Порошковая муфта сцепления с приводом управления. Электромагнитные муфты Электромагнитные порошковые муфты и тормоза

Представляет собою устройство (электромагнитное), которое предназначено для разъединения и соединения двух основных валов или же вала с деталью, свободно сидящей на нём. Электромагнитная муфта имеет весьма широкую сферу применения. Так, используют деталь эту в тепловозах, металлорежущих станках и тому подобных механизмах. Однако, при этом, муфты во всех этих устройствах и механизмах применяются далеко не одинаковые. Так, даже электромагнитная муфта газели отличается от электромагнитной муфты камаза.

Различают муфты электромагнитные:

фрикционная электромагнитная муфта (конусная, дисковая);
зубчатая электромагнитная муфта (они традиционно располагаются на торцовых поверхностях муфты и имеют мелкие зубья);
жидкостная (порошковая) электромагнитная муфта (зазор в системе (магнитопроводящей) между частями муфты заполнен жидкой (порошкообразной) смесью с ферримагнитным порошком).

Принцип работы муфты электромагнитной

Рассмотрим общий основной принцип работы электромагнитной муфты.

Типичная муфта состоит из двух роторов.

Один из роторов этих представляет собою диск из железа с выступом (кольцевым и тонким) на периферии. На внутренней поверхности выступа этого есть полюсные наконечники (радиально ориентированные), которые снабжены обмотками, по которым ток возбуждения передается от источника через специальные контактные кольца на валу.

Второй ротор представлен также железным цилиндрическим валом с пазами, которые расположены параллельно оси. В эти пазы вставлены изолированные бруски из меди, которые на концах соединены также медными коллекторами. Данный ротор может свободно вращаться внутри первого и охватывает его полностью своими полюсными наконечниками.

Когда ток возбуждения включен и один из роторов, к примеру, второй, вращается двигателем, линии магнитного поля (силовые) пересекаются проводниками этого потока и в них наводится сила электродвижения. Благодаря тому, что медные бруски образуют замкнутую цепь, по ним течет ток, который порождает собственное магнитное поле. Взаимодействие же полей ротора такое, что ведомый ротор с небольшим опозданием увлекается за ведущим.

Электромагнитные муфты: классификация в зависимости от области применения

Теперь давайте подробнее рассмотрим муфты электромагнитные, в зависимости от области их применения:

1. Муфта электромагнитная этм .

Данная электромагнитная муфта призвана обеспечивать защиту механизмов и устройств от импульсных перегрузок. Также она гарантирует мелкие потери холостого хода. В комплексе это оказывает весьма и весьма положительное влияние на тепловой баланс механизма, а также способствует пуску (быстрому) устройств даже под нагрузкой.

Рассматриваемые муфты делятся, в зависимости от своего исполнения на такие:

электромагнитная контактная муфта;
электромагнитная бесконтактная муфта;
тормозная электромагнитная муфта.

Электромагнитная муфта компрессора представляет собою узел, который устанавливается спереди от компрессора и состоит из:

прижимной пластины;
шкива (в движение приводится ремнем);
катушки (электромагнитной).

Указанная прижимная пластина, при этом, напрямую соединена с основным валом, тогда как шкив и катушка устанавливаются на передней крышке компрессора. При подаче на катушку питания, она создает магнитное поле, которое к шкиву и притягивает прижимную пластину, тем самым приводя в движение компрессорный вал. В то же самое время пластина вращается вместе со шкивом.

Электромагнитная муфта кондиционера при диагностике ее поломки часто вызывает множество сомнений и общую путаницу. На самом же деле, причины неисправности могут заключаться в:

неисправности подшипников шкива (подшипники, при этом, необходимо заменить);
«сгорела» сама муфта (свидетельствует о серьезных внутренних проблемах компрессора и требует глубокой диагностики);
неисправности прижимной пластины (первопричина – неверно вставленный зазор).

3. Электромагнитная муфта привода вентилятора .

Такая электромагнитная муфта используется в системе охлаждения двигателей, для поддержания теплового режима в определенных пределах, к примеру, в пределах 85-90 градусов Цельсия.

