RU2775947C1

RU2775947C1 - Single-turn electric drive

Info

Publication number: RU2775947C1
Application number: RU2021124447A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Попов; Дмитрий Павлович Тетерин; Татьяна Анатольевна Чаплыгина; Михаил Владимирович Райник
Original assignee: Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова"
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-07-12

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: single-turn electric drive belongs to the field of electric drives, namely to the combined control means of shut-off valves, and can be used on pipelines during the transportation of oil, petroleum products and gases, in the chemical and petrochemical industries.

EFFECT: increase in the reliability of operation and fault tolerance, achieved by the fact that a device containing an electric motor 1, a preliminary gearbox 3, a two-stage planetary gearbox 4, an output shaft 14, a torque limiting device 15, a manual drive with a torque limiting clutch 27, a block of cams and microswitches 31 and an irreversible clutch 2, additionally introduced a block control unit 36 and a device for limiting the rotation sector of the output shaft 37.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электроприводам, а именно к комбинированным средствам управления запорной арматурой, и может быть использовано на трубопроводах при транспортировке нефти, нефтепродуктов и газов, в химической и нефтехимической отраслях.The invention relates to electric drives, namely to combined control valves, and can be used on pipelines for the transportation of oil, oil products and gases, in the chemical and petrochemical industries.

Известен привод запорно-регулирующей арматуры РЮД, защищенный патентом РФ №2108513, предназначенный для перемещения регулирующих органов в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств и оперативного ручного управления. Недостатками данного привода являются: ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие определять текущее положение вала, непосредственно в месте эксплуатации привода визуально или дистанционно средствами внешних систем автоматического управления, а также не позволяющие (затрудняющие) использовать устройство ручного перемещения при противодействующем крутящем моменте на выходном валу привода более 200 Н*м; недостаточные надежность функционирования и отказоустойчивость при превышении момента (усилия) на выходном валу привода и устройстве ручного перемещения допустимых пределов, а также при превышении угла поворота выходного вала допустимых пределов; большие габаритные размеры, вес и материалоемкость.Known drive shutoff and control valves RUD, protected by RF patent No. 2108513, designed to move the regulatory bodies in accordance with the command signals of automatic regulating and control devices and operational manual control. The disadvantages of this drive are: limited operational capabilities that do not allow to determine the current position of the shaft, directly at the place of operation of the drive visually or remotely by means of external automatic control systems, and also do not allow (hinder) the use of a manual movement device with an opposing torque on the output shaft of the drive for more 200 N*m; insufficient operational reliability and fault tolerance when the torque (force) on the output shaft of the drive and the device for manual movement of the permissible limits are exceeded, as well as when the angle of rotation of the output shaft exceeds the permissible limits; large overall dimensions, weight and material consumption.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является взрывозащищенный электромеханизм трубопроводной арматуры, защищенный патентом РФ №2228478, предназначенный для управления однооборотными запорными кранами в магистралях газопроводов, нефтепроводов, в системах подачи топлива (природного газа или мазута), а также запорной арматурой для химических цехов тепловых электростанций. Недостатками данного устройства являются: ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие определять текущее положение вала, непосредственно в месте эксплуатации привода визуально или дистанционно средствами внешних систем автоматического управления, а также не позволяющие (затрудняющие) использовать устройство ручного перемещения при противодействующем крутящем моменте на выходном валу привода более 200 Н*м; недостаточные надежность функционирования и отказоустойчивость при превышении момента (усилия) на выходном валу электромеханизма и ручного привода допустимых пределов, а также при превышении угла поворота выходного вала допустимых пределов.The closest in technical essence to the claimed device is an explosion-proof electromechanism of pipeline valves, protected by RF patent No. 2228478, designed to control single-turn shut-off valves in gas pipelines, oil pipelines, in fuel supply systems (natural gas or fuel oil), as well as shutoff valves for chemical shops thermal power plants. The disadvantages of this device are: limited operational capabilities that do not allow determining the current position of the shaft, directly at the place of operation of the drive visually or remotely by means of external automatic control systems, and also do not allow (hinder) the use of a manual movement device with an opposing torque on the output shaft of the drive for more 200 N*m; insufficient reliability of operation and fault tolerance when the torque (force) on the output shaft of the electromechanism and manual drive exceeds the permissible limits, as well as when the angle of rotation of the output shaft exceeds the permissible limits.

