Электромагнитные муфты. Электромагнитная муфта Тормоза порошковые электромагнитные минимальная температура

Электромагнитная муфта по принципу действия напоминает асинхронный двигатель, в то же время отличаясь от него тем, что магнитный поток в ней создастся не трехфазной системой, а возбуждаемыми постоянным током вращающимися полюсами.

Электромагнитные муфты применяют для замыкания и размыкания кинематических цепей без прекращения вращения, например в коробках скоростей и передач, а также для пуска, реверсирования и торможения приводов станков. Применение муфт позволяет разделить пуск двигателей и механизмов, уменьшить время пускового тока, устранить удары как в электродвигателях, так и в механических передачах, обеспечить плавность разгона, устранить перегрузки, проскальзывания и др. Резкое уменьшение пусковых потерь в двигателях снимает ограничение по допустимому числу включений, что очень важно при цикличной работе двигателя.

Электромагнитная муфта является индивидуальным регулятором скорости и представляет собой электрическую машину, служащую для передачи вращающего момента от ведущего вала к ведомому при помощи электромагнитного поля, и состоит из двух основных вращаюших частей: якоря (в большинстве случаев представляет собой массивное тело) и индуктора с обмоткой возбуждения. Якорь и индуктор механически жестко не связаны между собой. Как правило, якорь соединяется с приводным двигателем, а индуктор - с рабочей машиной.

При вращении приводным двигателем ведущего вала муфты в случае отсутствия тока в обмотке возбуждения индуктор, а вместе с ним и ведомый вал остаются неподвижными. При подаче постоянного тока в обмотку возбуждения в магнитной цепи муфты (индуктор - воздушный зазор-якорь) возникает магнитный поток. При вращении якоря относительно индуктора в первом наводится ЭДС и возникает ток, взаимодействие которою с магнитным полем воздушного зазора обусловливает появление электромагнитного вращающего момента.

Электромагнитные индукционные муфты можно подразделить по следующим признакам:

по принципу вращающего момента (на асинхронные и синхронные);

по характеру распределения магнитной индукции в воздушном зазоре;

по конструкции якоря (с массивным якорем и с якорем, имеющим обмотку типа беличьей клетки);

по способу подачи питания в обмотку возбуждения; по способу охлаждения.

Наибольшее распространение получили муфты панцирного и индукторного типа благодаря простоте конструкции. Такие муфты состоят в основном из зубчатого индуктора с обмоткой возбуждения, насаженного на один вал с токопроводящими контактными кольцами, и гладкого цилиндрического массивного ферромагнитного якоря, соединенного с другим валом муфты.

Устройство, принцип действия и характеристики электромагнитных муфт.

Электромагнитные муфты, применяемые для автоматического управления, разделяются на муфты сухого и вязкого трения и муфты скольжения.

Муфта сухого трения производит передачу мощности с одного вала на другой через диски трения 3. Диски имеют возможность перемещаться по шлицам оси вала и ведомой полумуфты. При подаче тока в обмотку 1 якорь 2 сжимает диски, между которыми возникает сила трения. Относительные механические характеристики муфты приведены на рис 1, б.

Муфты вязкого трения имеют постоянный зазор δ между ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами. В зазоре с помощью обмотки 3 создаётся магнитное поле, которое воздействует на заполнитель (ферритовое железо с тальком или графитом) и образует элементарные цепочки магнитов. При этом заполнитель как бы схватывает ведомую и ведущую полумуфты. При выключении тока магнитное поле пропадает, цепочки разрушаются и полумуфты проскальзывают относительно друг друга. Относительная механическая характеристика муфты приведена на рис. 1, д. Эти электромагнитные муфты позволяют плавно регулировать скорость вращения при больших нагрузках на выходном валу.

Электромагнитные муфты: а - схема муфты сухого трения, б - механическая характеристика муфты трения, в - схема муфты вязкого трения, г - схема схватывания ферритового наполнителя, д - механическая характеристика муфты вязкого трения, е - схема муфты скольжения, ж - механическая характеристика муфты скольжения.

Муфта скольжения состоит из двух зубовидных полумуфт (см. рис. 1, е) и катушки. При подаче тока в катушку образуется замкнутое магнитное поле. При вращении муфты проскальзывают одна относительно другой, в результате чего образуется переменный магнитный поток, это и является причиной возникновения э. д. с. и токов. Взаимодействие образовавшихся магнитных потоков приводит во вращение ведомую полумуфту.

Характеристика фрикционной полумуфты приведена на рис. 1, ж. Основное назначение таких муфт - создавать наиболее благоприятные условия пуска, а также сглаживать динамические нагрузки при работе двигателя.

