Тягово-толкающий электропривод

Тягово-толкающий электропривод относится к электромеханическим средствам управления клапанами или задвижками, а также к передачам для сообщения возвратно-поступательного движения деталям какого либо механизма. Тягово-толкающий электропривод включает в себя разъемную капсулу 1 и закрепленные в капсуле, выполненный в виде кольца статор 2 шагового электродвигателя, выполненный, преимущественно, цилиндрическим ротор 3 шагового электродвигателя, снабженный коаксиальным к продольной геометрической оси ротора сквозным каналом и выполненным в канале резьбовым участком, преимущественно, коаксиальный, относительно продольной геометрической оси капсулы, шток, содержащий плунжерную и винтовую части, установленный с возможностью аксиального перемещения, в том числе, в канале ротора, с гарантированным выступанием из капсулы и с возможностью, по меньшей мере частичного выхода из капсулы его плунжерной части, а также винтовой блок винтового механизма, формируемый резьбовым участком ротора и установленной в резьбовом участке ротора винтовой частью штока. Капсула выполнена в виде двух стянутых между собой корытообразных, зеркально расположенных, преимущественно, тонкостенных, фасонных полукорпусов, формирующих своими стенками последовательно расположенные и сообщающиеся, преимущественно, цилиндрические полость плунжерной части штока, полость статора шагового электродвигателя и полость винтовой части штока. Полукорпусы капсулы, в зонах полостей плунжерной и винтовой части штока, выполнены стянутыми посредством двух разнесенных к торцам капсулы, охватывающих внешнюю поверхность капсулы колец, каждое из которых установлено с отступом от торца капсулы, любое из которых выполнено неразрезным, изготовленным из термоусаживающегося, преимущественно, полимерного материала. Техническое решение по полезной модели позволяет снизить себестоимость тягово-толкающего электропривода, при сохранении требований надежности и ремонтопригодности.

1 н.п.ф.

Из заявочных материалов US20040070295, 7 МПК Н 02 К 7/06, дата публ. апрель 2004 г., известен тягово-толкающий электропривод, образованный, по меньшей мере разъемной капсулой, содержащей последовательно расположенные и сообщающиеся полость плунжерной части штока и полость статора шагового электродвигателя, коаксиально расположенным, относительно продольной геометрической оси капсулы, неподвижно установленным в полости статора капсулы кольцеобразным N_c полюсным статором шагового электродвигателя, коаксиальным, относительно магнитных полюсов статора, установленным с возможностью вращения N_p полюсным ротором шагового электродвигателя, снабженным коаксиальным к продольной геометрической оси ротора сквозным каналом и выполненным в канале резьбовым участком, коаксиальным, относительно продольной геометрической оси капсулы, штоком, содержащим плунжерную и винтовую части, причем, длина винтовой части штока, практически, равна длине ротора, размещенным в капсуле в полости плунжерной части штока и в канале ротора, установленным с возможностью аксиального перемещения, в том числе, в канале ротора, с гарантированным выступанием из капсулы и с возможностью, по меньшей мере частичного выхода из капсулы его плунжерной части, а также винтовым блоком винтового механизма, формируемым резьбовым участком ротора и установленной в резьбовом участке ротора винтовой частью штока. При этом, капсула тягово-толкающего электропривода выполнена в виде двух стаканообразных оппозитно расположенных, фасонных полукорпусов, стянутых между собой посредством, по меньшей мере одного резьбового соединения продольная геометрическая ось которого параллельна продольной геометрической оси штока.

Среди недостатков упомянутой конструкции можно выделить малый ход штока, ограниченный, практически, толщиной статора шагового электродвигателя.

Прототипом технического решения по заявляемой полезной модели послужил известный из публикационных материалов к патенту на полезную модель RU42085, 7 МПК F 16 К 31/04, дата публ. ноябрь 2004 г., тягово-толкающий электропривод, отличающийся от вышеописанного решения, в частности, тем, что длина винтовой части штока, по меньшей мере в два раза превышает длину ротора, а капсула выполнена в виде двух тонкостенных, корытообразных, зеркально расположенных фасонных полукорпусов,

формирующих своими стенками последовательно расположенные и сообщающиеся, преимущественно, цилиндрические полость плунжерной части штока, полость статора шагового электродвигателя и полость винтовой части штока. Причем, полукорпусы капсулы, в зонах полостей плунжерной и винтовой частей штока, выполнены стянутыми между собой посредством двух охватывающих внешнюю поверхность капсулы колец, каждое из которых установлено с небольшим отступом от торца капсулы.

Из книги П.И.Орлова «Основы конструирования», М. «Машиностроение», 1998, см. книгу 2, стр.483, рис.843 и стр.486, рис.849 и 850 (а) известны наиболее подходящие для данного случая многовитковые кольца и стопоры радиальной сборки.