Задача заявленного изобретения - создание электропривода однооборотного, который позволит повысить надежность функционирования и отказоустойчивость.The objective of the claimed invention is the creation of a single-turn electric drive, which will improve the reliability of operation and fault tolerance.

Задача решается следующим образом.The problem is solved in the following way.

Электропривод однооборотный, состоящий из электродвигателя, предварительного редуктора, двухступенчатого планетарного редуктора, выходного вала, устройства ограничения крутящего момента, ручного привода с муфтой ограничения момента, блока кулачков и микропереключателей и необратимой муфты, в который дополнительно введены: блок управления и устройство ограничения сектора вращения выходного вала, состоящее из кулачка усиленного, первого и второго регулируемых механических упоров.Single-turn electric drive, consisting of an electric motor, a preliminary gearbox, a two-stage planetary gearbox, an output shaft, a torque limiting device, a manual drive with a torque limiting clutch, a block of cams and microswitches and an irreversible clutch, which additionally includes: a control unit and a device for limiting the rotation sector of the output shaft, consisting of a reinforced cam, the first and second adjustable mechanical stops.

Кинематическая схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1.The kinematic diagram of the proposed device is shown in Fig. one.

Электропривод однооборотный содержит: электродвигатель 1; необратимую муфту 2; предварительный редуктор 3; двухступенчатый планетарный редуктор 4, первой ступенью которого является планетарная передача типа 3К 5, состоящая из солнечных колес 6, первого 7 и второго 8 корончатых колес, трех сателлитов 9, а второй ступенью - планетарная передача 10, состоящая из неподвижного корончатого колеса 11, солнечного колеса 12 и четырех сателлитов 13; выходной вал 14; устройство ограничения крутящего момента 15, состоящее из червяка 16, первой 17 и второй 18 реек, первого 19 и второго 20 торсионов, первого 21 и второго 22 зубчатых колес, первого 23 и второго 24 кулачков, первого 25 и второго 26 микропереключателей; ручной привод с муфтой ограничения момента 27, состоящий из ручки 28, муфты ограничения момента 29 и вала 30; блок кулачков и микропереключателей 31, состоящий из четырех кулачков 32, четырех микропереключателей 33 и вала 34; внешнюю систему электропитания и управления 35; блок управления 36; устройство ограничения сектора вращения выходного вала 37, состоящий из кулачка усиленного 38, первого регулируемого механического упора 39 и второго регулируемого механического упора 40. Выходной вал электродвигателя 1 соединен с входом необратимой муфты 2, выход которой через зубчатые колеса предварительного редуктора 3, солнечное колесо 6 и сателлиты 9 планетарной передачи типа 3К 5 соединен с первым 7 и вторым 8 корончатыми колесами, причем первое корончатое колесо 7 удерживается от вращения или движения червяком 16 из состава устройства ограничения крутящего момента 15, а второе корончатое колесо 8 имеет соединение с солнечным колесом 12 планетарной передачи 10, солнечное колесо 12 через сателлиты 13 соединено с неподвижным корончатым колесом 11 и выходным валом 14, где выходной вал 14 имеет жесткую механическую связь с валом 34 блока кулачков и микропереключателей 31, червяк 16 устройства ограничения крутящего момента 15 соединен с одной стороны через первую рейку 17 и первое зубчатое колесо 21 с первым торсионом 19 и первым кулачком 23 устройства ограничения крутящего момента 15, ас другой стороны - через вторую рейку 18 и второе зубчатое колесо 22 с вторым торсионом 20 и вторым кулачком 24 устройства ограничения крутящего момента 15, в свою очередь первый кулачок 23 устройства ограничения крутящего момента 15 при достижении определенного угла поворота имеет возможность воздействовать своим выступом на первый микропереключатель 25 устройства ограничения крутящего момента 15, а второй кулачок 24 устройства ограничения крутящего момента 15 при достижении определенного угла поворота имеет возможность воздействовать своим выступом на второй микропереключатель 26 устройства ограничения крутящего момента 15, ручка 28 из состава ручного привода с муфтой ограничения момента 27 соединена через муфту ограничения момента 29 с валом 30 ручного привода с муфтой ограничения момента 27, который в свою очередь имеет жесткую механическую связь с червяком 16 из состава устройства ограничения крутящего момента 15, кулачки 32 блока кулачков и микропереключателей 31 при достижении валом 34 определенных углов поворота имеют возможность воздействовать своими выступами на микропереключатели 33 блока кулачков и микропереключателей 31, электрические входы-выходы электродвигателя 1, первого 25 и второго 26 микропереключателей из состава устройства ограничения крутящего