Електромеханотронний пристрій

Електромеханотронний пристрій, що містить електродвигун з порожнистим валом ротора, на якому закріплена гайка шарикогвинтової пари, а також гвинт шарикогвинтової пари, установлений всередині порожнистого вала, з можливістю переміщування в осьовому напрямку, який відрізняється тим, що електродвигун виконано у вигляді вентильного індукторного двигуна, до статора якого прикріплені передній і задній торцеві щити, в яких установлені передня і задня опори порожнистого вала, при цьому на задньому торцевому щиті закріплене електромагнітне фрикційне гальмо, виконане у вигляді нормально замкнутої фрикційної муфти й електромагніта, розміщеного у корпусі, на торці якого закріплені оптоелектронний датчик положення та імпульсний датчик швидкості. Корисна модель відноситься до галузі електромашинобудування і може бути використана в електроприводах промислових і побутових механізмів для забезпечення високоточного лінійного пресування з потужною (великою) силою тяги в широкому діапазоні регулювання швидкості. Відомі конструкції лінійних електродвигунів, які здійснюють безпосереднє перетворення електричної енергії в зворотньо-поступове пересування робочого елемента (див. Афонин А.А. и др. Электромагнитный привод робототехнических систем. Киев. "Наукова думка". 1986). В лінійних приводах, які використовують гвинтові пари, гвинт установлюється у своїх опорах і з'єднується жорсткою муфтою з привідним електродвигуном, а гайка закріпляється до переміщуємого елемента. У цьому випадку гвинт обертається в своїх опорах, а гайка переміщається разом з нерухомим елементом, Така конструкція має суттєві недоліки: - велика вартість; - складність монтажу; - обмеження швидкості переміщення в наслідок того, що при довгому хода швидкість гвинта, який обертається, обмежена стійкістю системи. Найближчим до корисної моделі, що заявляється, є електромеханотронний пристрій (див. Электромеханизм постоянного тока с поступательно перемещающимся штоком типа 1ЭМВ-М. Эксплуатационные документы ПО'Тяжстанкогидропресс", г. Новосибирск, 1990, с.с.6-9). Відомий пристрій містить колекторний електродвигун постійного струму з постійними магнітами, ротор якого складений з порожнистої циліндричної обмотки, Ротор розмішений на порожнистому валі. Крім того на порожнистому валі закріплена гайка шарико-гвинтової пари. До обмотки ротора прикріплені бандажне кільце і колектор. Бандажне кільце ротора через цангу з'єднане з корпусом редуктора. Пристрій забезпечено також гвинтом, який переміщається в осевому напрямку, а також електромагнітним тормозом. Конструкція даного пристрою обрана прототипом. Прототип збігається з корисною моделлю, що заявляється, у наявності спільних ознак: - електродвигун, який містить порожнистий вал ю < 1715 ротора, що обертається, - гайка шарико-гвинтової пари, яка закріплена на порожнистому валі, гвинт шарико-гвинтової пари, якій' Переміщається в осевому напрямку Але відома констрзтсція є досить складною Це пояснюється тим, що пристрій містить електродвигун постійного струму з постійними магнітами, ротор якого складається з порожнистої циліндричної обмотки, до котрої приєднані бандажне кільце і колектор Це по-перше, ускладнює конструкцію, по-друге, зменшує надійність, а також підвищує вартість Крім того, така конструкція порушує екологічну небезпеку (ЩІТКОВІ механізми електродвигунів руйнують озон) Цю конструкцію неможливо використовувати в умовах вибуховонебезпечних підприємств Наявність тормозу радиального типу також зменшує ефективність роботи відомого пристрою В основу корисної моделі поставлено задачу в електромеханотронному пристрої за рахунок зміни конструкції електродвигуна, гальма і введення нових конструктивних елементів та їх зв'язку, спростити конструкцію та технологію виготовляння, покращити експлуатаційні характеристики, стабільність і надійність роботи та забезпечити ВІДПОВІДНІСТЬ сучасним вимогам екологічної небезпеки Поставлена задача вирішена в електромеханотронному пристрої, що містить електродвигун з порожнистим