Электромагнитные муфты скольжения имеют ряд недостатков: низкий коэффициент полезного действия при малых скоростях, малый передаваемый момент, низкая надежность при резком изменении нагрузки и значительная инертность.
На рисунке ниже приведена принципиальная схема управления муфтой скольжения при наличии обратной связи по скорости с помощью тахогенратора, связанного с выходным валом электропривода. Сигнал с тахогенератора сравнивается с задающим сигналом, и разность этих сигналов подается на усилитель У, с выхода которого питается обмотка возбуждения муфты ОВ.

П ринципиальная схема управления муфты скольжения и искусственные механические характеристики при автоматическом регулировании

Эти характеристики располагаются между кривыми 5 и 6, которые соответствуют практически минимальному и номинальному значениям токов возбуждения муфты. Однако увеличение диапазона регулирования частоты вращения привода связано со значительными потерями в муфте скольжения, которые в основном складываются из потерь в якоре и в обмотке возбуждения. Причем потери якоря, особенно с увеличением скольжения, значительно преобладают над другими потерями и составляют 96 - 97 % максимальной мощности, передаваемой муфтой. При постоянном моменте нагрузки частота вращения ведущего вала муфты постоянна, т. е. n = const, ω = const.

У электромагнитных порошковых муфт соединение между ведущей и ведомой частями осуществляется за счет повышения вязкости смесей, заполняющих зазор между поверхностями сцепления муфт при увеличении магнитного потока в этом зазоре. Главным компонентом таких смесей являются ферромагнитные порошки, например карбонильное железо. Для устранения механического разрушения частиц железа из-за сил трения или их слипания добавляют специальные наполнители - жидкими (синтетические жидкости, индустриальные масло или сыпучими (оксиды цинка или магния, кварцевый порошок). Такие муфты обладают высокой скоростью срабатывания, однако эксплуатационная надежность их является недостаточной для широкого применения в станкостроении.

Рассмотрим одну из схем плавного регулирования скорости вращения исполнительным двигателем ИД, работающего через муфту скольжения М на исполнительный механизм ИМ.

Схема включения муфты скольжения для регулирования скорости вращения исполнительного механизма

При изменении нагрузки на валу исполнительного механизма выходное напряжение тахогенератора ТГ также будет изменяться, в результате чего разность магнитных потоков Ф1 и Ф2 электромашинного усилителя будет увеличиваться или уменьшаться, изменяя тем самым напряжение на выходе ЭМУ и величину силы тока в обмотке муфты.

Электромагнитные муфты ЭТМ

Электромагнитные муфты трения ЭТМ (сухие и масляные) позволяют производить пуск, торможение и реверсирование за время до 0,2 с, а также осуществлять десятки включений в течение 1 с. Управление муфтами и их питание осуществляется постоянным током напряжением 110, 36 и 24 В. Мощность управления составляет не более 1 % мощности, передаваемой муфтой. По конструкции муфты бывают одно- и многодисковые, нереверсивные и реверсивные.

Электромагнитные муфты серии ЭТМ с магнитопроводящими дисками выполняют контактного исполнения (ЭТМ2), бесконтактные (ЭТМ4) и тормозные (ЭТМ6). Муфты с контактным токоироводом отличаются невысокой надежностью из-за наличия скользящего контакта, поэтому в наиболее качественных приводах используют электромагнитные муфты с неподвижным токопроводом. Они имеют дополнительные воздушные зазоры.

Муфты бесконтактного исполнения отличаются наличием составного магнитопровода, образуемого корпусом и катушкодержателем, которые разделены так называемыми балластными зазорами. Катушкодержатель смонтирован неподвижно, при этом исключаются элементы контактного токопровода. За счет зазора снижается теплопередачи от фрикционных дисков к катушке, что повышает надежность муфты в тяжелых режимах работы.

В качестве ведущих целесообразно использовать муфты исполнения ЭТМ4, если это допустимо по условиям встройки, а в качестве тормозных - муфты исполнения ЭТМ6.

Муфты ЭТМ4 надежно работают при высокой частоте вращения и частых включениях. Эти муфты менее чувствительны к загрязнению масла, чем ЭТМ2, наличие у которых твердых частиц в масле может вызвать абразивный износ щеток, поэтому муфты ЭТМ2 могут применяться, если указанные ограничения отсутствуют и монтаж муфт ЭТМ4 по условиям конструкции узла затруднителен.

