Электромагнитные муфты и тормоза. Порошковые муфты. Гистерезисная муфта. Электромагнитная муфта ЭТМ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к порошковым муфтам. Порошковая муфта сцепления с приводом управления содержит разъемный корпус с соосно установленными валами, на которых жестко закреплены ведущий и ведомый диски полумуфт. На торцах дисков выполнено несколько конических канавок и выступов, расположенных концентрично, которые взаимодействуют между собой. Торцевые поверхности обоих дисков разбиты на несколько секторов радиальными впадинами. На втулке ведомого диска установлен постоянный магнит, выполненный в виде диска кольцеобразной формы. На втулке ведущего диска установлена обмотка электромагнита, выводы которой выведены за пределы корпуса через каналы, выполненные в теле ведущего вала, и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на выходящем конце ведущего вала, и закрыты крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса. Токосъемочные кольца изолированы от вала изоляционной втулкой и взаимодействуют с токосъемочными щетками, которые соединяются посредством двух проводников с контактами двухполюсного переключателя. Противоположные контакты переключателя соединены с клеммами источника постоянного тока. В одну из цепей включен регулируемый резистор. Техническим результатом является повышение надежности сцепления. 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2499923

Изобретение относится к муфтам сцепления, предназначенным для соединения и разъединения валов, передающим вращающий момент благодаря силам трения между ведущей и ведомой полумуфтами и может использоваться вместо известных дисковых муфт сцепления.

Известная порошковая муфта сцепления содержит разъемный корпус с установленными соосно валами, на которых жестко закреплены ведущая и ведомая полумуфты. На взаимодействующих торцах дисков полумуфт выполнено несколько конических канавок и выступов, расположенных концентрично. Канавки ведущей полумуфты выполнены в обратной конфигурации выступам и канавкам ведомой полумуфты. Торцевые поверхности обеих полумуфт разбиты на несколько секторов радиальными впадинами. Глубина радиальных впадин соответствует глубине концентрических канавок. Между дисками помещается фрикционный порошок.

Предлагаемая порошковая муфта сцепления (далее читайте - порошковая муфта) отличается от известной муфты тем, что данная порошковая муфта снабжена электромагнитным приводом управления. Корпус муфты является неподвижным, а в стенках корпуса установлены соосно валы с дисками полумуфт. Ведомый диск полумуфты снабжен постоянным магнитом, выполненным в виде кольцеобразного диска, установленным с обратной стороны, и закрепленным на втулке ведомого диска полумуфты. Ведущий диск полумуфты снабжен электромагнитом, обмотка которого установлена также с обратной стороны диска и закреплена на втулке ведущего диска полумуфты. Выводы электромагнитной катушки проходят через каналы, выполненные в теле ведущего вала. Концы выводов выведены за пределы корпуса, и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на конце выходящего вала, и закрыты крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса. Токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками, установленными на крышке токосъемочных колец, которые соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя. Противоположные контакты переключателя соединены с клеммами источника питания постоянного тока. В электрическую цепь управления включен регулирующий резистор.

На фиг.1 показан продольный разрез порошковой муфты сцепления.

На фиг.2 показана торцевая поверхность диска ведущей полумуфты.

На фиг.3 показана торцевая поверхность диска ведомой полумуфты.

На фиг.4 показан продольный разрез ведущей полумуфты с электромагнитной схемой управления.

Устройство порошковой муфты сцепления с электромагнитным приводом управления.

