ЭЛЕКТРОМАГНИТ Российский патент 1994 года по МПК H01F7/13 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в плунжерных электромагнитах, работающих в качестве исполнительных элементов устройств автоматики в импульсном режиме.

Известна конструкция электромагнита [1], содержащего корпус с обмотками управления и якорь.

В известном устройстве имеет место непосредственный контакт якоря с внутренней поверхностью корпуса. Возникающее при этом трение снижает эффективность работы устройства и сокращает срок его эксплуатации.

Известна также конструкция электромагнита [2], содержащего катушку, якорь, цилиндрический каркас и втулку с системой охлаждения, образованной каналами для пропускания газа. Конструкция предусматривает наличие зазора между якорем и втулкой, в который подводится газовая смазка, препятствующая непосредственному контакту якоря с втулкой.

Для использования этой конструкции необходимо наличие сжатого газа, что ограничивает область применения.

Известна конструкция электромагнита [3], содержащего корпус с обмоткой управления и якорь с закрепленными на его поверхности элементами из антифрикцион- ного самосмазывающего материала.

Недостатком этой конструкции является сравнительно недолгая продолжительность эксплуатации, определяемая малой толщиной антифрикционных элементов, истирающихся в процессе эксплуатации, что приводит к появлению зазора, сопровождающегося биениями, снижающими стабильность работы.

Наиболее близким к изобретению является электромагнит [4], содержащий корпус и якорь с углублениями, в которых установлены антифрикционные элементы.

В этой конструкции предусмотрены утолщенные антифрикционные элементы. Однако при этом используются они неэффективно, только выступающей из якоря частью, при истирании которой также происходит образование зазоров, сопровождаемое биениями, приводящими к снижению стабильности работ.

Путем повышения эффективности использования антифрикционных элементов решается задача увеличения срока службы электромагнита.

Для решения поставленной задачи предложен электромагнит, содержащий корпус, расположенные в нем обмотку управления и якорь, причем якорь выполнен с углублениями, в которых размещены антифрикционные элементы.

Новым в предложенном электромагните является то, что антифрикционные элементы установлены в углублениях якоря с возможностью перемещения и подпружинены относительно внутренней поверхности корпуса.

Антифрикционные элементы могут быть выполнены в виде упругих колец с радиально расположенными выступами.

Возможно выполнение антифрикционных элементов и в виде упругих пластин с волнообразными выступами.

Установка антифрикционных элементов в углублениях якоря с возможностью их перемещения и подпружиненности относительно внутренней поверхности корпуса устраняет зазоры, исключает биения, что повышает стабильность работы. При этом истирание элементов от трения с корпусом не сопровождается образованием зазора до полного износа. Это повышает эффективность использования антифрикционных элементов и увеличивает срок службы устройств.

На фиг. 1 показан электромагнит с цилиндрическими антифрикционными элементами, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - электромагнит с антифрикционными элементами в виде двух разрезанных колец; на фиг. 4 - вид кольца в аксонометрии; на фиг.5 - электромагнит с антифрикционными элементами в виде пластин с волнообразными выступами; на фиг.6 - вид пластины в аксонометрии.

Электромагнит содержит цилиндрический корпус 1, обмотку 2 управления, цилиндрический якорь 3, который может перемещаться поступательно внутри корпуса. На якоре 3 выполнены углубления, в которых размещены подвижно антифрик- ционные элементы 4 из самосмазывающего материала, поджатые к корпусу посредством пружин 5.

Антифрикционные элементы могут быть выполнены в виде разрезанных упругих колец 6 (фиг.3 и 4), имеющих три-четыре выступа 7 в виде лепестков и расположенных в проточках якоря 3. При этом диаметр окружности, описывающей края выступов 7, должен превышать внутренний диаметр корпуса, и кольцо 6 должно находиться в корпусе в сжатом состоянии.

Возможно выполнение антифрикционных элементов в виде упругих пластин 8 с волнообразными выступами 9 (фиг.5 и 6), расположенных в продольных пазах якоря 3. При этом диаметр окружности, описывающей края выступов 9, также должен превышать внутренний диаметр корпуса, и пластина 8 должна находиться в корпусе в растянутом состоянии.

В процессе работы электромагнита вследствие движения якоря 3 относительно корпуса происходит смазывание внутренней поверхности корпуса контактирующими с ним элементами 4, 7 и 9, сопровождаемое их истиранием. Но вследствие подвижного соединения их с якорем 3 и упругого поджатия к корпусу они постоянно находятся в состоянии контактного взаимодействия с ним без образования зазоров до полного их износа.

Жесткость пружин 5, колец 6 с выступами 7 и пластин 8 с выступами 9 должна быть подобрана расчетным путем достаточной для исключения биений якоря 3. В то же время они не должны создавать большого давления в местах взаимодействия антифрикционных элементов 4, 7 и 9 с внутренней поверхностью корпуса 1. Это может быть достигнуто расчетным методом с выбором количества антифрикционных элементов и их размеров.

П р и м е р. Был изготовлен опытный образец устройства. При весе якоря 80 г жесткость пружин была выбрана равной 400 г/мм. В процессе проведенной опытной эксплуатации биения составили 0,1 мм. Антифрикционные элементы были изготовлены из полимерного многокомпонентного самосмазывающего материала марки КВ/ТУ46-20-102-77/.

Сравнительные испытания на вибростенде данного образца с электромагнитом, в котором антифрикционные элементы были неподвижно закреплены на якоре, подтвердили преимущество предложенного электромагнита, продолжительность стабильной работы которого до выхода контролируемых параметров за пределы, предусмотренные ТУ, составила 5000 ч, а у принятого для сравнения аналога - 2000 ч.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в плунжерных электромагнитах, работающих в качестве исполнительных элементов устройств автоматики в импульсном режиме. Сущность изобретения: электромагнит содержит корпус, обмотку управления и якорь с углублениями, в которых установлены элементы из антифрикционного самосмазывающего материала. Эти элементы размещены в углублениях якоря с возможностью перемещения и подпружинены к внутренней поверхности корпуса. Антифрикционные элементы могут быть выполнены в виде упругих колец с радиально расположенными выступами. Возможно выполнение антифрикционных элементов в виде упругих пластин с волнообразными выступами. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТ, содержащее корпус, расположенные в нем обмотку управления и якорь, причем якорь выполнен с углублениями, в которых размещены антифрикционные элементы, отличающийся тем, что указанные антифрикционные элементы установлены с возможностью перемещения и подпружинены относительно внутренней поверхности корпуса. 2. Электромагнит по п.1, отличающийся тем, что антифрикционные элементы выполнены в виде упругих колец с радиально расположенными выступами. 3. Электромагнит по п.1, отличающийся тем, что антифрикционные элементы выполнены в виде упругих пластин с волнообразными выступами.