпус 1 оснащены соответственно наружной 25 и внутренней 26 установочными цилиндрическими поверхностями. Фиксация опорного кронштейна 14 осуществляется по опорным поверхностям установочных штифтов 27. На втулочной муфте 20 размещен жесткий упор 28, связанный через пружинную пластину 29 с датчиками начального 30 и конечного 31 положения нагрузки (антенны). Нагрузка (антенна) 32 показана условно.
Механизм подъема антенны работает следующим образом. После включения электродвигателя 5 вместе с его валом начинает вращаться шестерня 9 входной ступени 7 редуктора 6. Далее вращение передается на зубчатое колесо 10 входной ступени 6 и шестерню 11 промежуточной ступени 8, зафиксированных на промежуточном валу 12, установленном в подшипниках 13 опорного кронштейна 14, и в конечном итоге - на зубчатое колесо 15 промежуточной ступени 8, зафиксированное на входном валу выходной ступени - червячного редуктора. Выходной вал червячного редуктора 16 начинает вращаться, передавая вращение через втулочную муфту 20, связанную с приводным полувалом 18, поворотному основанию 19, на котором установлена нагрузка (антенна) 32. Вращение приводного полувала 18 и опорного полувала 21 поворотного основания 19 осуществляется в подшипниках 22 кронштейна 23, примыкающего снаружи к корпусу 1. Для отсечки крайних положений нагрузки (антенны) 32 на втулочной муфте 20 размещен жесткий упор 28, связанный через пружинную пластину 29 с датчиками начального 30 и конечного 31 положения антенны. Остановка вращения поворотного основания 19 происходит при вращении втулочной муфты 20 и нажатии упора 28 на пружинную пластину 29, которая приводит в движение толкатель датчиков 30 и 31.
Для удобства обеспечения соосности и надежного взаимодействия узлов механизма кронштейн 23 и корпус 1 оснащены соответственно наружной и внутренней установочными цилиндрическими поверхностями 25 и 26, а фиксация опорного кронштейна 14 осуществляется по опорным поверхностям установочных штифтов 27. Это позволяет обеспечить штатную работу механизма как в процессе эксплуатации, так и после проведения ремонтных и профилактических работ.
Так как приводной полувал 18 уплотнен относительно корпуса уплотнением 24, крышка 2 уплотнена прокладкой 3, а червячный редуктор 16 выполнен в закрытом корпусе и заправлен смазочным материалом 17, рассчитанным на весь срок службы механизма, внутренняя полость корпуса надежно защищена от воздействий внешних механических и метеорологических воздействий, что повышает надежность работы механизма и увеличивает его долговечность.
Таким образом, в предлагаемом механизме подъема антенны решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании компактного, простого в эксплуатации механизма подъема антенны, в котором обеспечена надежная защита механической передачи от внешних неблагоприятных факторов и возможность различного пространственного расположения по поверхности обшивки автошасси, на котором установлена аппаратура радиосвязи, за счет использования блочно-модульного принципа построения конструкции.