момента 15. Микропереключатели 33 из состава блока кулачков и микропереключателей 31 соединены с соответствующими выходами-входами блока управления 36, электрические входы-выходы микропереключателей 33 из состава блока кулачков и микропереключателей 31 также соединены с соответствующими выходами-входами внешней системы электропитания и управления 35, электрические входы-выходы блока управления 36 соединены с соответствующими выходами-входами внешней системы электропитания и управления 35, выходной вал 14 жестко связан с кулачком усиленным 38 устройства ограничения сектора вращения выходного вала 37, который при достижении определенного угла поворота своим выступом упирается в первый регулируемый механический упор 39 или второй регулируемый механический упор 40.Single-turn electric drive contains: electric motor 1; irreversible clutch 2; preliminary reducer 3; two-stage planetary gearbox 4, the first stage of which is a planetary gear type 3K 5, consisting of sun wheels 6, the first 7 and second 8 crown wheels, three satellites 9, and the second stage is a planetary gear 10, consisting of a stationary crown wheel 11, a sun wheel 12 and four satellites 13; output shaft 14; a torque limiting device 15, consisting of a worm 16, the first 17 and second 18 racks, the first 19 and second 20 torsion bars, the first 21 and 22 second gears, the first 23 and 24 second cams, the first 25 and second 26 microswitches; manual drive with a torque limiting clutch 27, consisting of a handle 28, a torque limiting clutch 29 and a shaft 30; a block of cams and microswitches 31, consisting of four cams 32, four microswitches 33 and a shaft 34; an external power supply and control system 35; control unit 36; device for limiting the sector of rotation of the output shaft 37, consisting of a reinforced cam 38, the first adjustable mechanical stop 39 and the second adjustable mechanical stop 40. The output shaft of the electric motor 1 is connected to the input of the irreversible clutch 2, the output of which is through the gears of the preliminary gearbox 3, the sun wheel 6 and satellites 9 planetary gear type 3K 5 is connected to the first 7 and second 8 crown wheels, and the first crown wheel 7 is kept from rotation or movement by a worm 16 from the torque limiting device 15, and the second crown wheel 8 is connected to the sun wheel 12 of the planetary gear 10, the sun wheel 12 through satellites 13 is connected to the stationary crown wheel 11 and the output shaft 14, where the output shaft 14 has a rigid mechanical connection with the shaft 34 of the block of cams and microswitches 31, the worm 16 of the torque limiting device 15 is connected on one side through the first rail 17th and first tooth the wheel 21 with the first torsion bar 19 and the first cam 23 of the torque limiting device 15, and on the other hand through the second rack 18 and the second gear wheel 22 with the second torsion bar 20 and the second cam 24 of the torque limiting device 15, in turn, the first cam 23 the torque limiting device 15, when a certain angle of rotation is reached, has the ability to act with its protrusion on the first microswitch 25 of the torque limiting device 15, and the second cam 24 of the torque limiting device 15, when a certain angle of rotation is reached, has the ability to act with its protrusion on the second microswitch 26 of the limiting device torque limiter 15, the handle 28 from the manual drive with a torque limiting clutch 27 is connected through the torque limiting clutch 29 to the shaft 30 of the manual drive with a torque limiting clutch 27, which in turn has a rigid mechanical connection with the worm 16 from the device torque limiter 15, cams 32 of the block of cams and microswitches 31, when the shaft 34 reaches certain angles of rotation, have the ability to act with their protrusions on the microswitches 33 of the block of cams and microswitches 31, the electrical inputs and outputs of the electric motor 1, the first 25 and the second 26 microswitches from the device torque limits 15. Microswitches 33 from the block of cams and microswitches 31 are connected to the corresponding outputs-inputs of the control unit 36, electrical inputs-outputs of the microswitches 33 from the block of cams and microswitches 31 are also connected to the corresponding outputs-inputs of the external power supply and control system 35 , the electrical inputs-outputs of the control unit 36 are connected to the corresponding outputs-inputs of the external power supply and control system 35, the output shaft 14 is rigidly connected to the reinforced cam 38 of the device for limiting the sector of rotation of the output shaft 37, to which, when a certain angle of rotation is reached, rests with its protrusion against the first adjustable mechanical stop 39 or the second adjustable mechanical stop 40.

