SU1541579A1

SU1541579A1 - Reversible direct-stroke actuator

Info

Publication number: SU1541579A1
Application number: SU874350844A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Лосев; Николай Васильевич Зорин; Юрий Васильевич Нефедов; Анатолий Сергеевич Гагис
Original assignee: Предприятие П/Я М-5783
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1990-02-07

Abstract

Изобретение относитс к области электромеханики и может быть использовано в системах автоматического регулировани , машиностроении, приборостроении. Цель изобретени - повышение надежности работы механизма. В исполнительном реверсивном пр моходном механизме на первом валу 6 редуктора размещены муфта 4 торможени и муфта Вернера. Вал 6 сопр жен кинематически с электродвигателем 2. Второй вал 9 редуктора сопр жен с помощью зубчатого зацеплени с первым валом и шестерней-гайкой 8, а также через передачу 10, валик 11 и кулачок 12 с электрическими ограничител ми 13 и 14 хода. Внутри ходового винта 7 соосно размещен с контргайкой 16 юстировочный шток 15. Механизм позвол ет значительно повысить стабильность величины хода и усили выходного элемента-ходового винта, устран ет эффект мертвого винтового заклинивани . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the field of electromechanics and can be used in automatic control systems, mechanical engineering, instrument engineering. The purpose of the invention is to increase the reliability of the mechanism. In the executive reversing drive mechanism on the first shaft 6 of the gearbox there is a brake clutch 4 and a Werner clutch. The shaft 6 is kinematically mated with the electric motor 2. The second shaft 9 of the gearbox is mated by a gear with the first shaft and gear-nut 8, as well as through the gear 10, the roller 11 and the cam 12 with the electric stops 13 and 14. Inside the lead screw 7, the 16 adjusting rod 15 is coaxially positioned with a lock nut. The mechanism significantly improves the stability of the stroke and the force of the output screw lead, eliminating the effect of dead screw jamming. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического регулировани , автоматизированной контрольно-измерительной аппаратуре, машиностроении, приборостроении, особенно дл тех случаев, когда требуетс высока стабильность и точность параметров механизма при многократно повтор ющихс циклах работы в жестких механических и климатических услови х .The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in automatic control systems, automated test equipment, mechanical engineering, instrument engineering, especially for those cases when high stability and accuracy of the parameters of the mechanism are required during repeated cycles of operation in harsh mechanical and climatic conditions. .

Цель изобретени - повышение надежности работы механизма.The purpose of the invention is to increase the reliability of the mechanism.

На фиг.1 дана кинематическа схема исполнительного реверсивного пр - моходного механизма; на фиг.2 - механизм , разрез по первому валу.Fig. 1 shows a kinematic diagram of an executive reversing pr -blow mechanism; figure 2 - the mechanism, a cut on the first shaft.

Механизм содержит корпус 1, элек- тродвигатель 2, зубчато-винтовой редуктор 3 (редуктор типа винт-гайка) муфту 4 торможени , муфту Вернера 5, первый вал 6 редуктора, ходовой винтThe mechanism includes a housing 1, an electric motor 2, a gear-screw gearbox 3 (a screw-nut type gearbox) a braking clutch 4, a Werner clutch 5, a first shaft 6 of the gearbox, a lead screw

с резьбой, шестерню-гайку 8, вто- рой вал 9 редуктора, винтовую зубчатую передачу 10, валик 11, кулачЬк 12, электрические ограничители 13 и 14 хода,ручной котировочный шток 15, контргайку 16, ограничитель 17 хода, жесткие упоры 18 и 19 точного останова ходового винта с резьбой, устройство 20 стыковки котировочного винта с объектом А воздействи механизма , электроизол ционную крышку 21, направл ющие пазы 22 корпуса, пружину 23, электрическую катушку 24, каркас 25 электрической катушки, второй диск ( корь) 26, первый фрикционный диск 27 муфты торможени , опорный фланец 28, подшипник 29,, шестерню 30 редуктора, гайки 31, пружины 32, второй диск 33 (шестерн ) муфты Вернера, шарики 34, штифт 35, шестерню 36 электродвигател , третий диск 37 муф- ты Вернера, гайки 38, опорный фланец 39 пружины. threaded, gear nut 8, second gear shaft 9, screw gear 10, roller 11, cam 12, electric stops 13 and 14 strokes, manual quotation rod 15, lock nut 16, stroke 17, hard stops 18 and 19 exact stop of the threaded spindle, device 20 docking of the quote screw with object A by the mechanism, electrical insulating cover 21, guide slots 22 of the housing, spring 23, electric coil 24, electric coil frame 25, second disk (measles) 26, first friction brake clutch disk 27, bearing flange 28, bearing 29 ,, gear 30 of the gearbox, nuts 31, springs 32, second disk 33 (gear) Werner clutch, balls 34, pin 35, electric motor gear 36, third disk 37 Werner clutch, nuts 38, support flange 39 springs.

