RU209129U1

RU209129U1 - ELECTROMECHANICAL TRANSLATIONAL DRIVE WITH GEAR SELF-BRAKING GEAR

Info

Publication number: RU209129U1
Application number: RU2021117253U
Authority: RU
Inventors: Валентин Васильевич Морозов; Денис Олегович Кочетов; Иван Михайлович Мамаев
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-02-02

Abstract

Заявляемое техническое решение относится к электромеханическим приводам и может быть использовано в различных областях техники, где требуется поступательное перемещение рабочего органа с высоким КПД прямого хода, но при этом требуется самоторможение в обратном ходе и удержание его в заданном положении. Электромеханический привод поступательного перемещения с зубчатой самотормозящей передачей, включающий в себя электродвигатель, выполненный с возможностью приема управляющих импульсов от блока управления электродвигателем, роликовинтовой механизм, понижающий редуктор, датчик углового положения. Понижающий редуктор включает в себя зубчатую самотормозящую передачу в виде цилиндрических шевронных колес с отличающимися друг от друга углами наклона зуба и нормальными углами симметричного профиля, подшипники, корпус и крышки корпуса. Использование предложенной полезной модели позволяет упростить систему управления и повысить надежность электропривода в целом. 1 ил.The claimed technical solution relates to electromechanical drives and can be used in various fields of technology where translational movement of the working body with a high efficiency of the forward stroke is required, but self-braking in the reverse stroke and holding it in a given position is required. An electromechanical progressive movement drive with a toothed self-braking transmission, including an electric motor configured to receive control impulses from an electric motor control unit, a roller screw mechanism, a reduction gear, and an angular position sensor. The reduction gear includes a gear self-braking transmission in the form of cylindrical chevron wheels with tooth inclination angles differing from each other and normal angles of a symmetrical profile, bearings, housing and housing covers. The use of the proposed utility model makes it possible to simplify the control system and improve the reliability of the electric drive as a whole. 1 ill.

Description

Заявляемое техническое решение относится к электромеханическим приводам и может быть использовано в различных областях техники, где требуется поступательное перемещение рабочего органа с высоким КПД прямого хода, но при этом требуется самоторможение в обратном ходе и удержание его в заданном положении.The claimed technical solution relates to electromechanical drives and can be used in various fields of technology where translational movement of the working body with a high efficiency of the forward stroke is required, but self-braking in the reverse stroke and holding it in a given position is required.

Известна цилиндрическая зубчатая передача [1], содержащая ведущее и ведомое шевронные колеса. Углы наклона витков на цилиндре вершин ведомого и цилиндре ведущего колеса, касающегося вышеуказанного в точках контакта, находятся в зависимости от угла профиля в плоскости, касательной к основным цилиндрам, и диапазона коэффициентов трения в зацеплении.Known spur gear [1], containing the driving and driven herringbone wheels. The angles of inclination of the turns on the cylinder of the tops of the driven and the cylinder of the driving wheel, touching the above at the points of contact, depend on the angle of the profile in the plane tangent to the main cylinders, and the range of friction coefficients in the engagement.

Особенностью передачи является сохранение достаточно высокого КПД прямого хода наряду с полным самоторможением обратного хода по сравнению с традиционными аналогами самотормозящих передач (червячная, винт-гайка скольжения и др.)A feature of the transmission is the preservation of a sufficiently high efficiency of the forward motion along with complete self-braking of the reverse motion compared to traditional analogs of self-braking gears (worm gear, sliding screw-nut, etc.)

Известна самотормозящая передача винт-гайка качения с резьбовыми роликами, входящая в состав ортопедического аппарата остеосинтеза [2], содержащая винт, длинные резьбовые ролики, опорную и ходовую гайки.Known self-braking transmission screw-nut rolling with threaded rollers, which is part of the orthopedic osteosynthesis apparatus [2], containing the screw, long threaded rollers, support and running nuts.

Недостатком данной передачи является то, что самоторможение возможно лишь за счет малой передаточной функции выходного звена, что влечет за собой низкий КПД, также существует ограничение по длине резьбовых роликов.The disadvantage of this transmission is that self-braking is possible only due to the low transfer function of the output link, which entails low efficiency, there is also a limitation on the length of the threaded rollers.