При этом применение такой муфты позволяет:

улучшить температурный режим двигателя в зимнее время при включенном вентиляторе;
заметно уменьшить на приводе вентилятора потери мощности, тем самым, значительно снизив расход топлива.

В зависимости от вида энергии муфты делят на:

— электромагнитные механические муфты;

— электромагнитные гидравлические муфты;

— электромагнитные муфты сцепления.
При этом самые распространенные муфты сцепления также делят на:
1) по виду трения:

— мокрые (работают в масле);

— сухие.
2) по режиму включения:

— непостоянно замкнутые;

— постоянно замкнутые.
3) по числу дисков (ведомых):

— однодисковые;

— двухдисковые;

— многодисковые.
4) по расположению и типу пружин (нажимных):

— с диафрагменной центральной пружиной;

— с расположением пружин по периферии диска (нажимного).
5) по способу управления:

— с механическим приводом;

— с гидравлическим приводом;

— с комбинированным приводом.
5. Муфта электромагнитная эм .
Эти муфты используются, чаще всего, для управления цепями станков (кинематическими).

При этом для того, чтобы данная муфта работала эффективно стоит соблюдать следующие условия:

окружающая среда должны быть невзрывоопасной, не содержать агрессивных паров и газов в высоких концентрациях, а также токопроводящей пыли и жидкостей;
место, где будет установлена муфта, должно быть надежно защищено от попадания эмульсии и воды;
рабочее положение муфты должно быть горизонтальным.

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.

В работе приводов электрических, имеющихся в различных механизмах, из-за необходимости быстродействия оных применяются электромагнитные муфты. Устройства, имеющие ведущий и ведомый валы, работают благодаря тому, что электромагнитная муфта передает вращение элементам, заставляя работать механизм. Следует знать, что электромагнитный тип муфтового соединения является практически точной копией соединений с использованием муфты гидродинамической. То есть, область применения такого механизма, как электромагнитные муфты, соответствует области, где гидродинамические аналоги также востребованы. Например, при соединении редуктора и имеющегося на судах двигателя именно муфты электромагнитные применяются с целью передачи вращающего момента, а также для того, чтобы колебания, производимые дизелем, были погашены в достаточной мере.

Тому, чтобы использовать подобные механизмы в различных устройствах, существует немало причин, так как устройство полностью соответствует необходимым требованиям. Электромагнитная муфта позволяет получить постепенную, плавную и без скачков передачу частоты вращения, а также регулирует, опять же, плавно и без рывков, передаваемый момент. Именно по причине того, что электромагнитные муфты всему процессу, начиная от пуска механизма, обеспечивают плавность, при этом и торможение, и необходимое изменение вращательной частоты также происходит постепенно и плавно, приводят к распространению такого элемента, как электромагнитная муфта шире, чем аналогов.

Согласно классификации можно описать некоторые отличия видов, так, например, порошковые муфты электромагнитные на сегодняшний момент отличаются истинным быстродействием. Так, электромагнитные муфты фрикционные работают практически в 15 раз медленнее, чем порошковый аналогичный механизм, а гистерезисная электромагнитная муфта дает возможность получить такие характеристики, как рабочая стабильность и эксплуатационная долговечность. При этом именно последний вариант – гистерезисные муфты – отличаются и тем, что габариты имеет относительно небольшие, если сравнивать их с размерами, которые имеют остальные электромагнитные муфты. Согласно установленным условным обозначениям, электромеханические свойства, которая показывает та или иная электромагнитная муфта, обозначаются как МСт -f(Vy). Именно данные показатели позволяют определить, каковы вариации, происходящие при работе устройства, как электромагнитные муфты влияют на передаваемый момент, причем в полной зависимости от того, насколько изменятся ток, имеющийся в обмотке такого механизма, как электромагнитная муфта. Стоит также знать, что остаточный момент при работе механизма должен быть существенно ниже, чем момент нагрузки, так как в противном случае муфты электромагнитные, безо всякого напряжения, будут вращать механизм.

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 вЂ” 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.

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.