Заявляемое изобретение работает следующим образом.The claimed invention works as follows.

Сигналы от внешней системы электропитания и управления 35 передаются на электродвигатель 1 через блок управления 36, который осуществляет подачу или отключение питающего напряжения электродвигателя 1. По сигналам от внешней системы электропитания и управления 35 электродвигатель 1 создает вращательное усилие, которое передается через необратимую муфту 2 и предварительный редуктор 3 на солнечное колесо 6 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. Первое корончатое колесо 7 планетарной передачи типа 3К 5 удерживается от вращения или движения червяком 16 из состава устройства ограничения крутящего момента 15, поэтому вращение солнечного колеса 6 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 передается через сателлиты 9 и второе корончатое колесо 8 на солнечное колесо 12 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. Сателлиты 13, расположенные на водиле, перемещаются по неподвижному корончатому колесу 11 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4, и при отсутствии противодействующего момента на выходном валу 14 передают вращение солнечного колеса 12 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 на выходной вал 14, который начинает вращаться в направлении определяемом электродвигателем 1, при этом элементы устройства ограничения крутящего момента 15 находятся в неподвижном - исходном состоянии.The signals from the external power supply and control system 35 are transmitted to the electric motor 1 through the control unit 36, which supplies or disconnects the supply voltage of the electric motor 1. According to the signals from the external power supply and control system 35, the electric motor 1 creates a rotational force that is transmitted through the irreversible clutch 2 and the preliminary reducer 3 on the sun wheel 6 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4. The first crown wheel 7 of the planetary gear type 3K 5 is kept from rotation or movement by the worm 16 from the torque limiting device 15, so the rotation of the sun wheel 6 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4 is transmitted through satellites 9 and the second crown wheel 8 on the sun wheel 12 of the second stage of the two-stage planetary gearbox 4. The satellites 13, located on the carrier, move along the stationary crown wheel 11 of the second stage of the two-stage planetary gearbox 4, and in the absence of a counteracting moment on the output shaft 14, the rotation of the sun wheel 12 of the second stage of the two-stage planetary gearbox 4 is transmitted to the output shaft 14, which begins to rotate in the direction determined by the electric motor 1, while the elements of the torque limiting device 15 are in a fixed - initial condition.

При появлении на выходном валу 14 противодействующего вращающего момента, который по величине превышает предварительно заданное значение, происходит остановка углового перемещения сателлитов 13 и солнечного колеса 12 второй ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. При этом первое корончатое колесо 7 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 проворачивается под действием вращательного усилия, создаваемого электродвигателем 1 и передаваемого через необратимую муфту 2 и предварительный редуктор 3 на солнечное колесо 6 и сателлиты 9 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4. Первое корончатое колесо 7 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 создает усилие в осевом направлении на червяк 16 из состава устройства ограничения крутящего момента 15, направленное вдоль оси вала 30. Направление этого усилия зависит от направления противодействующего вращающего момента на выходном валу 14.When an opposing torque appears on the output shaft 14, which exceeds the predetermined value, the angular movement of the satellites 13 and the sun wheel 12 of the second stage of the two-stage planetary gearbox 4 is stopped. rotational force generated by the electric motor 1 and transmitted through the irreversible clutch 2 and the preliminary gearbox 3 to the sun wheel 6 and satellites 9 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4. The first crown wheel 7 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4 creates an axial force on the worm 16 from the composition torque limiting device 15 directed along the axis of the shaft 30. The direction of this force depends on the direction of the counter torque on the output shaft 14.

