МОТОР-РЕДУКТОР

Полезная модель может быть использована в электромашиностроении, электротранспортных средствах, а также в приборостроении.
Орбитальный мотор-редуктор, преимущественно торцевого типа, содержащий внутренний и внешний статоры с обмотками, блок из двух орбитальных роторов, установленных в водиле и имеющих короткозамкнутые обмотки, тормозное устройство, включающие в себя обмотку тормоза, взаимодействующую с подпружиненным тормозным сердечником с тормозной накладкой и диском, установленным в подшипнике, фланец и корпус, отличающийся тем, что блок роторов снабжен магнитопроводом с дополнительной обмоткой, размещенным в междуроторном пространстве, выводные концы дополнительной обмотки подсоединены к контактно-кольцевому узлу, состоящему из токосъемного устройства со щетками, установленного на фланце, и контактных колец, установленных на водиле, при этом роторы соединены механической связью в виде замкнутого гибкого элемента. /RU Патент 2217856, 2003 г./
Известное мотор-редуктор не может использоваться для инициирования широкого диапазона крутящих моментов и редуцирования последних.
Известен планетарный торцовый мотор-редуктор, содержащий торцовый асинхронный электродвигатель и планетарную одноступенчатую зубчатую передачу с двумя внутренними зацеплениями, включающую сателлит, два центральных колеса, одно из которых неподвижно, а другое жестко связано с выходным валом мотор-редуктора, объединенные в общем корпусе, отличающийся тем, что вал торцового асинхронного электродвигателя имеет выступающий из корпуса двигателя участок, на котором с наружной стороны выполнена эксцентричная относительно оси вала цилиндрическая шейка и на ней установлен сателлит планетарной одноступенчатой зубчатой передачи, которая дополнительно включает уравновешивающие элементы, а неподвижное зубчатое колесо вмонтировано в щит статора электродвигателя с наружной его стороны так, что сателлит, находящийся в зацеплении с этим колесом, своей торцевой поверхностью с минимальным зазором прилегает к поверхности щита статора электродвигателя, один из подшипников выходного вала размещен в цилиндрической расточке вала электродвигателя под опорной поверхностью его эксцентричной цилиндрической шейки и опирается торцевой поверхностью наружного кольца на заплечик расточки, а другой подшипник установлен в крышке редуктора, жестко присоединенной к щиту статора, и прижат к заплечику вала кольцевым выступом регулировочной крышки, при этом зубчатый венец колеса выходного вала и находящийся с ним в зацеплении венец сателлита выполнены сменными, уравновешивающие элементы выполнены на кольцевом выступе ступицы ротора электродвигателя, причем один из них имеет форму выреза на части этого выступа со стороны зоны зацепления венца сателлита с неподвижным колесом, а другой - форму кольцевого сегмента и закреплен на внутренней поверхности выступа с диаметрально противоположной стороны. /RU патент 2150623, 2000 г./
Известное приводное устройство ограниченно применимо для инициирования широкого диапазона крутящих моментов и не может использоваться для дополнительного редуцирования последних.
Наиболее близким является мотор-редуктор, содержащий корпус, установленные в нем два статора с обмотками, два размещенных на общем валу катящихся ротора, два подшипниковых щита, установленных с торцов корпуса, отличающийся тем, что роторы выполнены в виде массивных ферромагнитных полых цилиндров с тремя аксиальными отверстиями в теле роторов, роторы размещены с зазором на валу, проходящем через центральные отверстия полых цилиндров, и в подшипниковых щитах закреплены три стержня, проходящих с зазором сквозь три аксиальные отверстия в роторах, при этом мотор-редуктор снабжен третьим статором с обмоткой и третьим катящимся ротором, размещенных аксиально относительно остальных двух статоров и роторов, причем суммарная активная длина двух крайних статоров или роторов равна активной длине среднего статора или ротора, а средний статор сдвинут по окружности на полюсное деление относительно двух крайних статоров, установленных без сдвигов относительно друг друга.
/RU Патент 2098910, 1997 г/
Известный мотор-редуктор ограниченно применим для инициирования широкого диапазона крутящих моментов и не может использоваться для дополнительного редуцирования последних, не предполагает активное торможение и съём мощности с обои валов одновременно.
Задачей полезной модели является расширение возможностей мотор-редуктора при инициировании широкого диапазона крутящих моментов, возможность бесступенчатого дифференцирования крутящих моментов на обоих валах передачи мощности, снижение конструктивной сложности и повышение технологичности управления.