В качестве тормозных необходимо применять муфты исполнения ЭТМ6. Муфты ЭТМ2 и ЭТМ4 не следует применять для торможения по «обращенной» схеме, т. е. при вращающейся муфте и неподвижно закрепленном поводке. Для выбора муфт необходимо оценить: статический (передаваемый) момент, динамический момент, время переходного процесса в приводе, средние потери, единичную энергию и остаточный момент покоя.

Порошковые муфты

В непрерывных следящих приводах особ. пред. порошковые и гистерезисные муфты. Они универсальны, возможно плавное и прерывистое регулирование момента на выходном валу привода. Принцип работы электромагнитной порошковой муфты основан на взаимодействии магнитных и механических сил; рабочий воздушный зазор заполнен ферромагнитным порошком, который разделяет ведущую и ведомую части муфты.

При отсутствии тока в управляющей обмотке муфты ведущая часть этой муфты вращается вместе с якорем приводного двигателя, а ведомая часть неподвижна. Наполнитель – ферромагнитный порошок. При протекании тока по обмотке управления муфты в ее магнитопроводе возникает магнитный поток, силовые линии которого перпендикулярны образующим поверхностям рабочего зазора. Под действием этого потока отдельные частицы порошка намагничиваются и взаимодействуют с другими частицами, образуются магнитосвязанные цепочки. Множество таких цепочек связывает поверхности ведущих и ведомых частей муфты, создают определенное усилие, препятствующее смещению этих частей относительно друг друга. Величина усилия зависит от величины магнитной индукции в рабочем зазоре, а след. и от тока в обмотке управления муфты. Чем > этот ток, тем > момент, созд. муфтой. При некотором значении тока управления происходит насыщение магнитопровода муфты. Дальнейшее увеличение тока муфты не изменяет существенно поток в рабочем зазоре, след., не приводит к росту момента.

Момент М 0 обусловлен силами трения частиц. Пока момент нагрузки < момента, который может передавать муфта, ведомая и ведущая части муфты вращаются синхронно. При нарушении этого условия происходит проскальзывание ведомой части относительно ведущей. Режим скольжения – рабочий режим порошковой муфты в процессе регулирования угловой скорости ведомой части муфты. Скольжение происходит между частицами порошка (в центре рабочего зазора – в середине воздушного зазора). Рабочие поверхности не подвержены износу от трения. Для защиты порошка от механического и химического разрушения, для лучшей теплопроводности ферромагнитный наполнитель кроме основной составляющей (железа) содержит смазывающие компоненты (графит, тальк, минеральные масла, керосин).

Достоинства порошковых муфт:

1. обеспечивает ограничение момента на валу двигателя;

2. регулирует частоту вращения выходного вала при нерегулируемом двигателе;

3. большое усиление по мощности.(Pвых до 400 Вт, Pупр=1,5..5 Вт).

Недостатки:

1. по сравнению с регулируемым ЭД имеет более сложную конструкцию, большое влияние тепла.

2. ограниченные условия скольжения до 1200 об/мин (муфту ставят после редуктора в высокоскоростных двигателях)

3. непостоянство магнитных свойств порошка при изменении температуры окружающей среды, влажности.

Гистерезисная муфта.

Принцип действия близок к принципу действия гистерезисного двигателя, основанный на явлении магн. гистерезиса. Состоит из ведомой части (несет гистерезисный слой из материала с большими удельными потерями на гистерезис), ведущая часть – индуктор (двух или многополюсная магнитная система). В синхронном режиме момент на ведомом валу:

где p – число пар полюсов муфты

Pr – удельные потери на гистерезис на 1 цикл перемагничивания, пропорционален площади петли гистерезиса

Vк – объем перемагничиваемого слоя.

Постоянство гистерезисного момента при переменной частоте вращения – главное преимущество гистерезисных муфт. Разгон синхронной части до синхронной частоты – доли сек.

Гистерезисная муфта не имеет недостатков, свойственных порошковым муфтам. Максимальная угловая скорость гистерезисной муфты в 5..6 раз больше, чем у порошковой, срок службы больше. Высокая стабильность характеристик. Эту муфту часто используют при работе ЭП на упорах.