На первом валу 6 редуктора 3, сопр женном кинематически с электродвигателем 2 через шестерни, размещены электромагнитна муфта 4 торможени и муфта Вернера 5. Первый фрикционный диск каждой из указанных муфт 4 и 5 жестко соединен с первым валом 6, второй диск муфты 4 торможени , свободно сид щий на том же первом валу 6, св зан с корпусом 1 механизма посредством скольжени в неподвижных пачах корпуса муфты 4, жесткоOn the first shaft 6 of the gearbox 3, kinematically mated with the electric motor 2 via gears, the electromagnetic braking clutch 4 and Werner's clutch 5 are placed. The first friction disk of each of the specified clutches 4 and 5 is rigidly connected to the first shaft 6, the second brake clutch 4 disc, freely sitting on the same first shaft 6, is connected with the case 1 of the mechanism by sliding in fixed packs of the case of the coupling 4, rigidly

Q Q

5five

Q Q

5 0 , 45 5 0, 45

5five

соединенного корпусом 1, в cffOTO очередь второй диск муфты Вернера 5, свободно сид щий на первом фрикционном диске указанной муфты 5, кинематически взаимосв зан с шетерней электродвигател 2, при этом второй вал 9 редуктора 3, сопр женный при помощи зубчатого зацеплени с первым валом 6 и шестерней-гайкой 8, дополнительно св зан через винтовую зубчатую передачу 10, валик 11 и регулируемый относительно указанного валика 11 кулачок 12 с электрическими ограничител ми 13 и 14 хода. Жесткий ограничитель 17 хода ходового винта 7 расположен в пазу корпуса 1 по подвижной посадке между двум жесткими упорами 18 и 19, установленными на заданную точную величину хода ходового винта 7, причем внутри винта 7 соосно с контргайкой 16 размещен регулируемый за счет резьбы вдоль оси винта 7 котировочный шток 15 компенсации погрешностей начальной установки ходового винта 7 относительно объекта А, в передней части котировочного штока 15 находитс устройство 20 стыковки, сопр женное неподвижно с котировочным штоком 15.The second disk of Werner's coupling 5, which is free to sit on the first friction disk of the specified coupling 5, is kinematically interconnected with the electric engine 2 shaft, while the second shaft 9 of the gearbox 3, which is mated by gear with the first shaft 6 and a gear-nut 8, is additionally connected via a helical gear 10, a roller 11 and an adjustable cam relative to the said roller 11 with electric stops 13 and 14 of the stroke. The hard stop 17 of the stroke of the spindle screw 7 is located in the groove of the housing 1 on a movable fit between two rigid stops 18 and 19, set to a predetermined exact stroke of the chassis 7, and inside the screw 7 coaxially with the lock nut 16 placed adjustable by thread along the axis of the screw 7 The quotation rod 15 compensates for the errors in the initial installation of the lead screw 7 with respect to object A; in the front part of the quotation rod 15 there is a docking device 20 mated fixedly with the quotation rod 15.

Механизм работает следующим образом .The mechanism works as follows.