Порошковая муфта, фиг.1, содержит разъемный корпус 1 и 2, в полости которого установлены ведомый и ведущий диски 3 и 4 полумуфт. Ведущий диск 4 жестко закреплен на ведущем валу 5. Ведомый диск 3 установлен на ведомом валу 6. Ведомый и ведущий валы установлены соосно и закреплены в стенках корпуса на подшипниках 7 и 8, которые фиксируются в стенках корпуса фланцами 9 и 10 и болтами 11. Соосность валов обеспечивается за счет хвостовика 12, выполненного на внутреннем торце ведущего вала, который взаимодействует с цилиндрической полостью (стаканом), выполненной в торце ведомого вала. Поверхность ведомого вала снабжена шлицами 13, которые взаимодействуют со шлицами, выполненными на внутренней поверхности втулки 15 ведомого диска 3. Ведомый диск имеет возможность перемещаться вдоль шлиц ведомого вала. На наружной поверхности ведомого диска 3 и втулке 15 закреплен постоянный магнит 14, выполненный в виде кольцеобразного диска. На внутренней торцевой поверхности ведомого диска 3 выполнены несколько конических канавок 30 и выступов 16 и 17 (9 штук), расположенных концентрично. На ведущем валу 5 закреплен ведущий диск 4 с втулкой 19 шпонкой 20. На наружной поверхности втулки 19 закреплена катушка электромагнита 18, которая снабжена защитной оболочкой 21. На внутренней торцевой поверхности ведущего диска 4 выполнены несколько конических канавок 30 и выступов 23 и 24 (9 штук), расположенных концентрично. Выступы и канавки диска ведущей полумуфты выполнены в обратной конфигурации выступам и впадинам диска ведомой полумуфты, причем с таким расчетом, чтобы выступы ведущей полумуфты могли входить в канавки ведомой полумуфты с возможностью вращения. Ведущий и ведомый валы 5 и 6 снабжены ограничительными кольцами 25 и 26. В полость 27 корпуса помещается абразивный порошок с масленичной жидкостью 28 и 29. В качестве абразивного порошка может использоваться алюминиевый порошок, смешанный с маслянистой жидкостью. Маслянистая жидкость в данном случае будет выполнять две функции. В одном случае она будет обеспечивать подшипники смазкой. А в другом случае данная жидкость будет активно перемешивать порошок, и растаскивать его по всей поверхности дисков. Алюминиевый порошок по структуре своей является мягким, обладает пластичностью. Попадая между твердыми выступами и впадинами дисков, данный порошок будет размазываться по поверхности выступов и впадин, этим самым будет создавать необходимые условия для сцепления дисков полумуфт. Торцевые поверхности обеих дисков, фиг.2 и 3, разбиты на несколько секторов радиальными впадинами 31, равномерно распределенными по окружности, глубина которых соответствует глубине концентрических канавок 30. С целью исключения возникновений динамических ударов, в процессе включения порошковой муфты в работу, на дисках полумуфт выполнено разное число радиальных впадин. На ведущем диске выполнено три радиальных впадины 31, а на ведомом - пять радиальных впадин 31. На внешней окружной поверхности ведомого и ведущего дисков выполнены заборные окна 32 и 33. Выводы 22, фиг.4, катушки 18 электромагнита выведены через каналы, выполненные в теле ведущего вала, за пределы корпуса, и соединяются с токосъемными кольцами 34, установленными на конце выходного вала 5. Токосъемные кольца 34 изолированы от вала изоляционной втулкой 35. Токосъемочные кольца закрыты крышкой 40, которая крепится болтами 11 к стенке корпуса. Токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками 36, которые соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя П. В электрическую цепь, после переключателя П, включен регулируемый резистор R, посредством которого можно изменять величину подаваемого тока на катушку электромагнита, что позволяет производить включение муфты в работу с разной силой действия. Противоположные контакты двухполюсного переключателя соединяются с клеммами источника питания И.п. постоянного тока. Ведущий вал 5 снабжен наружным хвостовиком 37, с выполненными шлицами, который используется для соединения с валом двигателя.

Порошковая муфта сцепления работает следующим образом.

На фиг.1 показано положение порошковой муфты сцепления, в котором диски полумуфт находятся в полном сцепленном состоянии. Так как постоянный магнит 14, фиг.1, имеет постоянную полюсацию, то для того чтобы осуществить притяжение дисков между собой, необходимо подать магнитный поток Ф на диск 4, образованный катушкой 18, с противоположной полюсацией, т.е. в данном случае необходимо подать магнитный поток южным полюсом S. Для этого двухполюсной переключатель П устанавливается в нижнее положение, как показано на фиг.4. Движок регулируемого резистора R устанавливается на максимальную подачу тока. Ток будет поступать через щетки 36 и Токосъемочные кольца 34, выводы 22, на обмотку катушки 18. Произойдет намагничивание ведущего диска 4, фиг.4, и вместе с ним будут намагничиваться выступы 23, которые создадут магнитный поток Ф. Ведомый диск 3 будет подмагничиваться постоянным магнитом 14 и всегда будет обращен к ведущему диску 4 северным полюсом N. Выступы 16 и 17, которого, будут иметь также северный полюс N. В результате разноименной полюсации между ведущим и ведомым дисками 3 и 4 произойдет притяжение. Диск 3 переместится по шлицам 13 и своими выступами 16 и 39, фиг.3, войдет во впадины 30, ведущего диска, а выступы 23 и 38 ведущего диска войдут во впадины 30 и 31 ведомого диска. Избыточная захваченная жидкость между дисками, будет вытесняться через окна 32 и 34 обратно в полость 27 корпуса. Так как частицы порошка будут оказываться крупнее масленой пленки, поэтому порошок будет размазываться по поверхности дисков и, этим самым, будет создаваться хорошее условие дискам для сцепления между собой. Кроме того, при набегании выступов 39 одного диска, на радиальные впадины 31 и выступы 38, другого диска, объем полостей будет уменьшаться, и давление жидкости будет резко возрастать и приводить ведомый диск во вращательное движение. В этом случае вращательный момент будет передаваться между дисками за счет скольжения дисков. При полном сжатии дисков будет происходить полная передача вращения с ведущего вала на ведомый вал.