3 037су2 полненным ферромагнитным порошком, корпус и ротор с магнитонроводами, имеюшимл продольные пазы увеличивающие объем рабочего эаэора f2: . Эта муфта наиболее близка к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, Такая конструкция муфты очень удачно решает. вопрос повышения передаваемого крутящего момента путем увеличения количества ферромагнитного порошка. Причем, III увеличение количества последнего не сказывается на работе муфты вхолостую. Указанные положительные качества обеспеч иваются эа счет выполнения на рабочих поверхностях магнитопроводов пазов, идущих параллельно оси муфты. Однако для того, чтобы достинуть увеличения крутящего мс мента в 2- 3 раза необходимо увеличить количество ферромагнитного порошка более, чем в 4 раза. Такое увеличение требует выполнения либо глубоких, либо широких пазов, Выполнение глубоких пазов явно неэффективно, так как затрудняется затягивание

f и формирование полноценных связок, передающих крутящий момент. Неэффективность заключается еще и в том, что магнитный поток желательно направить полностью через рабочие зазоры, а не рассеивать его по магнитопроводу, В случае же выполнения широких пазов плошади рабочсй поверхности магнитопроводов недостаточно для формирования связок иэ всего засыпанного количества порошка. В результате описываемая конструкция муфты обладает величиной проскальзывания полумуфт 35-40 см/ при

35 передаваемых моментах более 1200 кг/см, В результате такой величины проскальзывания температура за этот период увелин чивается на 25 С, Это явление отрицательно сказывается на свойстве магнитной проницаемости рабочих поверхностей муфты, выполняемых, как известно, иэ магнитомягкого материала и имеющего чувствительность к каждому градусу повышения температуры.

Целью изобретения является уменьшение

45 скольжения и повышения магнитной проницаемости.

Для этого в боковых стенках продольных пазов выполнены дополнительные полости и радиальные сквозные,прорези, соединяю50 щие эти полости с кольцевой полсстью муфты, заполненной порошком, На фиг. 1 представлена электромагнит ная порошковая муфта, продольный разрез, на фиг, 2 - разрез АА на фиг. l; на фиг. 3 — рабочая поверхность магнитопровода.

Электромагнитная порошковая муфта содержит концентрично расположенные с ра60 бочим зазором образующим полость. .. юлуубуфты 2 и 3, Первая из них ведомая, Она предназначена для передачи крутящего момента через зубчатое колесо 4, установленное на кольцевой поверхности 5 ее корпуса 6. В крышках 7 и 8 последнего посажены подшипники 9 и 10. Вторая полумуфта 3 - ведущая представляет собой установленный в подшипниках 9 и 10 при водимый от первичного двигателя ведущий вал 11. На последнем расположен ротор

12, в кольцевом пазу которого закреплена обмотка возбуждения 13. Рабочие части полумуфт выполнены иэ магнитомягкого материала и представляют собой магнитопроводы 14. .Указанные магнитопроводы 14 имеют заполняемые -ферромагнитным порошком про» дольные пазы 15 и дополнительные полости 16. Последние увеличивают объем порошковой емкости и соединены радиаль ными сквозными прорезями 17 с кольцевой полостью 1. Сквозные прорези 17 предназначены для свободного выхода порошка на рабочие поверхности 18 магнитопроводов и для равномерного распределения порошка по всему свободному объему кольцевой полости 1.

Электромагнитная порошковая муфта работает следующим образом. Ведущий вал

11„ IIPIIIIOIIHMII I 0 P IIIeHIIe IIe II HI,I паагателем, вращаясь в подшипниках 9 и 10, увлекает во вращение ротор 12, При отсутствии тока управления ферромагнитный порошок с помощью дополнительных полостей

16 и прорезей 17 равномерно распределяется по кольцевой полости l и продольным пазом 15. Из последних во время вращения избыточная часть порошка перемещается в дополнительные полости 16. При подаче тока к обмотке возбуждения 12 в магнитопроводе 14 возникает магнитный поток. Его силовые линии проходят по полумуфге 2 через слой порошка, по полумуфте

3 и снова через слой в полумуфту 2, обрадуя замкнутую цепь, При этом находящийся В пазах 15 и полостях 16 ферромагнитный порошок затягивается через прорези

17 на рабочие поверхности 18 магнитопроводов 14. Поступивший на рабочие поверхности порошок "затвердевает", сцепляясь с полумуфтой 2. В результате сцепления зубчатое колесо 4 получает вращение с угловой скоростью, соогветс гвуюнгей скорос "и вращения ведущего вала.

Выполнение на магнитопроводах полостей и сквозных прорезей обеспечивает увеличение рабочей поверхности магнитопроводов до

30%, что способствует формированию прочных связок из всего засыпанного количества порошка, и увеличение скорости формирования

Риз. 1 связок за счет направленного и равномерного распределения ферромагнитного порошка на рабочей поверхности.

Указанные факторы обеспечивают уменьшение времени относительного проскальзы ваиия полумуфты в 4,5 раза, что в совокупности с более равномерным распределением порошка во время холостого хода

10 снижает тепловыделения более, чем в

2,5 раза. Уменьшение тепловыделений способствует увеличению как свойств магнитной проницаемости материала магнитопроводов, так и срока службы ферромагнитного 1 порошка.

