Привод шлагбаума
Изобретение относится к устройствам, преграждающим движение транспортным средствам, а именно к средствам ограждения железнодорожных переездов. Привод шлагбаума содержит электродвигатель, соединенный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с поворотной платформой. Привод шлагбаума дополнительно снабжен второй платформой, а редуктор - вторым выходным валом, кинематически связанным со второй платформой, которая установлена соосно с входным валом. Причем платформы скреплены с возможностью перемещения относительно друг друга. Достигается снижение времени перемещения шлагбаума, весогабаритных характеристик привода и энергетических затрат в процессе эксплуатации. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройствам, преграждающим движение транспортным средствам, а именно к средствам ограждения железнодорожных переездов.
Прототипом является привод шлагбаума, содержащий электродвигатель, соединенный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с поворотной платформой [А.с. СССР №1765048, МПК B61L 29/04, 1992].
Недостатками прототипа являются:
- относительно большие контактные напряжения в месте соединения рычага привода с закреплением шлагбаума, что обуславливает повышенный износ материала в этом месте;
- относительно большие весогабаритные характеристики привода, обусловленные наличием рычагов;
- относительно большое время подъема и опускания шлагбаума.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение времени перемещения шлагбаума, весогабаритных характеристик привода и энергетических затрат в процессе эксплуатации.
Задача решается тем, что в приводе шлагбаума, содержащем электродвигатель, соединенный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с поворотной платформой, он дополнительно снабжен второй платформой, а редуктор - вторым выходным валом, кинематически связанным со второй платформой, которая установлена соосно с входным валом, при этом платформы скреплены с возможностью перемещения относительно друг друга.
Часть редуктора, передающая усилие от двигателя к первой платформе, размещена на второй платформе и выполнена в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы. Передача усилия на второй выходной вал осуществляется от двигателя через другую часть редуктора. После перемещения шлагбаума электродвигатель используют в качестве электродинамического тормоза. Червяк выполнен глобоидным. Червячное колесо размещено в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы. Червяк, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, размещен в средней плоскости зубчатого сегмента первой платформы. Первая платформа выполнена в виде сегмента. Червячная передача выполнена самотормозящейся.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Наличие в редукторе второго выходного вала, кинематически связанного со второй платформой, которая установлена соосно с входным валом, и скрепление платформ с возможностью перемещения относительно друг друга позволяют уменьшить время подъема и опускания шлагбаума, поскольку происходит одновременный поворот указанных платформ относительно друг друга. В результате происходит быстрое изменение величины угла перемещения шлагбаума.
Размещение на второй платформе части редуктора, передающей усилие от электродвигателя к первой платформе, и выполнение ее в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, дает возможность уменьшить количество деталей, что, в свою очередь, повышает надежность привода и снижает его весогабаритные характеристики.
Осуществление передачи усилия на второй выходной вал от двигателя через другую часть редуктора способствует распределению усилий на обе платформы, что снижает весогабаритные характеристики механизма привода и делает его более компактным. Кроме того, при этом уменьшается момент инерции деталей механизма, что, в конечном счете, уменьшает мощность электродвигателя и снижает энергопотребление.
Использование после перемещения шлагбаума электродвигателя в качестве электродинамического тормоза, например, путем замыкания обмотки электродвигателя на нагрузочный резистор, препятствует частичному самопроизвольному перемещению шлагбаума из конечного положения, например, при ветре, что снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации, так как не требует дополнительной фиксации шлагбаума.
Выполнение червяка глобоидным и размещение червячного колеса в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, уменьшает весогабаритные характеристики механизма.
Размещение червяка, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, в средней плоскости зубчатого сегмента первой платформы дает возможность поместить часть устройства (червяк и электродвигатель) вне поворачивающейся первой платформы, что уменьшает весогабаритные характеристики механизма привода и снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации.
Выполнение первой платформы в виде сегмента уменьшает ее момент инерции и весогабаритные характеристики, что снижает энергетические затраты в процессе эксплуатации. Кроме того, направляющие сегмента надежнее удерживают его и шлагбаум при воздействии внешней нагрузки, например при ветре.
Выполнение червячной передачи самотормозящейся препятствует самопроизвольному перемещению шлагбаума.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен привод шлагбаума. На фиг. 2 изображен разрез А-А привода. На фиг. 3 изображен разрез Б-Б привода.
