ЭЛЕКТРОМАГНИТ Российский патент 1997 года по МПК H01F7/08 H01F7/13 H01F7/16 

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, в частности, к конструкциям электропривода колодочных тормозов подъемно-транспортных машин и механизмов.

Известен электромагнит (1), постоянного тока с двумя рабочими магнитными зазорами, содержащий цилиндрический корпус с расположенной в нем катушкой управления, опорный фланец с неподвижным стопом, в центральном отверстии которого перемещается выполненный из немагнитного материала шток с консольно закрепленным на нем втяжным якорем, образующим наружный рабочий магнитный зазор с цилиндрическим корпусом.

Недостатком этого электромагнита является консольная нагрузка на шток из-за неравномерно притяжения якоря к полюсам, и, как следствие, увеличение удельных давлений и сил трения на кромке центрального отверстия. Кроме этого, отсутствие второго фланца затрудняет фиксацию катушки и ее охлаждение.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электромагнит (2) постоянного тока с двумя рабочими магнитными зазорами, содержащий цилиндрический корпус с расположенной в нем катушкой управления, опорный фланец с неподвижным стопом, в центральном отверстии которого перемещается выполненный из немагнитного материала шток с консольно закрепленным на нем втяжным якорем с выполненной на нем со стороны, противоположной стопу, шляпкой, фланец с внутренним воротничком, в котором выполнено проходное отверстие, образующее внутреннюю кромку на пересечении его с торцевой поверхностью воротничка и внешнюю кромку на переходе отверстия на соосное с ним углубление под шляпку якоря, крышку на наружной торцевой поверхности фланца.

Недостаток конструкции электромагнита, выбранного в качестве прототипа, заключается в том, что, вследствие большой проводимости в зазоре отверстия внутреннего воротничка на участке его прохода через фланец, влияние на тяговую характеристику наружного рабочего магнитного зазора может существенно сказаться, начиная с того момента, когда до конца хода остается расстояние, близкое к зазору между цилиндрическим участком якоря и проходным отверстием внутреннего воротничка, кроме этого неравномерное радиальное притяжение якоря к полюсам, вызывает консольную нагрузку на штоке.

Предлагается электромагнит постоянного тока с двумя рабочими магнитными зазорами, содержащий корпус с расположенной в нем катушкой управления, опорный фланец с неподвижным стопом и направляющей втулкой из антифрикционного немагнитного материала, фланец с внутренним воротничком, в которой выполнено проходное отверстие, образующее внутреннюю кромку на пересечении его с торцевой поверхностью воротничка и внешнюю кромку на выходе из фланца, или на переходе отверстия на соосное с ним углубление большего диаметра со стороны наружной поверхности фланца, втяжной якорь, образующий рабочие магнитные зазоры между стопом и фланцем в зоне внешней кромки проходного отверстия, шток якоря, зафиксированный от радиальных перемещений направляющей втулкой стопа и направляющей втулкой крышки, при этом на цилиндрической поверхности якоря выполнена проточка, образующая две ступени, одна из которых находится между внутренней кромкой проходного отверстия и внутренней торцевой поверхностью фланца, а вторая ступень при исходном положении якоря находится приблизительно в плоскости внешней кромки проходного отверстия, при этом, если во фланце имеется соосное с проходным отверстием углубление со стороны наружной поверхности фланца, то это углубление, смещающее внешнюю кромку проходного отверстия, выполнено таким образом, что расстояние от внутренней торцевой поверхности фланца до внешней кромки проходного отверстия приблизительно равно толщине стенки внутреннего воротничка.

Предлагаемый электромагнит отличается от прототипа тем, что на цилиндрической поверхности якоря выполнена проточка, образующая две ступени, одна из которых находится между внутренней кромкой проходного отверстия и внутренней торцевой поверхностью фланца, а вторая ступень при исходном положении якоря находится приблизительно в плоскости внешней кромки проходного отверстия, кроме этого, если во фланце имеется соосное с проходным отверстием углубление со стороны наружной поверхности фланца, то оно выполнено так, что внешняя кромка проходного отверстия смещена таким образом, что ее расстояние от внутренней торцевой поверхности фланца приблизительно равно толщине стенки внутреннего воротничка.

Такая конструкция позволяет получить оптимальную тяговую характеристику и при этом обеспечивает достаточный отвод тепла от катушки управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан разрез электромагнита, катушка управления включена, на фиг. 2 то же, для варианта с углублением со стороны наружной поверхности фланца.

Электромагнит содержит корпус 1, с расположенной в нем катушкой управления 2, опорный фланец 3 с неподвижным стопом 4 и направляющей втулкой 5 из антифрикционного, немагнитного материала, фланец 6 с внутренним воротничком, в котором выполнено проходное отверстие, образующее внутреннюю кромку 7 на пересечении его с торцевой поверхностью воротничка и внешнюю кромку 8 на выходе из фланца, втяжной якорь 9 со штоком 10, зафиксированным от радиальных перемещений направляющей втулкой 5 стопа 4 и направляющей втулкой 11 крышки 12, при этом, на цилиндрической поверхности якоря выполнена проточка, образующая две ступени 13 и 14, одна из которых (14) находится между внутренней кромкой 7 проходного отверстия и внутренней торцевой поверхностью фланца 6, а вторая ступень (13) при исходном положении якоря 9 находится приблизительно в плоскости внешней кромки 8 проходного отверстия, при этом, если во фланце имеется соосное с проходным отверстием углубление со стороны наружной поверхности фланца 6, то это углубление, смещающее внешнюю кромку 8 проходного отверстия, выполнено таким образом, что расстояние от внутренней торцевой поверхности фланца до внешней кромки проходного отверстия приблизительно равно толщине стенки внутреннего воротничка, а якорь 9 снабжается дополнительной ступенью 15.