Среди недостатков упомянутой конструкции можно выделить относительно высокую стоимость многовитковых колец или возможность повреждения полукорпусов капсулы, в случае их изготовления из относительно мягкого материала, при использовании стопоров радиальной сборки.

Задачей полезной модели было создание тягово-толкающего электропривода с возможно низкой себестоимостью.

Задача решается в тягово-толкающем электроприводе, включающем в себя разъемную капсулу, неподвижно расположенный внутри капсулы N_c полюсный статор шагового электродвигателя, коаксиальный, относительно магнитных полюсов статора, установленный с возможностью вращения, относительно своей продольной геометрической оси, N _p полюсный ротор шагового электродвигателя, снабженный коаксиальным к продольной геометрической оси ротора сквозным каналом и выполненным в канале резьбовым участком, установленный с возможностью выступания из капсулы и аксиального перемещения, в том числе, в канале ротора шток, содержащий плунжерную и винтовую части, причем, длина винтовой части штока больше длины ротора, а также винтовой блок винтового механизма, формируемый резьбовым участком ротора и установленной в резьбовом участке ротора винтовой частью штока. При этом, капсула выполнена в виде двух тонкостенных, корытообразных, зеркально расположенных фасонных полукорпусов, формирующих своими стенками последовательно расположенные и сообщающиеся полость плунжерной части штока, полость статора шагового электродвигателя и полость винтовой части штока. Причем, полукорпусы капсулы, в зонах полостей плунжерной и винтовой части штока, выполнены, преимущественно, цилиндрическими, стянутыми посредством двух разнесенных к торцам капсулы, охватывающих внешнюю поверхность капсулы колец, каждое из которых установлено с небольшим отступом от торца капсулы.

Задача решается тем, что любое из колец выполнено неразрезным, изготовленным из термоусаживающегося, преимущественно, полимерного материала.

Полезная модель поясняется рисунком Фиг.1, где изображены внешний вид и разрез тягово-толкающего электропривода.

Полезная модель может быть реализована, например, в тягово-толкающем электроприводе, включающем в себя разъемную капсулу 1, выполненный в виде кольца статор 2 шагового электродвигателя с N_c полюсами (не показаны) и электромагнитными обмотками (показаны условно), выполненный, преимущественно, цилиндрическим ротор 3 шагового электродвигателя с N_p полюсами (не показаны), шток 4 и винтовой блок винтового механизма. Ротор 3 расположен коаксиально, относительно магнитных полюсов (не показаны), статора 2. Ротор 3 установлен с возможностью вращения, относительно своей продольной геометрической оси. Ротор 3 снабжен коаксиальным к продольной геометрической оси ротора сквозным каналом и сформированным в канале резьбовым участком. Шток 4 выполнен в виде цилиндрического, направляющая которого есть круг, коаксиального, относительно стенок канала ротора 3, стержня, длина которого больше длины ротора 3, установленного с возможностью аксиального перемещения, относительно своей продольной геометрической оси. Шток 4 включает в себя простирающиеся, ориентировочно, на половину длины штока 4 винтовую 5 и плунжерную 6 части. Винтовая часть 5 штока 4 снабжена резьбовой нарезкой геометрические параметры которой согласованы с геометрическими параметрами нарезки резьбового участка канала ротора 3. Винтовой блок винтового механизма образован резьбовым участком ротора 3 и установленной с образованием винтового зацепления с резьбовым участком ротора 3 винтовой частью 5 штока 4. Капсула 1 выполнена в виде двух корытообразных, тонкостенных, расположенных зеркально, сомкнутых фасонных полукорпусов, формирующих своими внутренними стенками аксиальные, сообщающиеся, преимущественно, цилиндрические, ступенчатые полость плунжерной части штока, полость статора шагового электродвигателя и полость винтовой части штока. Статор 2 и установленный внутри статора 2 ротор 3 расположены в полости статора капсулы 1 коаксиально, относительно ее продольной геометрической оси. Статор 2 установлен с возможностью его фиксации внутренними стенками полости статора капсулы 1. В парковом положении установленный с образованием винтового блока винтового механизма шток 4 размещен в полости капсулы 1 следующим образом:

- плунжерная часть 6 штока 4 расположена в полости плунжерной части штока капсулы 1 с некоторым гарантированным ее выступанием за габарит капсулы 1 и с возможностью дальнейшего, по меньшей мере частичного, ее выдвижения, с возможностью возврата, из капсулы 1;