Предварительно перед работой производитс сборка и стыковка указанного механизма с объектом воздействи А. Ручным вращением котировочного штока 15 подводитс устройство 20 стыковки к рабочей поверхности объекта А до положени , когда между рабочими поверхност ми объекта А и устройством стыковки возникает без- заэорный контакт (зазор равен 0 мм). В этом вр.ем ограничитель 17 винта должен находитьс без зазора на упоре 18, а кулачок 12 упором на электрическом ограничителе 13. Далее вручную контритс контргайкой 16 котировочный шток 15 с целью устранени возможности изменени его положени относительно ходового винта 7, механически (в случае надобности) соедин етс при помощи элементов креплени устройство 20 с рабочей поверхностью объекта А.Before work, the specified mechanism is assembled and docked with the object of impact A. Manual rotation of the quotation rod 15 brings the docking device 20 to the working surface of object A to a position where an open-loop contact occurs between the working surfaces of object A and the docking device (gap 0 mm). At this time, the screw stop 17 should be without a gap on the stop 18, and the cam 12 should rest on the electric stop 13. Then manually counter the lock nut 16 on the quotation rod 15 to eliminate the possibility of changing its position relative to the lead screw 7, mechanically (if necessary ) is connected with fastening elements device 20 with the working surface of object A.

Механизм занимает исходное положение перед включением (согласно фиг.Г в режиме автоматической работы. Дл перемещени винта 7, например справа налево, подаетс электрическое питание на электродвигатель 2, который через муфту 5 передает заданный предельный момент вращени на шестерни редуктора 3 и на шестерню-гайку 8. Вращение шестерни-гайки 8 преобразуес в поступательное движение винта 7 со штоком 15, так как его ограничитель 17 расположен между жесткими упорами 18 и 19 в пазу по скольз щей посадке, а сама шестерн -гайка 8, сопр га сь по ходовой винтовой передаче с винтами 7, конструктивно не имеет осевого перемещени .The mechanism takes its initial position before switching on (according to Fig. D in the automatic operation mode. To move the screw 7, for example, from right to left, electric power is supplied to the electric motor 2, which through the coupling 5 transfers the specified limit torque to the gears of the gearbox 3 and to the gear-nut 8. The rotation of the gear-nut 8 is transformed into a forward movement of the screw 7 with the rod 15, since its stop 17 is located between the rigid stops 18 and 19 in a groove along a sliding fit, and the gear itself is a nut 8, Screw gear with screws 7, structurally has no axial movement.

Перемеща сь вдоль своей оси с юс- тировочным штоком 15, винт 7 воздействует на рабочую поверхность объекта А с жестко заданным усилием на всей величине хода винта. Это усилие стабильно повтор етс в каждом цикле в жестко нормированных пределах, обеспеченных кинематикой механизма. В конце хода винта 7 кулачок 12 наталкиваетс на электровыключатель 14, который измен ет пол рность электрического питани электродвигател 2. В результате элек родвигатель получает мгновенный динамический тормозной импульс от попытки вращени ротора электродвигател в другую сторону. Затем снимаетс электрическое питание с электродвигател и одновременно подаетс соответствующее электрическое питание на муфту 4 торможени . Муфта 4 торможени гасит инерционное вращение редуктора 3 и затормаживает через него винт 7 со штоком 15, а муфта 5 в случае инерционного вращени электродвигател 2 кинематически разъедин ет электродвигатель 2 от редуктора 3. Под действием остаточных инерционных сил вращени редуктора ограничитель 17 наталкиваетс на жесткий упор 19, винт 7 со штоком 15 останавливаетс окончательно на заданную точную величину хода. При этом исключаетс винтовое заклинивание винта 7 и шестерни-гайки 8, поскольку муфта 4 торможени и упор 19 погасили движение винта 7, а муфта Вернера проскальзыванием своего подвижного диска кинематически разъединила вал 6 от инерционного вращени электродвигател 2. Далее снимаетс электрическое питание с муфты 4 и механизм занимает состо ние поко , а винт - заторможенное положение , поскольку он взаимосв зан с шестерней-гайкой самотормоз щей винтовой поверхностью. Работа механизма при перемещении винта со штоком слева направо аналогична работе механизма при перемещении винта со штоком справа налево с той же лишь разницей, что срабатывает электровыключатель 13 и ограничитель 17 наталкиваетс Moving along its axis with a adjusting rod 15, the screw 7 acts on the working surface of the object A with a rigidly predetermined force throughout the entire stroke of the screw. This force is stably repeated in each cycle within rigidly normalized limits provided by the kinematics of the mechanism. At the end of the stroke of the screw 7, the cam 12 hits the electric switch 14, which changes the polarity of the electric power supply of the electric motor 2. As a result, the electric motor receives an instantaneous dynamic braking impulse from an attempt to rotate the electric motor in the opposite direction. Then, electric power is removed from the electric motor and at the same time the corresponding electric power is supplied to the braking clutch 4. The braking clutch 4 dampens the inertial rotation of the gearbox 3 and brakes the screw 7 with the rod 15 through it, and the clutch 5 in the case of inertial rotation of the electric motor 2 kinematically disconnects the electric motor 2 from the gearbox 3. Under the action of the residual inertial forces of rotation of the gearbox, the stopper 17 hits the rigid stop 19 , the screw 7 with the rod 15 stops finally at a predetermined exact stroke amount. This eliminates the screw jamming of the screw 7 and the gear-nut 8, since the braking clutch 4 and the stop 19 suppressed the movement of the screw 7, and Werner's clutch kinematically disconnected the shaft 6 from the inertial rotation of the electric motor 2. By sliding the swivel disk 6 and the mechanism takes a state of rest, and the screw takes a braked position, since it is interconnected with the gear-nut with a self-braking screw surface. The operation of the mechanism when moving the screw with the rod from left to right is similar to the operation of the mechanism when moving the screw with the rod from right to left with the same difference that the electrical switch 13 is triggered and the limiter 17 pushes

