Электромагнитная фрикционная предохранительная муфта Советский патент 1958 года по МПК F16D27/08 

Изобретение относится к электромагнитным фрикционным предохранительным муфтам, управление которыми нроизводится усиленным (с помощью усилителя) сигналом, снимаемым с электрического датчика, регистрирующего нагрузку на приводном валу.

Известные предохранительные муфты подобного тина сравнительно хорошо оправдывают свое назначение в механизмах, где внещняя нагрузка нарастает медленно. Но эти устройства соверщенно не предотвращают аварий в механизмах, работающих с ударными нагрузками, так как здесь возрастание нагрузки происходит в чрезвычайно короткий отрезок времени и скорость возрастания опасной для механизма нагрузки значительно больще скорости возрастания силы тока в цепи приводного электродвигателя.

По этой причине в прокатных станах, особенно в таких, как пильгерстан, где опасные нагрузки возникают со скоростью удара, обычно ломаются рабочие валки, зубчатые колеса, станины и другие основные детали стана, обладающие больщей жесткостью, по сравнению с элементами предохранительных устройств.

Предложенная муфта обладает больщой скоростью срабатывания при ударном характере нагрузки, что позволяет отключать привод раньше, чем будет достигнута разрушающая нагрузка.

Это обеспечивается тем, что в цепь электрического датчика вк почено дифференцирующее устройство, которое подает на усилитель сигнал, пропорциональный первой производной нагрузке, т. с. скорости ое нарастания. В результате опасный режим предугадывается до его зо: никновения, что дает возможность нроизвести предварительное отключение привода путем размьжания муфты сцеилеиия.

На фиг. 1 показано устройство предложенной муфты н блок-схема ее включения; на фнг. 2 приведен один из возмо/кных вариантов выло, 112812- 2 -

нения электрической принципиальной схемы предохранительной муфты при питании ее от электромашинного усилителя.

Полумуфты J я 2, насаживаемые на концы соединяемых валов, связаны одна с другой фрикционно, посредством набора дисков 3. При наличии тока в обмотке электромагнита 4 якорь 5, монтированный в ведомой полумуфте, сжимает фрикционные диски. В этом случае суммарная сила трения фрикциона рассчитывается так, что при минимальном значении коэффициента трения момент трения должен несколько превышать величину допускаемого предельного крутящего момента. Особенности такой муфты заключаются в том, что передача крутящего момента возможна только при наличии тока в обмотке электромагнита и что при исчезновении тока связь между соединяемыми валами прерывается.

Для удовлетворительной работы муфты в качестве предохранительной практически не требуется полное обесточивание муфты, достаточно лишь в определенной степени уменьшить ток намагничивания до величины, при которой момент трения фрикциона безопасен для механизма. В современных схемах с электромашинными, магнитными или э.лектронно-ионными усилителями размагничивание может быть обеспечено без механического разрыва силовой или управляющей цепи. Обмотка обратной связи (с отсечкой) обеспечивает такое размагничивание обмотки при превышении заданного параметра, который может быть скоростью нарастания нагрузки. При этом может быть обеспечена большая форсировка. Для ускорения исчезновения магнитного поля муфты электромагнит ее может быть набран из листовой трансформаторной стали.

Электрическая часть состоит из электрических датчиков 6 (мессдоза, тензометр и др.), воспринимающих усилия на винтах нажимного механизма 7, электрического дифференцирующего устройства 8 и усилителя 9 мощности.

Ток с усилителя подается непосредственно на катушку электромагнита и действует в сторону размагничивания.

Система не содержит в своей цепи инерционных выключателей и переключателей. Когда скорость возрастания нагрузки превысит допускаемую (контролируемую с помощью задающего напряжения), электромагнитная муфта начинает размагничиваться и, таким образом, ограничение значения крутящего момента начинается немедленно после наступления нарушения нормального режима работы в сторону повышения. Высокий коэффициент усиления и отсутствие инерционных выключателей позволяют создать защитную систему с минимальной инерционностью.

При питании предохранительной электромагнитной муфты от электромашинного усилителя ЭМУ последний работает как обычный генератор постоянного тока, питающий обмотку ОЭ электромагнитной муфты. Обмотк-ой возбуждения его служит обмотка ОУ получающая питание. При подаче питания на эту обмотку появляется напряжение на ЭМУ и ток в обмотке ОЭ электромагнитной муфты. Для установления нужной величины тока возбуждения имеется реостат Р. Направление тока в обмотке возбуждения ОУ условно показано стрелкой. Вторая обмотка управления ЭМУ, обозначенная ОУ2, является предохранительной и работает только при аварийном протекании процесса. Она питается от двух источников: стабилизированного задающего напряжения U через потенциометр Я и от выхода измерителя усилия (/У через дифференцирующий трансформатор ДТ.

В обмотке ОУз ток; может протекать только в направлении, показанном стрелкой, т . е. только в сторону размагничивания муфты. Это обеспечивается купроксным (или другим) выпрямителем К в этой цепи. Соединение выполнено таким образом, что ток течет по этой цепи только

тогда, когда напряжение, поступающее от дифференцирующего трансформатора ЦТ, окажется бо.тьше. чем задающее напряжение на потенциометре П. По обмотке управления ОУ2 не будет протекать ток пои отсутствии сигнала от иУ. Это обеспечивает такое включение задающего напряжения, при котором оно не совпадает с прямым сопротивлением выпрямителя /С. Ток не будет также протекать по этой обмотке при уменьщении нагрузки, так как выходная обмотка дифференцирующего трансформатора соединена таким образом, что только при возрастании нагрузки напряжение совпадает с нужным для протекания тока в цепи. Ток в этой цепи не будет также протекать в случаях, когда скорость возрастания не выйдет за заданный предел; это обеспечивается выбором величины задающего напряжения на выходных клеммах потенциометра П, с которым выходное напряжение ДГ соединено встречно. Однако в случае, если напряжение на ДГ превысит напряжение на выходе потенциометра, в цепи ОУ появится ток. Установка нужной величины превыщения может регулироваться с помощью движка па потенциометре П. Выбором величины тока в обмотке ОУ может быть обеспечена больщая форсировка хода размагничивания муфты. На схеме не показаны другие обмотки управления ЭМУ, служащие для целей форспровки или стабилизации.

Аналогичные схемы могут быть построены при применении магнитного усилителя вместо ЭМУ или ионного выпрямителя.

В качестве дифференцирующего устройства вместо дифференцирующего трансформатора ДТ может быть применен какой-либо другой дифференцирующий контур (например, на емкостях).

Электромагнитная фрикционная предохранительная муфта, управляемая усиленным сигналом, посылаемым электрическим датчиком, регистрирующим нагрузку на приводном валу, отличающаяся тем, что, с целью ускорения срабатывания муфты при ударном характере нагрузки и отключения привода ранее достижения разрущающей нагрузки, в цепь электрического датчика включено дифференцирующее устройство (например, трансформатор), подающее на усил1 те.1Ь сигнал, пропорциональный первой производной нагрузке по времени.

Предмет изобретения

эму

03