Если червяк 16, перемещаясь вдоль оси вала 30, перемещает первую рейку 17, которая через первое зубчатое колесо 21 начинает закручивать первый торсион 19 и вместе с ним поворачивать первый кулачок 23, то со стороны первого торсиона 19 возникает момент, противодействующий закручиванию торсиона, который через первое зубчатое колесо 21 передается в виде усилия на первую рейку 17.If the worm 16, moving along the axis of the shaft 30, moves the first rack 17, which through the first gear 21 begins to twist the first torsion bar 19 and together with it turn the first cam 23, then from the side of the first torsion bar 19 a moment arises that counteracts the twisting of the torsion bar, which through the first gear wheel 21 is transmitted as a force to the first rack 17.

Если червяк 16, перемещаясь вдоль оси вала 30, перемещает вторую рейку 18, которая через второе зубчатое колесо 22 начинает закручивать второй торсион 20 и вместе с ним поворачивать второй кулачок 24, то со стороны второго торсиона 20 возникает момент, противодействующий закручиванию торсиона, который через второе зубчатое колесо 22 передается в виде усилия на вторую рейку 18.If the worm 16, moving along the axis of the shaft 30, moves the second rack 18, which through the second gear 22 begins to twist the second torsion bar 20 and with it turn the second cam 24, then from the side of the second torsion bar 20 a moment arises that counteracts the twisting of the torsion bar, which through the second gear wheel 22 is transmitted as a force to the second rack 18.

Усилия, передаваемые на первую 17 или вторую 18 рейки со стороны соответствующих торсионов 19 или 20 всегда направлены на возвращение первой 17 или второй 18 реек и червяка 16 к исходному положению.Efforts transmitted to the first 17 or second 18 rails from the respective torsion bars 19 or 20 are always aimed at returning the first 17 or second 18 rails and the worm 16 to its original position.

При противодействующем моменте на выходном валу 14, не превышающем по величине предварительно заданное значение, усилие, приложенное со стороны первого корончатого колеса 7 первой ступени двухступенчатого планетарного редуктора 4 к червяку 16, уравновешивается противоусилием закрученного торсиона - первого 19 или второго 20, приложенного к червяку 16 через соответствующие зубчатое колесо и рейку - первое зубчатое колесо 21 и первую рейку 17 или второе зубчатое колесо 22 и вторую рейку 18.When the counteracting moment on the output shaft 14 does not exceed a predetermined value, the force applied from the first crown wheel 7 of the first stage of the two-stage planetary gearbox 4 to the worm 16 is balanced by the counterforce of the twisted torsion bar - the first 19 or the second 20 applied to the worm 16 through the corresponding gear and rack - the first gear 21 and the first rack 17 or the second gear 22 and the second rack 18.

Величина перемещения червяка 16, первой 17 или второй 18 рейки от своего исходного положения пропорциональна величине противодействующего момента на выходном валу 14.The amount of movement of the worm 16, the first 17 or the second 18 rails from its initial position is proportional to the magnitude of the counteracting moment on the output shaft 14.

Если противодействующий момент на выходном валу 14 не превышает максимально допустимого значения, то величина перемещения червяка 16, первой 17 или второй 18 рейки, а также закручивание соответствующего торсиона - первого 19 или второго 20, будут такими, что угол поворота соответствующего кулачка - первого 23 или второго 24, не достигнет значения, при котором срабатывает соответствующий микропереключатель -первый 25 или второй 26.If the counteracting moment on the output shaft 14 does not exceed the maximum allowable value, then the amount of displacement of the worm 16, the first 17 or second 18 rails, as well as the twisting of the corresponding torsion bar - the first 19 or the second 20, will be such that the angle of rotation of the corresponding cam - the first 23 or the second 24 will not reach the value at which the corresponding microswitch is triggered - the first 25 or the second 26.