Задача решается тем, что в мотор-редукторе, включающем корпус, блок управления, шестеренную пару, согласно решению обе шестерни выполнены в виде мотор-колес с возможностью инициирования и передачи крутящего момента, при этом оба рабочих вала статора расположены внутри роторов и неподвижно закреплены за корпус редуктора, а роторы по внешнему контуру снабжены венцами зубчатых колес, находящихся в зацеплении и снабжены валами передачи мощности, при этом последние выполнены как единое целое с дисковыми ступицами, а каждый рабочий вал статора с одной стороны закреплён за корпус редуктора полым опорным валом, а другой стороной опирается на подшипник, установленный внутри полости вала передачи мощности, при этом в каждом полом валу статоров расположен питающий провод от блока управления.
Отличительными признаками являются следующие:
- обе шестерни выполнены в виде мотор-колес с возможностью инициирования и передачи крутящего момента, (что обеспечивает инициирование и изменение в широких пределах крутящего момента и количества оборотов валов);
- оба рабочих вала статора расположены внутри роторов и неподвижно закреплены за корпус редуктора, (что обеспечивает компактность исполнения и широкий диапазон изменения параметров редуктирования);
- роторы по внешнему контуру снабжены венцами зубчатых колес, находящихся в зацеплении и снабжены валами передачи мощности, (что обеспечивает конструктивность изготовления и надежность функционирования);
- валы передачи мощности выполнены как единое целое с дисковыми ступицами, (что обеспечивает надежность и долговечность работы);
- каждый рабочий вал статора с одной стороны закреплен за корпус редуктора полым опорным валом, а другой стороной опирается на подшипник, установленный внутри полости вала передачи мощности, (что обеспечивает компактность и работоспособность при высоких нагрузках);
- в каждом полом валу статоров расположен питающий провод от блока управления, (что обеспечивает конструктивность и технологичность функционирования).
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлен мотор-редуктор в разрезе.
Мотор-редуктор содержит корпус 1, блок управления 2, большое мотор-колесо со статором 3, опорным валом 4 , полым валом 5, обмотки 6 статора, ротор 7 с постоянными магнитами 8, зубчатым венцом 9, дисковые ступицы 10, вал передачи мощности 11, питающий провод 12 от блока управления, малое мотор-колесо со статором 13, опорным валом 14 статора, полым валом 15 статора, обмотки 16 статора, ротор 17 с постоянными магнитами 18, зубчатым венцом 19, дисковые ступицы 20, вал передачи мощности 21, питающий провод 22, малое мотор-колесо, подшипники 23, 24, 25, 26, 27, 28.
Мотор-редуктор работает следующим образом.
Момент вращения по основному варианту инициируется на большом мотор-колесе при взаимодействии постоянных магнитов 8 ротора 7 и обмоток 6 статора 3 при подаче напряжения от блока управления 2 на указанные обмотки. Статор неподвижен и установлен с закреплением полого вала 5 за корпус 1, а опорный вал 4 опирается на подшипник 24, установленный внутри полости вала передачи мощности 11, при этом подвижный ротор 7 выполнен с опорой через дисковую ступицу на подшипник 25 на полом валу 5 с одной стороны, а с другой стороны ротор опирается на подшипник 23. При инициировании вращения с зубчатого венца 9 крутящий момент передается на зубчатый венец 19 и может быть снят с вала передачи мощности 21 при одновременном вращении второго вала передачи мощности 11. Возможно увеличение крутящего момента или изменение скорости вращения валов передачи мощности при подаче напряжения от блока управления 2 на обмотки 16. При этом последние взаимодействуют c постоянными магнитами 18 ротора 17 и инициируют дополнительное увеличение крутящего момента на обоих валах за счет сложения моментов двух мотор-колес. При необходимости получения максимального момента только на одном из валов передачи мощности, например на 21, второй вал 11 отключается от нагрузки муфтой сцепления (на чертеже не показана) и суммарное значение крутящих моментов проходит по валу 21. Исходя из необходимости могут в рабочем режиме находиться только часть обмоток. При этом, управляющее устройство 2 может обеспечивать режим стабилизации скорости вращения валов при изменяющихся внешних нагрузках путем включения в работу (или отключения) необходимого числа обмоток 6, 16. Также управляющее устройство может обеспечивать режим стабилизации момента вращения как на одном, так и на обоих валах. В этих двух случаях необходимо наличие резервных (не в рабочем режиме) обмоток, которые по программе подключает управляющее устройство.
Мотор-редуктор может работать в режиме одноступенчатого редуктора, принимая вращение от внешнего источника, например посредством вала 11 и передавать с повышением числа оборотов с зубчатого венца 9 на венец 19, но при подключении обмоток 6, 16, момент вращения и/или скорость на валу 21 можно дополнительно увеличивать. В режиме торможения на обмотки 6, 16 поступает сигнал с управляющего устройства с изменением полярности последних и возникновению момента вращения противоположного направления.
Мотор-редуктор обеспечивает расширение возможностей при инициировании широкого диапазона крутящих моментов, возможность бесступенчатого дифференцирования крутящих моментов на обоих валах передачи мощности, снижение конструктивной сложности и повышение технологичности управления.