Формула изобретения

Электромагнитная порошковая муфта по авт. св, No 332263, о т л и ч а ю ш а я» с я тем, что, с целью уменьшения скольжения и повышения л агнитной проницаел1ости, в боковых стенках продольных пазов выполнены дополнительные полости н радиальные сквозные прорези, соединяюшие эти полости с кольцевой полостью муфты, заполненной порошком.

Г!сточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г1атецт Франции И. 1231768 кл Р 16 3 37/02, 1960.

Важным элементом различных конструкций можно назвать муфту. Современные технологические возможности позволили получить более сложные устройства, которые характеризуются более привлекательными эксплуатационными характеристиками. Электромагнитные муфты можно назвать современным предложением. Они устанавливаются на современных автомобилях и многих других устройствах. Довольно сложная конструкция и непростой принцип действия определяет то, что нужно четко разбираться в подобном устройстве для обеспечения его качественного обслуживания. Рассмотрим все особенности данного вопроса подробнее.

Что такое электромуфта?

Электромагнитная муфта представлена специальным устройством для решения самых различных задач, большинство из которых связано с соединением и разъединением пары, находящейся в зацеплении. Производятся электромагнитные муфты для станков и других узлов транспортных средств или тепловозов. При этом выделяют несколько основных разновидностей подобных конструкций:

1. Механизмы фрикционного типа конусные и дисковые.
2. Электромагнитная муфта зубчатого типа считается специфическим вариантом исполнения, так как рабочая часть представлена сочетанием различных зубьев.
3. Порошковая электромагнитная муфта является современным вариантом исполнения, так как она обеспечивает осевое смещение при необходимости.

Электромуфта является промежуточным соединительным элементом. Принцип действия заключается в использовании основных свойств электрического тока для генерации электродвижущей силы.

При этом он может выполнять самые различные функции, к примеру, защиту основного устройства от перегрева или управление.

Принцип работы муфты электромагнитной

Электромагнитная муфта может обладать самой различной конструкцией, но также выделяют и классический вариант исполнения. Его особенности заключаются в следующем:

1. Основными элементами можно назвать два ротора, один из которого представлен железным диском с тонким концевым выступом.
2. Внутренняя часть оснащается полюсными наконечниками, которые обеспечивают радиальное смещение. Для передачи тока создается обмотка, она подключается к источнику питания через контактные кольца. Часть этого элемента располагается на валу.
3. Рассматриваемая муфта магнитная имеет второй ротор, который представлен цилиндрическим валом со специальными пазами, расположены параллельно основной оси. Они создаются для того, чтобы можно было вставлять специальные бруски с полюсными наконечниками.

Рассматриваемая муфта на постоянных магнитах обладает довольно сложной конструкцией, за счет чего обеспечивается точная и надежная работа. Принцип действия устройства следующий:

1. При появлении тока возникает электромагнитное поле, которое пересекается с проводником и начинает взаимодействовать.
2. Подобное совмещение становится причиной возникновения электродвижущей силы. Ее может быть вполне достаточно для перемещения подвижного элемента с учетом преодоления определенного усилия.
3. При изготовлении этой детали применяется брусок меди, который и обеспечивает замыкание цепи. По ним проходит ток, за счет которого и появляется электромагнитная сила.
4. Возникающие поля обеспечивают ведомого ротора за ведущим, при этом запоздание несущественное.

Подобный принцип работы применяется при создании самых различных механизмов. При этом устройство станка позволяет прекращать передачу вращающего момента в течение нескольких долей секунды, что и определяет его распространение.

Размагничивание электромагнитной муфты происходит за счет отключение источника питания. При этом особые свойства материала определяют то, что магнитное поле пропадает практически сразу, за счет чего происходит обратное движение подвижного элемента. Используемые обмотки электромагнита рассчитаны на достаточно большое количество таков сцепления и расцепления ведущего элемента с ведомым.

При рассмотрении того, что такое электромагнитная муфта также нужно уделить внимание свойств применяемых материалов при ее изготовлении.

Только специальные сплавы обладают магнитными свойствами, которые обеспечивают требуемые условия эксплуатации.

Передача момента на муфту может проводится от электрического двигателя и других подобных элементов. Размеры всех габаритов в большинстве случаев стандартизируются, однако есть возможность заказать производство механизма под заказ. Классификация, как правило, проводится по области применения и многим другим признакам.