на упор 18. При работе механизма в автоматическом режиме винт 7 возвращаетс в исходное первоначальное положение в механизме, поскольку работа механизма может обеспечиватьс on the stop 18. When the mechanism is operating in automatic mode, the screw 7 returns to its original initial position in the mechanism, since the mechanism can work

5 схемой автоматического управлени по заданной программе.5 automatic control scheme for a given program.

Механизм позвол ет значительно повысить стабильность величины хода и усили выходного элемента - ходово0 го винта, устран ет эффект мертвого винтового заклинивани винта в передаче винт-гайка в конце движени при наталкивании ограничител на жесткие упоры точного хода. Кроме того, вThe mechanism allows to significantly increase the stability of the stroke and the force of the output element - the lead screw, eliminates the effect of dead screw jamming of the screw in the screw-nut transfer at the end of the movement when pushing the limiter on the hard stops of the exact stroke. Besides, in

5 случае неисправности или возникновени поломки объекта воздействи механизма , которое может выражатьс в повышении величины сопротивлени винта со штоком или невозможности даль0 нейшего перемещени винта, механизм прекращает перемещение ходового винта за счет проскальзывани муфты Вернера.5 in the event of a malfunction or breakdown of the object caused by the mechanism, which can be expressed in an increase in the resistance value of the screw with the stem or the impossibility of further movement of the screw, the mechanism stops the movement of the drive screw due to slippage of the Werner clutch.

5five

00

5five

00

5five

Claims

1. An executive reversible drive mechanism, comprising a housing, an electric motor mounted on a screw-nut type reducer shaft, the lead screw of which has a hard travel stop coupled with grooves in the housing, and an electric travel stop stroke screw characterized in that , in order to increase the reliability of the mechanism, the gearbox contains two shafts, on the first shaft of the gearbox, kinematically coupled through gears with an electric motor, the electromagnetic braking coupling of the spindle and Werner's coupling are placed, the second shaft of the gearbox, coupled via gears to the first shaft and the spindle, is connected through a helical gear drive, a roller and a cam adjustable with respect to the roller with an electric travel stop of the spindle, and the first friction disk of each coupling is rigidly connected

the second shaft and the second brake clutch plate, which is free to sit on the first shaft, is connected to the case by sliding in stationary cases of the case, the second Werner clutch disk, which is freely sitting on the first friction disk of the specified clutch, is kinematically connected to the gear wheel of the electric motor.

2. The mechanism according to claim 1, about tl and h a - y and with the fact that, in order to compensate for the errors of the initial installation of the running screw relative to the object of the mechanism, inside the lead screw coaxially placed with a lock nut adjustable by means of a thread relative to the running screw quotation stock.

2.28 29 F

2/22

FIG. Z