Привод шлагбаума содержит редуктор, одна часть которого размещена на платформе 1, установленной с возможностью поворота на втулке 2, неподвижно закрепленной на основании 3. В пазу 4 платформы 1 с возможностью перемещения по пазу установлена вторая платформа, выполненная в виде сегмента 5 и имеющая на боковой стороне зубья 6, взаимодействующие с зубьями глобоидного червяка 7, который установлен в пазу 8 платформы 1 с возможностью осевого вращения и имеет жестко закрепленное на оси червячное колесо 9, сопряженное с червяком 10, вал 11 которого установлен во втулке 2 с возможностью вращения и соединен с электродвигателем 12, закрепленным на основании. Другая часть редуктора размещена на основании и имеет закрепленную в последнем ось 13, на которой с возможностью вращения установлены выполненные заодно колесо 14 и шестерня 15, которые соответственно сопряжены с неподвижно установленной на валу шестерней 16 и колесом 17, выполненным заодно с платформой 1. Сегмент 5 может быть выполнен заодно с креплением 18 шлагбаума и тягой 19, которая установлена с возможностью вращения на оси 20, которая совпадает с геометрической осью вращения сегмента и закреплена на платформе 1. Основание может быть установлено на столбе 21.
Работает устройство следующим образом.
В исходном положении шлагбаум закрыт, и закрепление 18 с тягой 19 находятся в горизонтальном положении (фиг. 1-3). Для подъема шлагбаума включают электродвигатель 12. Посредством двухступенчатой червячной передачи зубчатый сегмент 5 начинает перемещаться в пазу 4, поворачивая через тягу 19 крепление 18 и, тем самым, поднимая шлагбаум. При этом по количеству оборотов, сделанному, например червяком 10, можно определить местоположение зубчатого сегмента в пазу 4 платформы 1.
Одновременно момент вращения от двигателя через шестерню 16, колесо 14 и шестерню 15 передается колесу 17, в результате чего платформа 1 начинает поворачиваться на основании 3 вокруг втулки 2 в ту же сторону, что и зубчатый сегмент 5, т.е. против часовой стрелки. После того как платформа 1 и зубчатый сектор 5 (относительно платформы) повернутся на 45°, шлагбаум займет вертикальное положение, достаточное для проезда транспортного средства. Если электродвигатель не выключать, то через некоторое время шлагбаум откроется на еще больший угол, в результате чего увеличивается пространство для маневра или провоза негабаритного груза. Закрывают шлагбаум включением двигателя в другую сторону.
После выключения электродвигателя его обмотку можно замкнуть на нагрузочный резистор, переводя тем самым электродвигатель в режим электродинамического тормоза, который будет препятствовать вращению вала 11 электродвигателя при приложении к шлагбауму внешнего усилия. Поскольку червячная передача является самотормозящейся, то зубчатый сегмент 5 в пазу 4 автоматически фиксируется относительно платформы.
Внедрение изобретения позволит создать простой и надежный привод с относительно малым энергопотреблением для быстрого открывания (закрывания) шлагбаума.
1. Привод шлагбаума, содержащий электродвигатель, соединенный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с поворотной платформой, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен второй платформой, а редуктор - вторым выходным валом, кинематически связанным со второй платформой, которая установлена соосно с входным валом, при этом платформы скреплены с возможностью перемещения относительно друга друга.
2. Привод по п.1, отличающийся тем, что часть редуктора, передающая усилие от двигателя к первой платформе, размещена на второй платформе и выполнена в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы.
3. Привод по п.1, отличающийся тем, что передача усилия на второй выходной вал осуществляется от двигателя через другую часть редуктора.
4. Привод по п.1, отличающийся тем, что после перемещения шлагбаума электродвигатель используют в качестве электродинамического тормоза.
5. Привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что червяк выполнен глобоидным.
6. Привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что червячное колесо размещено в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым сегментом первой платформы.
7. Привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что червяк, ось которого совмещена с осью поворота второй платформы, размещен в средней плоскости зубчатого сегмента первой платформы.
8. Привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что первая платформа выполнена в виде сегмента.
9. Привод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что червячная передача выполнена самотормозящейся.