Наиболее близким аналогом является высоконадежный отказобезопасный электропривод реверсивного устройства [3], содержащий блок управления, электродвигатель, приводящий в движение роликовинтовой механизм, между электродвигателем и последним расположен понижающий редуктор, электромагнитную тормозную муфту. Контроль положения осуществляется датчиком углового положения.The closest analogue is a highly reliable fail-safe electric drive of a reversing device [3], containing a control unit, an electric motor driving a roller screw mechanism, between the electric motor and the latter there is a reduction gear, an electromagnetic brake clutch. The position is controlled by an angle position sensor.

Недостатком данного устройства является использование электромагнитной тормозной муфты, которая предполагает наличие дополнительных линий связи с блоком управления, усложняющих систему управления приводом и снижающих его надежность.The disadvantage of this device is the use of an electromagnetic brake clutch, which involves the presence of additional communication lines with the control unit, complicating the drive control system and reducing its reliability.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение системы управления и повышение надежности электропривода в целом.The purpose of the proposed utility model is to simplify the control system and improve the reliability of the electric drive as a whole.

Указанная цель достигается тем, что электромеханический привод поступательного перемещения с зубчатой самотормозящей передачей, включающий в себя электродвигатель, выполненный с возможностью приема управляющих импульсов от блока управления электродвигателем, роликовинтовой механизм, понижающий редуктор, датчик углового положения, понижающий редуктор включает в себя зубчатую самотормозящую передачу в виде цилиндрических шевронных колес с отличающимися друг от друга углами наклона зуба и нормальными углами симметричного профиля, подшипники, корпус и крышки корпуса.This goal is achieved by the fact that the electromechanical drive of translational movement with a gear self-braking transmission, which includes an electric motor configured to receive control pulses from the electric motor control unit, a roller screw mechanism, a reduction gear, an angular position sensor, a reduction gear includes a gear self-braking transmission in in the form of cylindrical chevron wheels with differing tooth inclination angles and normal angles of a symmetrical profile, bearings, housing and housing covers.

Сущность полезной модели представлена в описании и иллюстрируется на (фиг.1), где изображен электромеханический привод поступательного перемещения с зубчатой самотормозящей передачей в сборе, содержащий электродвигатель (1), крышку (2), подшипники (3), корпус понижающего редуктора (4), ведомое колесо зубчатой самотормозящей передачи (5), корпус роликовинтового механизма (6), винт (7) роликовинтового механизма (8), ведущее колесо зубчатой самотормозящей передачи (9), крышку (10).The essence of the utility model is presented in the description and illustrated in (figure 1), which shows an electromechanical progressive movement drive with a self-braking gear assembly, containing an electric motor (1), a cover (2), bearings (3), a reduction gear housing (4) , self-braking gear driven wheel (5), roller screw housing (6), roller screw screw (7) (8), self-braking gear drive wheel (9), cover (10).

Электромеханический привод поступательного перемещения с зубчатой самотормозящей передачей работает следующим образом. При подаче управляющих импульсов с блока управления электродвигателем (на фиг.1 не показан) на вращение по часовой или против часовой стрелки от электродвигателя (1) через понижающий редуктор с зубчатой самотормозящей передачей передается крутящий момент на винт (7) роликовинтового механизма (8), который преобразует вращение в поступательное перемещение штока с большой передаточной функцией, связанного непосредственно с рабочим органом. При отсутствии управляющих импульсов с блока управления или потере питания при нештатной ситуации движение штока тормозится, и движение в любую из сторон под нагрузкой становится невозможным за счет выполнения условий самоторможения и силового баланса в зацеплении цилиндрических шевронных колес (5) и (9) зубчатой самотормозящей передачи. Контроль положения штока осуществляется встроенным в электродвигатель датчиком углового положения ротора (на фиг.1 не показан). Electromechanical drive progressive movement with toothed self-braking transmission operates as follows. When control pulses are supplied from the electric motor control unit (not shown in figure 1) for clockwise or counterclockwise rotation from the electric motor (1), torque is transmitted to the screw (7) of the roller screw mechanism (8) through a reduction gear with a gear self-braking transmission, which converts rotation into translational movement of a rod with a large transfer function connected directly to the working body. In the absence of control pulses from the control unit or loss of power in case of an emergency, the movement of the rod is slowed down, and movement in any direction under load becomes impossible due to the fulfillment of the conditions for self-braking and the balance of power in the engagement of cylindrical chevron wheels (5) and (9) of the self-braking gear . The control of the position of the rod is carried out by a sensor of the angular position of the rotor (not shown in figure 1) built into the electric motor.