При достижении противодействующим моментом на выходном валу 14 максимально допустимого значения перемещение червяка 16, первой 17 или второй 18 рейки, а также закручивание соответствующего торсиона -первого 19 или второго 20, будут такими, что соответствующий кулачок -первый 23 или второй 24, своим выступом нажимает кнопку соответствующего микропереключателя - первого 25 или второго 26, что приводит к формированию и передаче во внешнюю систему электропитания и управления 35 сигнала на разрыв цепей питания и останов электродвигателя 1.When the counteracting moment on the output shaft 14 reaches the maximum allowable value, the movement of the worm 16, the first 17 or the second 18 rails, as well as the twisting of the corresponding torsion bar, the first 19 or the second 20, will be such that the corresponding cam, the first 23 or the second 24, presses with its protrusion the button of the corresponding microswitch - the first 25 or the second 26, which leads to the formation and transmission to the external power supply and control system 35 of a signal to break the power circuits and stop the electric motor 1.

Сигналы на разрыв цепей питания и останов электродвигателя 1 сформированные первым 25 и вторым 26 микропереключателями из состава устройства ограничения крутящего момента 15 передаются в блок управления 36, который осуществляет отключение питающего напряжения электродвигателя 1.The signals to break the power circuits and stop the electric motor 1 generated by the first 25 and second 26 microswitches from the torque limiting device 15 are transmitted to the control unit 36, which turns off the supply voltage of the electric motor 1.

Сигналы о текущем положении выходного вала 14 сформированные микропереключателями 33 из состава блока кулачков и микропереключателей 31 передаются во внешнюю систему электропитания и управления 35 и блок управления 36.The signals about the current position of the output shaft 14 generated by the microswitches 33 from the block of cams and microswitches 31 are transmitted to the external power supply and control system 35 and the control unit 36.

Сигналы на разрыв цепей питания и останов электродвигателя 1 сформированные микропереключателями 33 из состава блока кулачков и микропереключателей 31 передаются в блок управления 36, который осуществляет отключение питающего напряжения электродвигателя 1.The signals to break the power circuits and stop the electric motor 1 generated by microswitches 33 from the block of cams and microswitches 31 are transmitted to the control unit 36, which cuts off the supply voltage of the electric motor 1.

В случаях:In cases:

- первоначальной настройки конечных положений выходного вала 14 - определения положения выходного вала 14 соответствующего состоянию «Открыто» и положения выходного вала 14 соответствующего состоянию «Закрыто»;- initial setting of the final positions of the output shaft 14 - determining the position of the output shaft 14 corresponding to the "Open" state and the position of the output shaft 14 corresponding to the "Closed" state;

- перемещения выходного вала 14 с помощью ручки 28 из состава ручного привода с муфтой ограничения момента, когда отсутствует электропитание на первом 25 и/или втором 26 микропереключателях из состава устройства ограничения крутящего момента 15, а также когда отсутствует электропитание на микропереключателе 33 из состава блока кулачков и микропереключателей 31;- moving the output shaft 14 using the handle 28 from the manual drive with a torque limiting clutch, when there is no power supply to the first 25 and/or second 26 microswitches from the torque limiting device 15, and also when there is no power supply to the microswitch 33 from the cam unit and microswitches 31;

- отказов первого 25 и/или второго 26 микропереключателей из состава устройства ограничения крутящего момента 15, а также микропереключателей 33 из состава блока кулачков и микропереключателей 31, при достижении выходным валом 14 предельно допустимых положений, кулачок усиленный 38 устройства ограничения сектора вращения выходного вала 37 своим выступом упирается в первый 39 или во второй 40 регулируемый механический упор, что приводит к остановке вращательного движения выходного вала 14. Вращением первого 39 или второго 40 регулируемых механических упоров устройства ограничения сектора вращения выходного вала 37 обеспечивается регулировка предельно допустимых положений выходным валом 14.- failures of the first 25 and / or second 26 microswitches from the torque limiting device 15, as well as microswitches 33 from the block of cams and microswitches 31, when the output shaft 14 reaches the maximum permissible positions, the reinforced cam 38 of the device for limiting the sector of rotation of the output shaft 37 with its the protrusion rests against the first 39 or the second 40 adjustable mechanical stop, which leads to the stop of the rotational movement of the output shaft 14.