Для того, чтобы произвести разъединение валов, необходимо контакты двухполюсного переключателя П перекинуть в верхнее положение. В этом случае произойдет смена полярности тока в проводниках, а в обмотке катушки электромагнита 18 произойдет переполюсация. На ведущем диске 4 и выступах 23 создастся северный полюс N. При создании однополярности на дисках 3 и 4, диски полумуфт будут расталкиваться между собой. При этом выступы 16 ведомого диска 3 начнут выталкиваться из впадин 30 ведущего диска. В результате этого диски разомкнутся. Ведомый диск 3 переместится по шлицам 13 к стенке 1 корпуса. Валы 5 и 6 разомкнутся между собой и вращение передаваться не будет. Жидкость с порошком снова будет засасываться в полости между дисками через окна 32 и 33.

Изменить степень сцепления между дисками полумуфт можно также за счет резистора R. При уменьшении подачи тока на катушку 12 электромагнита, сила сцепление дисков будет уменьшаться, а при увеличении подачи тока будет происходить увеличение сцепления между дисками. При полном отключении тока, сцепление дисков будет происходить только за счет силы притяжения постоянного магнита 14.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Порошковая муфта сцепления с приводом управления, содержащая разъемный корпус с установленными соосно валами, на которых закреплены ведущий и ведомый диски полумуфт, на торцевых поверхностях которых выполнены несколько канавок и выступов, расположенных относительно друг друга концентрично, которые взаимодействуют друг с другом, торцевые поверхности обеих дисков разбиты на несколько секторов радиальными впадинами, в полости корпуса помещается алюминиевый порошок с масленичной жидкостью, отличающаяся тем, что порошковая муфта сцепления снабжена электромагнитным приводом управления, включающим в себя обмотку катушки электромагнита, закрепленную на втулке ведущего диска полумуфты, постоянный магнит, выполненный кольцеобразной формы и закрепленный на втулке ведомого диска полумуфты, выводы обмотки катушки выведены по каналам, выполненным в теле ведущего вала, за пределы корпуса и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на выходящем конце ведущего вала, токосъемочные кольца изолируются от вала изоляционной втулкой и закрываются крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса, токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками, которые закрепляются на крышке и соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя, противоположные контакты переключателя соединяются с клеммами источника постоянного тока в одну проводную цепь, между переключателем и щетками устанавливается регулируемый резистор.

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.

Область применения порошковых муфт определяется принципом их действия. Наибольшее распространение изделие получило на предприятиях, которые используют в своей работе перемоточные станки и оборудование для разрезания бобин. В таких устройствах за счет порошковых муфт и магнитного порошка происходит передача крутящего момента к работающим валам.

Порошковые муфты удобны тем, что за счет изменения напряжения в обмотке возбуждения можно плавно регулировать крутящий момент. Чтобы передать момент, к муфте необходимо подключить постоянное напряжение. Чтобы произошла передача крутящего момента, используется специальный магнитный порошок.

Существует ряд обстоятельств, когда использование порошковых муфт имеет большую целесообразность. Если необходимо быстрое срабатывание механизма, то на помощь приходят муфты, в которых одним из действующих компонентов является специальный порошок.

Для слаженной работы всего узла у нас вы можете приобрести также контроллеры для порошковых муфт . При помощи прибора происходит функциональное регулирование работы муфты.

Принцип работы порошковых муфт сцепления и порошковых тормозных муфт основан на взаимодействии различных компонентов. Важным элементом является особый порошок, который на нашем складе всегда имеется в достаточном количестве в герметичной фасовке по 100 грамм. Порошок, как главная часть наполнителя, используется вместе с муфтой, которая имеет ведомую и ведущую составляющую.

Для работы порошковых муфт используются два режима: сцепление и торможение. Порошковыми муфтами снабжаются тормозные узлы, такое устройство необходимо там, где тормозной момент должен иметь переменные показатели. Муфты сцепления «работают» над плавным пуском, разгоном и своевременной остановкой механизма. А специальный контроллер, который вы можете приобрести на складах нашей компании, способен предотвратить узел от перегрузки.

Представленные на наших складах порошковые муфты и другие изделия, с помощью которых происходит надежная работа всего узла, подлежат эксплуатации при любых климатических условиях. Температурный режим изделий, выпускаемых с европейским качеством, допускает бесперебойную работу от -40 градусов до +90 градусов.

Каждое изделие, предлагаемое нашим заказчикам, проходит тщательную проверку на предмет соответствия требованиям по качеству и надежности и на отсутствие скрытых дефектов.

Более подробную информацию по порошковым муфтам, магнитному порошку, контроллерам и блокам питания можно получить у специалистов нашей компании или в каталогах, размещенных на нашем сайте.

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.

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.