Электромагнит работает следующим образом. При включении катушки управления 2 в корпусе 1, опорном фланце 3, стопе 4, якоре 9, фланце 6, воздушных зазорах между якорем 9, стопом 4 и фланцем 6 возникает магнитный поток, на якорь 9 начинают действовать электромагнитные силы. Неуравновешенные радиальные составляющие этих сил, являющиеся следствием неточности изготовления, приводят к одностороннему притяжению якоря 9 и соответствующей реакции со стороны втулок 5, 11 на шток 10. С момента, когда равнодействующая осевых составляющих электромагнитных сил преодолеет силы трения и нагрузку на шток 10, начинается втягивание якоря 9 со штоком 10, связанным с приводом тормоза. Втягивание ступени 13 якоря 9 в проходное отверстие вызывает увеличение проводимости в зазоре между якорем 9 и фланцем 6, обеспечивая увеличение тягового усилия, а глубина и длина проточки на цилиндрической поверхности якоря 9, то есть величина зазора и положение кромок 13, 14 оказывает влияние на характер тяговой характеристики. В варианте конструкции (фиг. 2) электромагнита, когда во фланце имеется соосное с проходным отверстием углубление со стороны наружной поверхности фланца за счет втягивания кромки 15 якоря 9 в это углубление происходит дополнительное увеличение производной проводимости, а так как проводимость зазора в области ступени 13 и кромки 8 ограничена расстоянием от этой кромки до внутренней торцевой поверхности фланца, равным толщине стенки внутреннего воротничка, то дополнительное увеличение производной проводимости позволяет добиваться оптимальной тяговой характеристики, а при этом сечение в зоне перехода от внутреннего воротничка к фланцу 6 остается достаточным для отвода тепла от катушки управления 2 и прохождения магнитного потока через внутренний воротничок.

Под действием электромагнитных сил якорь 9 втягивается до упора (в приводимом примере это фланец направляющей втулки 5 опорного фланца 3). При снятии напряжения с катушки управления 2 под действием привода тормоза шток 10, якорь 9 возвращается в исходное положение.

Таким образом, предлагаемый электромагнит, как подтвердили испытания, проведенные на опытных образцах в составе пружинных колодочных тормозов, за счет проточки цилиндрической поверхности якоря и выполнения внешней кромки проходного отверстия на расстоянии от внутренней торцевой поверхности фланца равном толщине стенки внутреннего воротничка, обеспечивает получение оптимальной тяговой характеристики, увеличение рабочего усилия и полезной работы на 15 20%
Источники информации, учтенные при составлении заявки.

1. Патент ФРГ N 3829676 A1, кл. МКИ H 01 F 7/16 от 15.03.90г.

2. Патент Польши N 99182, кл. МКИ H 01 F 7/08 от 08.12.79 г. (прототип).

Использование: в области подъемно-транспортного машиностроения, в частности, к конструкциям электропривода колодочных тормозов подъемно-транспортных машин и механизмов. Существо изобретения заключается в том, что электромагнит постоянного тока с двумя рабочими магнитными зазорами содержит корпус с катушкой управления, опорный фланец со стопом, фланец с внутренним воротничком, в котором выполнено проходное отверстие, образующее внутреннюю кромку на пересечении его с торцевой поверхностью воротничка и внешнюю кромку на выходе из фланца или на переходе отверстия на соосное с ним углубление большего диаметра со стороны наружной поверхности фланца, втяжной якорь со штоком. Новым в электромагните является то, что на цилиндрической поверхности якоря выполнена проточка, образующая две ступени, одна из которых находится между внутренней кромкой проходного отверстия и внутренней торцевой поверхностью фланца, а вторая ступень при исходном положении якоря находится приблизительно в плоскости внешней кромки проходного отверстия, при этом, если во фланце имеется соосное с проходным отверстием углубление со стороны наружной поверхности фланца, то это углубление, смещающее внешнюю кромку проходного отверстия, выполнено таким образом, что расстояние от внутренней торцевой поверхности фланца до внешней кромки проходного отверстия приблизительно равно толщине стенки внутреннего воротничка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электромагнит постоянного тока с двумя рабочими магнитными зазорами, содержащий корпус с расположенной в нем катушкой управления, опорный фланец с неподвижным стопом и направляющей втулкой из антифрикционного, немагнитного материала, фланец с внутренним воротничком, в котором выполнено проходное отверстие, образующее внутреннюю кромку на пересечении его с торцевой поверхностью воротничка и внешнюю кромку на выходе из фланца или на переходе отверстия на соосное с ним углебление большего диаметра со стороны наружной поверхности фланца, втяжной якорь со штоком, зафиксированным от радиальных перемещений направляющей втулкой стопа и направляющей втулкой крышки, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности якоря выполнена проточка, образующая две ступени, одна из которых находится между внутренней кромкой проходного отверстия и внутренней торцевой поверхностью фланца, а вторая ступень при исходном положении якоря находится приблизительно в плоскости внешней кромки проходного отверстия. 2. Электромагнит по п.1, отличающийся тем, что соосное с проходным отверстием углебление со стороны наружной поверхности фланца, смещающее внешнюю кромку отверстия внутреннего воротничка, выполнено таким образом, что расстояние от внутренней торцевой поверхности фланца до внешней кромки проходного отверстия приблизительно равно толщине стенки внутреннего воротничка.