ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МУФТА Российский патент 1997 года по МПК F16D27/00 F16D27/09 

Изобретение относится к электромеханике, в частности, к магнитным устройствам.

Известна кулачковая электромагнитная муфта [1] включающая ведущую полумуфту, установленную на ведущем валу и ведомую полумуфту, установленную на ведомом валу с возможностью ее перемещения. На торцевой поверхности ведомой полумуфты размещены кулачки, на внутренней стороне которых выполнена проточка. Ведомая полумуфта снабжена выступом с пазом. Ведущая полумуфта состоит из корпуса, на котором размещена втулка с ведущими кулачками. На корпусе размещены упоры крайних положений втулки, которая прутиками упруго соединена с корпусом. Натяжение пружин в зависимости от оборотов ведущего вала регулируется центробежными грузами. В корпусе ведущей полумуфты установлены пружинные защелки с электромагнитными отводами. Для входа выступа ведомой полумуфты в корпусе выполнено углубление, где размещена пружина. Для взаимодействия с проточками кулачков ведомой полумуфты корпус ведущей полумуфты снабжен выступами. Напряжение на обмотку электромагнита подается с контактных колец через выключатель, взаимодействующий с кулачками ведомой полумуфты, второй выключатель, взаимодействующий с выступом ведомой полумуфты, третий выключатель, управляемый обмоткой электромагнита. Напряжение на электромагниты отвода защелок подается с контактных колец.

Известна также электромагнитная фрикционная муфта [2] в состав которой входят магнитопроводящий ведущий барабан с шестерней, внутри которого размещена катушка управления с неподвижным магнитопроводом, на котором установлен одним торцом постоянный магнит, другой торец которого закреплен на магнитопроводящей втулке, установленной у торца магнитопровода, ведомый вал, на котором закреплена шестерня, снабженная фланцем, и установлены якорь с возможностью осевого перемещения между торцами магнитопровода и ведущего барабана с одной стороны и фланцем с другой, и пружина, поднимающая якорь к фланцу. Воздушный зазор между торцом неподвижного магнитопровода и якорем превышает воздушный зазор между якорем и торцом ведущего барабана.

Также известна индукционно-фрикционная муфта [3] содержащая индуктор, выполненный в виде ферромагнитного колеса с двумя рядами зубцов, в кольцевом пазу между которыми установлена кольцевая обмотка возбуждения. Постоянный ток в обмотку поступает через щетки и контактные кольца. Индуктор и контактные кольца закреплены на ведущем валу. Зубчатый индуктор расположен внутри цилиндрического ферромагнитного упругого якоря с разрезом вдоль образующей круглого цилиндра. Якорь посредством пальцев подвижно, с возможностью радиальных перемещений, связан с боковиной-диском, закрепленным на ведомом валу. К недостаткам кулачковой электромагнитной муфты [1] относятся невысокое быстродействие, сложность конструкции. Более простые по конструкции электромагнитная фрикционная муфта [2] и индукционно-фрикционная муфта [3] имеют своим недостатком невысокий передаваемый крутящий момент.

Наиболее близким к заявляемому аналогом является электромагнитная муфта [4] Она содержит корпус, выполненный из магнитопроводящего материала, кольцевую обмотку, контактные кольца, втулку, посредством которой она крепится на ведущем валу, спиральный ленточный магнитопровод, гибкий стакан, имеющий на наружной поверхности выступающего кольца зубчатый мелкомодульный венец, поводок, состоящий из зубчатого колеса с внутренним зацеплением и ступицы, которая закреплена на ведомом валу.

К недостаткам данной муфты относятся: наличие зубчатого зацепления, которое происходит ударно, дополнительного звена в виде стакана и контактных колец. Ударное зацепление зубчатых венцов стакана и колеса приводит к их быстрому износу, а также может привести к их поломке при значительном статистическом моменте нагрузки. Присутствие дополнительного звена в виде стакана в цепи передачи крутящего момента приводит к снижению быстродействия. Наличие контактных колец отрицательно сказывается на надежности муфты.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение крутящего момента, повышение быстродействия, повышение надежности муфты за счет объединения функций передачи электромагнитного и механического взаимодействий в спиральном ленточном магнитопроводе и введения дополнительной втулки.