При уменьшении момента на выходном валу 14 соответствующий торсион - первый 19 или второй 20, соответствующий кулачок - первый 23 или второй 24, соответствующая рейка - первая 17 или вторая 18, червяк 16 вращаются (перемещаются) в направлении к исходному положению. В исходном положении они находятся только при отсутствии противодействующего момента на выходном валу 14.When the torque on the output shaft 14 decreases, the corresponding torsion bar is the first 19 or the second 20, the corresponding cam is the first 23 or the second 24, the corresponding rail is the first 17 or the second 18, the worm 16 rotates (moves) towards the initial position. They are in the initial position only in the absence of a counteracting moment on the output shaft 14.

Необратимая муфта 2 реализует передачу вращательного усилия только в направлении от электродвигателя 1 к предварительному редуктору 3, а также обеспечивает запрет на произвольное перемещение выходного вала 14 и удержание выходного вала 14 от движения при обесточенном электродвигателе 1.The irreversible clutch 2 transfers the rotational force only in the direction from the electric motor 1 to the preliminary gearbox 3, and also ensures that the output shaft 14 does not move freely and the output shaft 14 is kept from moving when the electric motor 1 is de-energized.

Выходной вал 14 жестко связан с валом 34 блока кулачков и микропереключателей 31, проходящим через отверстия в солнечном колесе 12 и в солнечном колесе 6 двухступенчатого планетарного редуктора 4, поэтому поворот выходного вала 14 сопровождается поворотом кулачков 32 в блоке кулачков и микропереключателей 31. При достижении определенных положений кулачки 32 нажимают на кнопки соответствующих микропереключателей 33, сигнализируя о текущем положении выходного вала 14, либо формируя и передавая во внешнюю систему электропитания и управления 35 и блок управления 36 сигналы на разрыв цепей питания и останов электродвигателя 1.The output shaft 14 is rigidly connected to the shaft 34 of the block of cams and microswitches 31, passing through the holes in the sun wheel 12 and in the sun wheel 6 of the two-stage planetary gearbox 4, therefore, the rotation of the output shaft 14 is accompanied by the rotation of the cams 32 in the block of cams and microswitches 31. Upon reaching certain positions, cams 32 press the buttons of the corresponding microswitches 33, signaling the current position of the output shaft 14, or generating and transmitting signals to the external power supply and control system 35 and the control unit 36 to break the power circuits and stop the electric motor 1.

В случае возникновения необходимости в повороте выходного вала 14 при обесточенном электродвигателе 1, силами обслуживающего персонала, осуществляющего эксплуатацию электропривода, создается необходимое вращательное усилие на ручке 28 из состава ручного привода с муфтой ограничения момента 27, которое передается через муфту ограничения момента 29 и вал 30 на червяк 16, через первое корончатое колесо 7, сателлиты 9 и второе корончатое колесо 8 планетарной передачи типа ЗК 5, солнечное колесо 12 и сателлиты 13 планетарной передачи 10 на выходной вал 14, который начинает вращаться в направлении определяемом направлением движения ручки 28.If it becomes necessary to turn the output shaft 14 when the electric motor 1 is de-energized, the forces of the service personnel operating the electric drive create the necessary rotational force on the handle 28 from the manual drive with the torque limiting clutch 27, which is transmitted through the torque limiting clutch 29 and the shaft 30 to worm 16, through the first crown wheel 7, satellites 9 and the second crown wheel 8 of the planetary gear type ZK 5, the sun wheel 12 and planetary gear 13 planetary gear 10 to the output shaft 14, which begins to rotate in the direction determined by the direction of movement of the handle 28.