валом ротора, на якому закріплена гайка шарико-гвинтової пари, а також гвинт шарико-гвинтової пари, установлений всередені порожнистого вала з можливістю переміщування в осьовому напрямку тим, що електродвигун виконано у вигляді вентильного індукторного двигуна, до статора якого прикреплена передній і задній торцьові щити, в яких установлені передня і задня опори порожнистого вала, при цьому на задньому торцьовому щиті закріплене електромагнітне фрикційне гальмо, виконане у вигляді нормально замкнутої фрикційної муфти й електромагніта, розміщеного у корпусі, на торці якого закришені оптоелектроннии датчик положення та імпульсний датчик швидкості Електромеханотронний пристрій зображено на кресленні, де фіг,1 - конструктивна схема пристрою, фіг 2-переріз А-А Електромеханотронний пристрій містить вентильний індукторний двигун 1, який включає статор 2 з полюсами 3 статора 2 На полюсах З розміщені котушечні обмотки 4 Всередені статора 2 розміщено ротор 5 з полюсами 6 Ротор 5 установлений на порожнистому валу 7 До статора 2 приєднані передній 8 і задній 9 торцові щити, в яких змонтовані передня 10 і задня і 1 опори порожнистого вала 7 Передня опора 10, крім радіального, несе також осьове навантаження В передній частині порожнистого вала 7 закріплена з можливістю обертання гайка 12 шарико-гвинтової пари Шарико-гвинтова пара є комшіектний вузол (аналог підшипника качіння) і виробляється централізовано Гвинт 13 шарико-гвинтової пари прикріплено до пересувного елемента (на кресленні не показано) за допомогою фланцю 14 Між гайкою 12 і гвинтом 13 шарико-гвинтової пари в каналах повернення (на кресленні не показано) розміщені металеві кульки (на кресленні не показано), які при перекачуванні забезпечують повільне, безлюфтове переміщення гоїш га 13 шарикогвинтової пари На задньому торцовому щиті 9 закріплено електромагнітне фрикційне гальмо 15, яке виконане у вигляді нормально замкнутої фрикційної муфти 16 і електромагніту 17, розміщеного у корпусі 18 Розгальмовування фрикційної муфти 16 здійснюється за допомогою електромагніта 17 одночасно із запуском вентильного індукторного двигуна 1 На торці корпусу 18 закріплений оптоелектроннии датчик положення 19 та імпульсний датчик швидкості 20 Комутація котушечних обмоток 4 здійснюється за допомогою транзисторного комутатора (на кресленні не показано) Працює пристрій таким чином При подачі сигналу на рух від системи управління подається напруга на фрикційне гальмо 15 і порожнистий вал 7 розгальмовується Одночасно подається напруга через транзисторний комутатор на ту фазу котушечної обмотки 4, для якої полюси 3 статора 2 і полюси 6 ротора 5 знаходяться у неспіввісиому положенні Полюси 3 статора 2 і полюси 6 ротора 5 під дією сил магнітного тяжіння прямують зайняти співвісне положення, утворюючи тим самим тангенціальну силу Ft, яка обертає ротор 5 При наближенні полюсів 3 і 6 до СПІВВІСНОГО положення, за допомогою транзисторного комутатора відбувається переключення напруги на наступну фазу, завдяки чому при обертанні ротора 5, підтримується на необхідному рівні рухома тангенціальна сила Ft ПОСЛІДОВНІСТЬ вмикання фаз вентильного індукторного двигуна 1 визначається оптоелектронним датчиком положення 19 Ротор 5 повертає гайку 12 шарикогвинтової пари, переміщаючи в осевому напрямку всередені порожнистого вала 7 гвинт 13 шарикогвинтової пари за умов, що фланець 14 зафіксований від прокручування пересувним елементом При вимиканні сигналу на рух припиняється подача напруги на котушечні обмотки 4 статора 2 і обмотку електромагнітного фрикційного гальма 15 Ротор 5 вентильного індукторного двигуна 1 загальмовується Електромеханотронний пристрій може знайти широке застосування, як універсальний ЛІНІЙНИЙ привод, наприклад управління заслінкою карбюратора автомобіля, привод склопід'йомників автомобіля, привод подач металоріжуючих станків, привод відчинення дверей на електротранспорті, A A 1715 ФІГ.1 A-A 6 5 а з Фіг.2 Підписано до друку 05 05 2003 p Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24