Задача решается тем, что известная электромагнитная муфта, содержащая выполненный из магнитопроводящего материала корпус с кольцевым пазом на внутренней поверхности, обмотку, расположенную нем, ведущий и ведомый валы, установленные в корпусе, втулку, закрепленную на ведущем валу, спиральный ленточный магнитопровод, в отличие от ближайшего аналога снабжена дополнительной втулкой, закрепленной на ведомом валу и выполненной из магнитопроводящего материала, основная втулка выполнена из магнитопроводящего материала, спиральный ленточный магнитопровод расположен внутри основной втулки, один конец которого закреплен у торца последней, его свободный виток расположен вокруг дополнительной втулки с возможностью самозатягивания на ней при вращении ведущего вала, а ведущий и ведомый валы установлены в корпусе на подшипниках, закрыты подшипниковыми крышками, соединены подшипниковыми щитами, прикрепленными к корпусу.

Существо электромагнитной муфты поясняется чертежом. На фиг. 1 изображен общий вид электромагнитной муфты в разрезе. На фиг. 2 изображен поперечный разрез муфты, содержащий изображение спирального ленточного магнитопровода.

Электромагнитная муфта содержит выполненный из магнитопроводящего материала корпус 1 с кольцевым пазом на внутренней поверхности, внутри которого расположена обмотка 2 управления. Основная втулка 3 закреплена на ведущем валу 4. Спиральный ленточный магнитопровод 5 расположен внутри основной втулки 3, один конец которого закреплен у торца последней. Дополнительная втулка 6 закреплена на ведомом валу 7. Втулки 3 и 6 выполнены из магнитопроводящего материала. Ведущий 4 и ведомый 7 валы установлены в корпусе 1 на подшипниках 8, закрыты подшипниковыми крышками 9, соединены винтами 10 с подшипниковыми щитами 11 и 12. Подшипниковые крышки 9 и подшипниковые щиты 11 и 12 изготовлены из немагнитного материала.

Электромагнитная муфта работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку управления 2 возникающий магнитный момент проходит по цепи: корпус 1, основная втулка 3, спиральный ленточный магнитопровод 5, дополнительная втулка 6, корпус 1 по пути, указанному на фиг. 1 пунктирной линией. Свободный виток спирального ленточного магнитопровода 5 расположен вокруг дополнительной втулки 6 с возможностью самозатягиваться на ней при вращении ведущего вала 4. Ведомый вал 7 начинает вращаться. Муфта включена. При снятии напряжения с обмотки управления 2 магнитный поток исчезает и затянувшийся в петлю спиральный ленточный магнитопровод 5 разжимается и освобождает дополнительную втулку 6. Муфта выключена.

Технико-экономическая эффективность заявленной муфты определяется следующими факторами: высоким передаваемым крутящим моментом, ограничение которого зависит от механической прочности на разрыв спирального ленточного магнитопровода, высоким быстродействием, низкой себестоимостью изготовления и высокой надежностью, обусловленными простой конструкцией муфты.

Источники информации, принятые во внимание.

1. Авторское свидетельство СССР N 1816901, кл. F 16 D 27/00. 1993.

2. Авторское свидетельство СССР N 1599599, кл. F 16 D 27/01. 1990.

3. Авторское свидетельство СССР N 811008, кл. F 16 D 27/06. 1979.

4. Авторское свидетельство СССР N 665144, кл. F 16 D 27/09. 1979.

Использование: изобретение относится к области электромеханики и может быть использовано в станках с числовым программным управлением. Задача: увеличение передаваемого крутящего момента, повышение быстродействия, повышение надежности. Сущность изобретения: спиральный ленточный магнитопровод 5 расположен внутри основной втулки 3, один конец которого закреплен у торца последней. Дополнительная втулка 6 закреплена на ведомом валу 7. Ведущий 4 и ведомый 7 валы установлены в корпусе 1 на подшипниках 8, закрыты подшипниковыми крышками 9, соединены подшипниковыми щитами 11 и 12. 2 ил.

Электромагнитная муфта, содержащая выполненный из магнитопроводящего материала корпус с кольцевым пазом на внутренней поверхности, обмотку, расположенную в нем, ведущий и ведомый валы, установленные в корпусе, втулку, закрепленную на ведущем валу, и спиральный ленточный магнитопровод, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной втулкой, закрепленной на ведомом валу и выполненной из магнитопроводящего материала, основная втулка выполнена из магнитопроводящего материала, спиральный ленточный магнитопровод расположен внутри основной втулки, один конец которого закреплен у торца последней, его свободный виток расположен вокруг дополнительной втулки с возможностью самозатягивания на ней при вращении ведущего вала, а ведущий и ведомый валы установлены в корпусе на подшипниках, закрыты подшипниковыми крышками, соединенными с щитами, прикрепленными к корпусу.