- винтовая часть 5 штока 4 расположена в полости винтовой части штока капсулы 1 и в канале ротора 3 с возможностью ее выдвижения, с возможностью возврата, в полость плунжера капсулы 1. При этом, винтовая 5 и плунжерная 6 части штока 4 расположены с гарантированным зазором, относительно стенок, соответственно, полости винтовой части и полости плунжерной части штока, сформированных полукорпусами капсулы 1. Полукорпусы капсулы 1 снабжены расположенными на их внешней поверхности, смещенными к поверхности сопряжения полукорпусов, разнесенными, относительно продольной геометрической оси капсулы и полости статора, зеркально расположенными, относительно плоскости разъема полукорпусов, выступами 7. Любые два зеркально расположенных, относительно плоскости разъема полукорпусов капсулы, выступа снабжены аксиальными, преимущественно, сквозными каналами 8, продольная геометрическая ось каждого из которых, предпочтительно, перпендикулярна продольной геометрической оси капсулы 1. Полукорпусы капсулы 1, в районе полости статора, выполнены стянутыми посредством известных из уровня техники соединительных, как вариант, резьбовых элементов (не показаны), установленных в каналах 8 выступов 7. Полукорпусы капсулы, в зонах полостей плунжерной и винтовой части штока, выполнены стянутыми посредством двух разнесенных к торцам капсулы 1, охватывающих внешнюю поверхность капсулы колец 9, каждое из которых установлено с небольшим отступом от торца капсулы, любое из которых выполнено неразрезным, изготовленным из термоусаживающегося полимерного материала.

Полезная модель работает следующим образом:

В парковом положении плунжерная часть 6 штока 4 расположена в полости плунжерной части штока капсулы 1 с некоторым гарантированным ее выступанием за габарит капсулы 1. При подаче управляющих, обусловленных алгоритмом прямого хода тягово-толкающего электропривода, импульсов электрического тока на обмотки статора 2 ротор 3 пошагово проворачивается относительно магнитных полюсов статора. Винтовой блок винтового механизма и ограниченный возможностью аксиального перемещения, относительно полукорпусов капсулы 1 и ротора 3, шток 4 преобразуют пошаговое вращательное движение ротора 3 в прямое поступательное движение штока 4. Плунжерная часть 6 штока 4 выдвигается из капсулы 1. При подаче управляющих, обусловленных алгоритмом обратного хода тягово-толкающего электропривода, импульсов электрического тока на обмотки статора 2 ротор 3 изменяет направление пошагового вращения относительно магнитных полюсов статора. Винтовой блок винтового механизма и ограниченный возможностью аксиального перемещения, относительно полукорпусов капсулы 1 и ротора 3, шток 4 преобразуют пошаговое вращательное движение ротора 3 в

обратное поступательное движение штока 4. Плунжерная часть 6 штока 4 втягивается в полость плунжерной части штока капсулы 1.

Полукорпусы капсулы 1, стянутые посредством резьбовых соединительных элементов (не показаны), установленных в каналах 8 выступов 7, и разнесенных к торцам капсулы 1, охватывающих внешнюю поверхность капсулы, неразрезных, термоусаживающихся, полимерных колец 9, каждое из которых установлено с небольшим отступом от торца капсулы, сохраняют свое взаимное расположение. При этом, капсула 1 обеспечивает функции несущего, для статора 2 и ротора 3, каркаса и защитной оболочки, для статора 2, ротора 3 и винтового блока винтового механизма.

Применение термоусаживающихся колец исключает возможность повреждения полукорпусов капсулы при сборке, снижает трудоемкость изготовления и стоимость тягово-толкающего электропривода.

Тягово-толкающий электропривод, включающий в себя разъемную капсулу, выполненную в виде двух стянутых между собой корытообразных, зеркально расположенных фасонных полукорпусов, формирующих своими стенками последовательно расположенные и сообщающиеся, преимущественно цилиндрические полость плунжерной части штока, полость статора шагового электродвигателя и полость винтовой части штока, неподвижно и коаксиально расположенный в полости статора капсулы, выполненный кольцеобразным N_c полюсный статор шагового электродвигателя, коаксиально расположенный относительно магнитных полюсов статора, установленный с возможностью вращения относительно своей продольной геометрической оси N_p полюсный ротор шагового электродвигателя, снабженный коаксиальным к продольной геометрической оси ротора сквозным каналом и выполненным в канале резьбовым участком, преимущественно коаксиальный относительно продольной геометрической оси капсулы шток, содержащий плунжерную и винтовую части, причем длина винтовой части штока больше длины ротора, размещенный в капсуле в полости плунжерной части штока, в канале ротора и в полости винтовой части штока, установленный с возможностью аксиального перемещения, в том числе в канале ротора, с гарантированным выступанием из капсулы и с возможностью, по меньшей мере, частичного выхода из капсулы его плунжерной части, а также винтовой блок винтового механизма, формируемый резьбовым участком ротора и установленной в резьбовом участке ротора винтовой частью штока, где полукорпусы капсулы в зонах полостей плунжерной и винтовой части штока выполнены стянутыми посредством двух разнесенных к торцам капсулы, охватывающих внешнюю поверхность капсулы колец, каждое из которых установлено с отступом от торца капсулы, отличающийся тем, что любое из стягивающих полукорпусы капсулы колец выполнено неразрезным, изготовленным из термоусаживающегося, преимущественно полимерного материала.