Классификация электромуфт

В большинстве случаев электромуфты классифицируются по тому, в какой области они применяются. Чаще всего применяется электромагнитная фрикционная муфта. Она обладает следующими свойствами:

1. Устройство может применяться для снижения вероятности воздействия импульсных нагрузок.
2. На холостом ходу конструктивные особенности определяют незначительные потери. Этот момент определяет то, что основные элементы не нагреваются при эксплуатации.
3. Есть возможность провести быстрый пуск механизма даже в случае, если оно находится под большой нагрузкой.

Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:

1. Контактные.
2. Тормозные.
3. Бесконтактные.

Довольно част встречается муфта электромагнитная тормозная, которая может снизить количество оборотов при работе.

Наиболее распространен последний тип механизма. При этом он также классифицируется на несколько основных типов:

1. По показателю трения выделяют мокрые и сухие. В последнее время большое распространение получили варианты исполнения, которые могут работать только при добавлении масла.
2. Классификация проводится и по режиму включения: непостоянные и постоянные.
3. Выделяют муфты с одним или несколькими ведомыми дисками. Выбор проводится в зависимости от того, какие требуются эксплуатационные характеристики.
4. По виду управления также выделяют несколько основных видов механизма. Примером можно назвать механический, гидравлический и комбинированный.

В отдельную группу включены электромагнитные порошковые муфты. Они представлены сочетанием веществ, которые при взаимодействии могут обеспечивать прочную связь.

Этот современный вариант исполнения встречается в случае, когда нужно обеспечить смещение соединяемых элементов относительно друг друга на момент эксплуатации.

Элементы защиты, электромагнитные фрикционные многодисковые муфты

Подобная электромуфта чаще всего устанавливается на станках с блоком числового программного управления. К достоинствам отнесем следующие моменты:

1. Компактность. За счет этого есть возможность проводить установку электромагнитной муфты в современные устройства. С каждым годом размеры устройства существенно уменьшаются, за счет чего расширяется область применения.
2. Надежность. Этот параметр считается наиболее важным при выборе практически любой муфты. Применение специальных материалов и контроль качества на всех этапах производства позволяет достигнуть наиболее высокого показателя надежности.
3. Малогабаритность. Этот параметр определяет легкость в транспортировке и многие другие положительные параметры.

Этот вариант исполнения характеризуется довольно высокими эксплуатационными характеристиками, за счет которой он получил широкое распространение. Основными частями конструкции можно назвать:

1. Корпус. В большинстве случаев он изготавливается при применении стали, которая характеризуется повышенной устойчивостью к воздействию окружающей среды. Предназначение корпуса заключается в защите внутренних элементов.
2. Катушка. Этот элемент предназначен для непосредственного создания электромагнитного поля, за счет которого и происходит смещение основных элементов. Катушка рассчитана на воздействие определенного электрического тока, слишком высокое напряжение оказывает негативное воздействие.
3. Группа дисков фрикционного типа. При изготовлении пакета фрикционных дисков применяется специальный сплав, характеризующийся определенными магнитными свойствами.
4. Поводок и нажимной диск.
5. На корпусе есть насаженное кольцо, изготавливаемый из изоляционного материала.
6. Ток подается при помощи контактной щетки. Именно она в большинстве случаев выходит из строя на момент эксплуатации механизма.

Исключить вероятность возникновения короткого замыкания можно при помощи вырезанных отверстий в дисках. На момент подачи электрического тока создается электромагнитное поле, которое замыкается при помощи фрикционного диска. Именно за счет этого создается притягивающая сила, за которой происходит смещение основной части.

Встречается несколько вариантов исполнения подобных конструкций. Примером можно назвать устройство с вынесенным и магнитопроводящим диском.

Преимущество соединений при помощи электромуфт

Рассматриваемое устройство получило весьма широкое распространение. Это можно связать с тем, что оно обладает достаточно большим количеством преимуществ, которые должны учитываться. Наиболее важными считаются приведенные ниже:

1. Надежность. При подаче электрического тока устройство проводит разъединение отдельных элементов в течение короткого промежутка времени. При этом электромагнитное поле не подвержено воздействию окружающей среды, поэтому существенных проблем при работе, как правило, не возникает.
2. Сохранение основных свойств на протяжении длительного периода. Важным критерием выбора подобных устройств можно назвать именно эксплуатационный срок. За счет применения специальных материалов этот показатель в рассматриваемом случае существенно расширен.
3. Срабатывание в течение нескольких долей секунд. Подобный результат свойственен относительно небольшому количеству устройств рассматриваемой категории. Время срабатывания – параметр, который учитывается при выборе муфты.
4. Возможность исполнения для достижения самых различных целей, к примеру, защиты устройства или дистанционное управление.
5. Компактность и небольшой вес. Эти параметры считаются также довольно важными, так как слишком большой вес оказывает нагрузку на основную конструкцию. Компактность позволяет проводить встраивание устройства в самые различные конструкции.

