Электромагнитная переключающая муфта Советский патент 1984 года по МПК F16D27/01 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано, например, з муфтах электроприводов автоматизированных систем управления.

Известны электромагнитные переключающие муфты, передающие вращение на ведомый вал от ведущих полумуфт без потребления электроэнергии. К указанным муфтам относится устройство, содержащее неподвижный кольцевой магнитонровод с обмоткой возбуждения, установленный концентрично ему на валике якорь со ступицей и фланцем, размещенные между торцовыми поверхностями двух полумуфт, а также стопорное устройство, подпружиненное к ступице и фиксирующее сцепление якоря с той или другой полумуфтой; при этом стопорное устройство выполнено в виде размещенного между внутренними торцами магнитопровода постоянного магнита, установленного с возможностью осевого перемещения в наружной проточке, ступицы, подпружиненного с двух сторон к ее буртикам и сцепляющегося с тем или другим торцом магнитопровода в зависимости от полярности последнего 1.

Однако муфта относительно сложна по конструкции и имеет значительные потери на трение между, подвижными частями при срабатывании.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является электромагнитная переключающая муфта, содержащая две ведущие полумуфты с шестернями, ведомый вал, управляющее устройство в виде двух электромагнитов с неподвижными магнитопроводами и катущками возбуждения, внутри которых размещен общий для электромагнитов плунжер, имеющий возможность осевого перемещения относительно ведомого вала и дисковый якорь, который установлен на валу с возможностью осевого перемещения и выполнен в виде постоянного магнита заодно с зубчатым колесом, поочередно взаимодействующим при изменении полярности магнитопровода с торцовыми поверхностями двух ведущих полумуфт, при этом магнитопровод с блоком управления выполнен в виде двух симметричных стоек с обмотками возбуждения, а якорь намагничен в радиальном направлении и расположен между стойками, причем каждая полумуфта выполнена из магнитопроводящего материала и имеет кольцевую немагнитную вставку 2.

Недостатком этой муфты является малый КПД. Объясняется это тем, что в магнитопроводе ее имеются паразитные воздуплные зазоры, бесполезно поглощающие значительную долю ампервитков катущек управления при срабатывании муфты, а также поглощающие значительную долю Manaiitioro потока постоянного магнита, удепжив-нощего муфту во включенном состоянии после отключения катушек управления. Кроме того, значительная доля амперви|-ков катушек управления бесполезно расходуется на компенсацию поля постоянного магнита, установленного последовательно в магнитной цепи блока управления.

Другим недостатком этой муфты является относительно сложная конструкция некоторых ее узлов. В состав муфты входят составленные каждая из трех колец, нетехнологичные в изготовлении полумуфты.

Цель изобретения - повышение КПД и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что электромагнитная переключающая муфта, содержащая две ведущие полумуфты с шестернями, ведомый вал, управляющее устройство в виде двух электромагнитов с неподвижными магнитопроводами и катущками возбуждения, внутри которых размещен общий для электромагнитов плунжер, имеющий возможность осевого перемещения относительно ведомого вала, и дисковый якорь, согласно изобретению снабжена двумя кольцевыми постоянными магнитами и двумя немагнитными прокладками, при этом дисковый якорь закреплен на плунжере и расположен между ведущими полумуфтами, кольцевые постоянные магниты намагничены в радиальном направлении и неподвижно закреплены через немагнитные прокладки на магнитопроводах электромагнитов, их одноименные полюса обращены один к другому, а зазор между ними и дисковым якорем превышает зазор между дисковым якорем и ведущими полумуфтами.

На чертеже изображена электромагнитная переключающая муфта, общий вид.

В состав муфты входят ведущие полумуфты 1 и 2 с п естернями 3 и 4, управляющее устройство в виде электромагнитов 5 и 6, состоящих из неподвижных кольцевых магнитопроводов 7 и 8, внутри которых размещены катущки 9 и 10 управления и плунжер 11, неподвижно скрепленный с плунжером 11 и установленный между торцами полумуфт 1 и 2 дисковый якорь 12, с обеих сторон которого неподвижно закреплены на магнитопроводах 7 и 8 с магнитоизоляционными прокладками 13 и 14 кольцевые с радиальным намагничиванием постоянные магниты 15 и 16, обращенные одноименными полюсами навстречу один другому, ведомый вал 17.

Муфта работает следующим образом.

При включении катушки 9 управления плунжер И притягивает дисковый якорь 12 к торцу полумуфты 1. Полумуфта 1 сцепляется с ведомым валом 17. Муфта срабатывает (одно рабочее положение). После срабатывания муфты катушка 9 управления отключается. Сцепление ведо.мого вала 17 с полумуфтой I осушествляется усилием поджатия дискового якоря 12 к постоянному магниту 15, к которому приблизился дисковый якорь при срабатывании муфты.

Для перевода муфты в другое рабочее положение необходимо включить катушку 10 управления. Плунжер И притягивает дисковый якорь 12 к торцу полумуфты 2. После выключения катушки 10 управления усилие поджатия дискового якоря 12 к полу муфте 2 создает постоянный магнит 16.

Таким образом, в любом из двух рабочих положений дисковый якорь 12 оказывается в непосредственной близости от одного из постоянных магнитов 15 или 16, величина зазора между полюсами которых и дисковым якорем 12 выбирается больше величины хода плунжера 11. Магнитньш поток ближайшего к дисковому якорю 12 магнита, замыкаясь через него, создает усилие поджатия его к соответствуюшей полумуфте. Влияние, другого магнита на дисковый якорь 12 незначительно ввиду относительно большой его удаленности в данном рабочем положении муфты.

Блгподаря установке на общем плунжере ; -октпомагнитов дискового якоря 12 и с обе.и: сторон о- него постоянных магнитов 15 и if) обеспечены развязка, т. е. независимость друг от друга, магнитных цепей магнитопроводов 7 и 8 и постоянных магнитов 15 и 16. Это позволило при использовании муфты исключить из магнитных цепей электромагнитов постоянные магниты с их большим магнитным сопротивлением магнитному потоку и излишние паразитные воздушные зазоры, а из магнитных цепей постоянных магнитов устранить по два паразитных воздушных зазора из каждой. В результате снижены потери электроэнергии в процессе сра, батывания муфты и повышена степень использования энергии постоянных магнитов, поочередно удерживаюших муфту во включенном положении, т. е. увеличен КПД муфты.

Упрошение конструкции муфты достигнуто благодаря изготовлению полумуфт неразъемными, а также исключению сложного подшипникового узла.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩАЯ МУФТА, содержащая две ведущие полумуфты с щестернями, ведомый вал, управляющее устройство в виде двух электромагнитов с неподвижными магнитопроводами и катушками возбуждения, внутри которых размещен общий для электромагнитов плунжер, имеющий возможность осевого перемещения относительно ведомого вала, и дисковый якорь, отличающаяся тем, что, с целью повыщения КПД и упрощения конструкции, муфта снабжена двумя кольцевыми постоянными магнитами и двумя немагнитными прокладками, при этом дисковый якорь закреплен на плунжере и расположен между ведущими полумуфтами, кольцевые постоянные магниты намагничены в радиальном направлении и неподвижно закреплены через немагнитные прокладки на магнитопроводах электромагнитов, их одноименные полюса обращены один к другому, а зазор между ними и дисковым якорем превышает зазор между дисковым якорем и ведущими полумуфтами.