Интеграция зубчатой самотормозящей передачи с высоким КПД прямого хода в электромеханический привод позволяет исключить дополнительные тормозные устройства (электромагнитные тормозные муфты, механические тормоза и др.), линии связи и питания и др., что упрощает систему управления и повышает надежность электропривода в целом. Зубчатая самотормозящая передача выполнена на сопряженных цилиндрических шевронных колесах, у которых отличаются друг от друга углы наклона зуба и нормальные углы симметричного профиля с целью обеспечения самоторможения в режиме обратного хода.The integration of a gear self-braking transmission with a high forward running efficiency into an electromechanical drive makes it possible to exclude additional braking devices (electromagnetic brake clutches, mechanical brakes, etc.), communication and power lines, etc., which simplifies the control system and increases the reliability of the electric drive as a whole. Gear self-braking transmission is made on conjugated cylindrical chevron wheels, which differ from each other inclination angles of the tooth and normal angles of the symmetrical profile in order to ensure self-braking in the reverse mode.

Использование предложенной полезной модели позволяет упростить систему управления и повысить надежность электропривода в целом.The use of the proposed utility model makes it possible to simplify the control system and improve the reliability of the electric drive as a whole.

Библиографические ссылкиBibliographic references

1. А. с. 804953 СССР, МПК F 16 H 1/18. Цилиндрическая зубчатая передача [Текст] / Панюхин В. И (СССР). – 241519/25-28; заявлено 20.10.76; опубл. 15.02.81, Бюл. 6. 1. A. s. 804953 USSR, MPK F 16 H 1/18. Cylindrical gear [Text] / Panyukhin V.I (USSR). – 241519/25-28; declared 10/20/76; publ. 15.02.81, Bull. 6.

2. Пат. 2339332 Российская Федерация, МПК A 61 B 17/66, F 16 H 25/22, F 16 H 1/34 Козырев В.В.; заявитель и патентообладатель Козырев В.В.- № 2006103056/14; заявл. 02.02.06; опубл. 27.11.08, Бюл. № 33.2. Pat. 2339332 Russian Federation, IPC A 61 B 17/66, F 16 H 25/22, F 16 H 1/34 Kozyrev V.V.; applicant and patentee Kozyrev V.V. - No. 2006103056/14; dec. 02.02.06; publ. 27.11.08, Bull. No. 33.

3. Пат. 175530 Российская Федерация, МПК F 02 K 1/76, B 64 D 29/00, B 64 D 31/00 Федосовский М.Е., Дунаев В.И.; патентообладатель Акционерное общество «ДИАКОНТ» (RU) - № 2017112383; заявл. 12.04.17; опубл. 07.12.17, Бюл. № 34.3. Pat. 175530 Russian Federation, IPC F 02 K 1/76, B 64 D 29/00, B 64 D 31/00 Fedosovsky M.E., Dunaev V.I.; patent holder Joint Stock Company "DIAKONT" (RU) - No. 2017112383; dec. 04/12/17; publ. 07.12.17, Bull. No. 34.

Claims

An electromechanical progressive movement drive with a gear self-braking transmission, which includes an electric motor configured to receive control impulses from an electric motor control unit, a roller screw mechanism, a reduction gear, an angular position sensor, characterized in that the reduction gear includes a gear self-braking gear in the form of cylindrical chevron wheels with differing tooth inclination angles and normal angles of a symmetrical profile, bearings, housing and housing covers.