Однако есть несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером можно назвать то, что устройство стоит достаточно дорого, а обслуживание должно проводится исключительно специалистом. Кроме этого, эксплуатация при несоблюдении основных рекомендаций может стать причиной повышенного износа. Не стоит забывать о том, что для работы устройства требуется электрический ток, который и обуславливает появление требуемого электромагнитного поля.

Область применения

Устройство получило весьма широкое применение, так как обеспечивает соединение нескольких элементов и их разъединения при необходимости. Область применения следующая:

1. Автомобили и другие транспортные средства имеют узлы, которые снабжаются электромагнитной муфтой.
2. В последнее время все чаще устройство устанавливается в станки с ЧПУ. Это связано с тем, что к их работе предъявляются требования по высокой точности работы.
3. Было разработано несколько типов различных устройств, которые могут выступать в качестве промежуточного элемента. Применять муфты могут для достижения самых различных целей, к примеру, защиты устройства от перегрева путем отключения привода при срабатывании датчика.

В целом можно сказать, что использование электрического тока для генерации сигнала позволяет существенно расширить область применения устройства. Это связано с возможность передачи сигнала от различных датчиков.

В заключение отметим, что электромагнитные муфты выпускают самые различные организации. Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей, так как заявленные параметры соответствуют реальным. При изготовлении могут применяться самые различные материалы, уделяется внимание защите от воздействия окружающей среды.

25.6. Электромагнитные муфты и тормоза

25.6.1. Электромагнитная муфта ЭМС-750

Электромагнитная муфта ЭМС-750 пред-натачена для оперативного управления приводом буровой лебедки и защиты его механизмов от механических перегрузок. Режим работы - S4. ПВ - 60 %. Климатическое исполнение п категория размещения - У2 по ГОСТ 15150-69.

Группа условий эксплуатации - М8 по ГОСТ 17516-72

Основные технические данные муфгы

Передаваемый момент, Н ■ м.

номинальный..... 7350

максимальный..... 15 700

Homhiw Чвный 1 ок возбуждения, А......... 70

Максимальный кратковременный ток возбуждения, А. . 110

Рис. 25.27. Габаритные и установочно-присоединительные размеры муфты ЭМС-750

Номинальное напряжение возбуждения, В.......56

Частота вращения ведущего вала, об/мин.......750

Номинальное скольжение, %. .5+1,25

Масса, кг.........3400

Наружной частью муфты является якорь, представляющий собой стальной цилиндр с кольцевыми ребрами на внешней поверхности для увеличения теплоотдачи. К якорю болтами крепятся подшипниковые щиты, на одном из них монтируется вентилятор, а к другому крепится полуось, выходной конец которой непосредственно соединяется с валом двигателя. Индуктор, находящийся внутри якоря, выполнен из трех когтеобраз-ных частей, скрепленных между собой и насаженных на вал. Выводные концы катушек возбуждения выводятся на контактные кольца через отверстия в валу.

При подаче напряжения на катушки возбуждения в индукторе возникает электромагнитный поток, который индуктирует во вращающемся якоре вихревые токи. В результате этого взаимодействия создается электромагнитный момент, под действием которого индуктор начинает вращаться в сторону вращения якоря с определенным скольжением. Значение передаваемого момента регулируется током возбуждения.

Станина муфты - сварная. Со стороны ведомого вала на станине располагается тахогенератор для контроля частоты вращения ведомого вала. Муфта в сборе закрывается съемным кожухом. Общий вид, габаритные и установочно-присоединительные размеры муфты показаны на рис. 25.27.

25.6.2. Электромагнитный порошковый тормоз ТЭП 45

Электромагнитный порошковый тормоз типа ТЭП 45 предназначен для торможения и удержания на весу груза, спускаемого через исполнительный механизм. Режим работы - S4. Климатическое исполнение и категория размещения - У1 по ГОСТ 15150-69. Предназначен для работы в невзрывоопасной окружающей среде, не содержащей химически агрессивных примесей, вредно действующих на изоляцию тормоза.

Группа условий эксплуатации - М18 по ГОСТ 17516-72.

