Электромагнитная муфта-тормоз Советский патент 1986 года по МПК F16D27/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в механизмах регистрирующих устройств и устройств магнитной записи.

Цель изобретения - снижение энергопотребления муфтой-тормозом и обеспечение постоянства величины передаваемого и тормозного моментов путем автокомпенсации износа фрикционных поверхностей.

Пьезокера1мические элементы с фрикционными колодками в комбинации с радиаль- но-упорным подшипником обеспечивают надежное сжатие между собой фрикционных поверхностей в процессе торможения или передачи момента при отключенном питании обмоток возбуждения.

На чертеже схематически изображена электромагнитная муфта-тормоз, продольное сечение.

Электромагнитная муфта-тормоз содержит неподвижный корпус 1, установленную в нем обмотку 2 возбуждения, равномерно расположенные по периферии (например, три) пьезокерамические элементы 3 с осевой поляризацией, фрикционные колодки 4, жестко скрепленные с пьезокерамическими элементами 3, обмотку 5 возбуждения тормозной части, установленную в крышке 6 корпуса 1, торец 7 крышки 6 является фрикционной поверхностью. Ведуший фрикционньЕЙ диск 8 жестко установлен на ведущем валу 9, образуя ведущую полумуфту, ведомый фрикционный диск 10 смонтирован посредство.м шлицев на ведомом валу 11, установленном в подшипниках 12, закрепленных в крышке 6 корпуса 1. По периферии ведомого фрикционного диска 10 выполнена дорожка качения разборного радиального упорного подшипника, состоящего из шариков 13 и колец 14 и 15. Ведомый вал 11, фрикционный диск 10 и радиально-упорный подшипник образуют ведомую полумуфту, причем кольца 14 и 15 являются якорем, а фрикционные колодки 4 вместе с пьезокерамическими элементами 3 установлены с возможностью взаимодействия с кольцами 14 и 15.

Работа муфты-тормоза может осуществляться в нормальном и форсированном режимах.

В нормальном режи1ме муфта-тормоз работает следующим образом.

При подаче сигнала включения подается постоянное соответствующего знака напряжение на пьезокерамические элементы 3

и обмотку 2 возбуждения. Толщина пьезоке- рамических элементов 3 уменьшается и фрикционные колодки 4 освобождают наружные кольца 14 и 15 упорно-радиального подшипника. Одновременно обмотка 2 возбуждения наводит магнитное поле, создающее усилие, притягивающее кольца 14 и 15, а через шарики 13 - и ведомый фрикционный диск 10, который усилием магнитного поля прижимается к ведущему диску 8. Муфта включена.

После достижения расчетного передаваемого крутяш.его момента питание пьезокера- мических элементов 3 и обмотки возбуждения отключается. Пьезокерамические элементы 3 принимают исходное положение (их толщина увеличивается) и прижимают фрикционные колодки 4 к кольцам 14 и 15. Так как скорость деформации пьезокерамичес- ких элементов на несколько порядков выше скорости падения индукции магнитного поля, кольца 14 и 15, а соответственно и ведомый фрикционный диск 10 фиксируются в прижатом к ведущему фрикционному диску 8 положении.

При подаче сигнала торможения подается постоянное соответствующего знака напряжение на пьезокерамические элементы 3 и обмотку 5 возбуждения.

Толщина пьезокерамических элементов 3 уменьшается и фрикционные колодки 4 освобождают наружные кольца 14 и 15 упорно-радиального подшипника, а магнитное поле катушки 5 возбуждения создает усилие, притягиваюшее их, и через шарики 13 прижимает ведомый фрикционный диск 10 к торцу 7 крышки 6. Ведомый вал 1 1 затормаживается. После остановки ведомого вала питание пьезокерамических элементов 3 и обмотки 5 возбуждения отключается. Пьезокерамические элементы 3 принимают исходное положение, прижимают фрикционные колодки 4 к кольцам 14 и 15 и фиксируют ведомый вал 11 в затор.моженном положении. В форсированно.м режиме муфта-тормоз

работает следующим образом.

Напряжение на обмотки 2 или 5 возбуждения подается заранее, а напряжение на пьезокерамические элементы 3 только при получении сигнала о включении или торможении ведомого вала. Это позволяет исключить из времени срабатывания муфты время, необходимое для возрастания тока в об- .мотках возбуждения при наведении магнитного поля.