При превышении на выходном валу 14 предельно допустимого значения вращающего момента, создаваемого вращением ручки 28 из состава ручного привода с муфтой ограничения момента 27, муфта ограничения момента 29 пробуксовывает.If the output shaft 14 exceeds the maximum permissible value of the torque generated by the rotation of the handle 28 from the manual drive with the torque limiting clutch 27, the torque limiting clutch 29 slips.

Таким образом, предлагаемое техническое решение, благодаря устройству ограничения сектора вращения выходного вала, обеспечивает защиту электропривода от разрушения из-за превышения выходным валом диапазона допустимых положений при отсутствии электропитания на электроприводе и/или отказе микропереключателей, что повышает надежность функционирования и отказоустойчивость электропривода.Thus, the proposed technical solution, thanks to the device for limiting the sector of rotation of the output shaft, provides protection of the electric drive from destruction due to the output shaft exceeding the range of permissible positions in the absence of power supply to the electric drive and / or failure of the microswitches, which increases the reliability of operation and fault tolerance of the electric drive.

Claims

Single-turn electric drive, containing: electric motor, irreversible clutch; preliminary reducer; a two-stage planetary gearbox, the first stage of which is a 3K type planetary gear, consisting of a sun wheel, first and second crown wheels, three satellites, and the second stage is a planetary gear, consisting of a stationary crown wheel, a sun wheel and four satellites; output shaft; a torque limiting device, consisting of a worm, first and second racks, first and second torsion bars, first and second gears, first and second cams, first and second microswitches; manual drive with a torque limiting clutch, consisting of a handle, a torque limiting clutch and a shaft; block of cams and microswitches, consisting of cams, microswitches and a shaft, characterized in that it additionally contains a control unit and a device for limiting the sector of rotation of the output shaft, consisting of a reinforced cam, the first and second adjustable mechanical stops, where the output shaft of the electric motor is connected to the input of the irreversible clutch , the output of which through the gears of the preliminary gearbox, the sun wheel and satellites of the first stage of the two-stage planetary gearbox - planetary gear type ZK, is connected to the first and second crown wheels of the first stage of the two-stage planetary gearbox - planetary gear of the ZK type, and the first crown wheel is kept from rotation by a worm from the torque limiting device, and the second crown wheel is connected to the sun wheel from the second stage of the two-stage planetary gearbox - planetary gear, the sun wheel from the second stage of the two-stage planetary reduction gear - planetary gear, through satellites it is connected to the stationary crown wheel of the second stage of the two-stage planetary gear - planetary gear and the output shaft, the output shaft has a rigid mechanical connection with the shaft of the block of cams and microswitches, the worm of the torque limiting device is connected on one side through the first rail and the first gear wheel with the first torsion bar and the first cam of the torque limiting device, and on the other hand through the second rack and the second gear wheel with the second torsion bar and the second cam of the torque limiting device, in turn, the first cam of the torque limiting device upon reaching a certain angle of rotation has the ability to act with its protrusion on the first microswitch of the torque limiting device, and the second cam of the torque limiting device, when a certain angle of rotation is reached, has the ability to air act with its protrusion on the second microswitch of the torque limiting device, the handle from the manual drive with the torque limiting clutch is connected through the torque limiting clutch to the shaft of the manual drive with the torque limiting clutch, which in turn has a rigid mechanical connection with the worm from the torque limiting device , the cams of the block of cams and microswitches, when the shaft reaches certain angles of rotation, have the ability to act with their protrusions on the microswitches of the block of cams and microswitches, the electrical inputs and outputs of the electric motor, the first and second microswitches from the torque limiting device, as well as microswitches from the block of cams and microswitches , are connected to the corresponding outputs-inputs of the control unit, and the electrical inputs-outputs of the microswitches from the block of cams and microswitches are also connected to the corresponding outputs-inputs external power supply and control system, where the electrical inputs-outputs of the control unit are connected to the corresponding outputs-inputs of the external power supply and control system, the output shaft is also rigidly connected to the reinforced cam of the device for limiting the sector of rotation of the output shaft, which, when a certain angle of rotation is reached, has a protrusion the ability to rest against the first adjustable mechanical stop or the second adjustable mechanical stop.