Технические данные тормоза

Тормозной момент, кНм:

номинальный..... 45

максимальный при двукратной форсировке тока возбуждения....... 65

Ток, А.......... 20/5

Потребляемая мощность, кВт 1,27

Принцип действия тормоза основан на использовании электромагнитных сил, действующих в заполненном ферромагнитным порошком зазоре тормоза. Под действием постоянного магнитного потока, создаваемого катушками возбуждения при прохождении через них постоянного тока, порошок втягивается в рабочие зазоры тормоза,

Рис. 25.28. Габаритные и усгановочно-при-соединительные размеры тормоза ТЭП-45

создавая механическую связь между статором и ротором. После отключения катушек возбуждения магнитный поток исчезает, порошок выбрасывается из воздушных зазоров и происходит расцепление ротора со статором.

Тормоз состоит из двух скрепленных между собой индукторов и Т-образного якоря, насаженного на вал. Внутри индукторов размещены катушки возбуждения, выводные концы которых выведены на коробку контактных зажимов. Для отвода тепла из активной зоны в теле индукторов имеются аксиальные каналы, а в торцах - кольцевые проточки. Во внутренние отверстия индукторов вварены подшипниковые щиты со смотровыми отверстиями, закрытыми крышками. Скрепленные между собой индукторы образуют корпус тормоза. На статоре тормоза монтируется тахогенератор, привод которого осуществляется через цепную передачу. Для удаления порошка из тормоза в нижней части предусмотрены два отверстия, закрытые крышками.

При эксплуатации порошкового тормоза необходим тщательный контроль за его работой во избежание случаев заклинивания ротора и спекания порошка. В связи с изменением метеорологических условий в ра-

бочей полости тормоза возможно отпотевание, увлажнение порошка, поэтому перед началом работы необходимо проверять порошок на влажность и при необходимости просушивать его. В периоды вероятного выпадения росы или инея рекомендуется ссыпать порошок из тормоза. В процессе эксплуатации порошок изнашивается, в связи с чем уменьшаются его сыпучесть, магнитная проницаемость и объемная масса. Показателями износа порошка являются его цвет и объемная масса, поэтому в процессе эксплуатации не реже одного раза в месяц берется проба порошка и измеряется его объемная масса.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры тормоза приведены на рис. 25.28.

25.6.3. Электромагнитный тормоз с водяным охлаждением ЭМТ-4500

Электромагнитный тормоз предназначен для интенсивного торможения при спуске бурового инструмента. Тормоз устанавливается на раме буровой лебедки.

Режим работы - S4, ПВ = 40 %. Климатическое исполнение и категория размещения-VI или Т2 по ГОСТ 15150-69. Группа условий эксплуатации - М18 по ГОСТ 17516-72.

Технические данные тормоза

Номинальный тормозной момеш, Н - м........... 45

Максимальный кратковременный (до 10 с) момент, Нм. . . .57 - 60

Номинальный ток возбуждения, А 135

Максимальный кратковременный ток возбуждения, А.....180

Номинальное напряжение возбуждения, В.........120

Частота вращения, об/мин. . . 500

Масса, кг..........6300

Ситор тормоза выполнен из 5 колец, каждое из которых имеет 30 кот теобразных полюсов. Полюсы имеют Т-образную (3 кольца) и Г-образную (2 коиьца) форму. Кольца скреплены таким образом, чю полюсы одного кольца входят в паз другого. Между кольцами в специальных пазах размещаются катушки возбуждения. Для стока конденсата в нижней части статора под катушками

возбуждения предусмотрены дренажные отверстия.

Рогор - сварной конструкции, в которой имеются два цилиндра, прирарсн г;ы\ с помощью щитов к сгупиис на вачу По лость между отлиндрзми по окружности разделена на чешре отсека, в каждом из которых имеются входное и яыходное сн-веретия.

Со стороны водораспре хзлп гельной * >-робки вал имеет пя1ь продольных камлоу четыре концентрично расположенных - вхол-ные и центральный - выходной. В центра То-ный канал встроена труба, через которую подается воздух в шинопневматическую муфту Полость, образованная трубой и каналом вала, служит для прохождения охлаждающей воды. Каналы вала соединены с отвергшими ротора шлангами. На вату имеется деа роликоподшипника. Подшипниковые щиты сварные. На одном из пгатов монтируется тахогснератор, являющийся датчиком частоты вращения ротора тормоза.

Приниип действия тормоза заключаема в следующем при подаче постоятаю! о напряжения на катушки возбуждения в ста юре появляется магнитный поток и в массивном вращающемся роторе наводятся вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов ро-

Рис. 25.29. Габаритные и установоч-но-присоединительные размеры тормоза ЭМТ-4500

тора с магнитным потоком статора создает тормозной момент, при этом энергия в тормозе превращается в тепло, для отвода которого подается охлаждающая вода. Тормозной момент можно плавно регулировать изменением тока возбуждения.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры тормоза приведены на рис. 25.29.