Магнитная муфта Советский патент 1991 года по МПК F16D27/01 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи вращения посредством магнитного поля.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности муфты, а также расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 изображена конструкция муфты с цилиндрическим рабочим зазором; на фиг.2 - пример выполнения рабочих поверхностей полумуфт; на фиг.З - полумуфта, продольный разрез.

Магнитная муфта (фиг. 1) состоит из двух цилиндрических коаксиально расположенных ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, расположенных одна относительно другой с зазором 3, заполненным магнитной жидкостью 4.

Сегментные постоянные магниты 5 разделены магнитомягким материал ом ведущей полумуфты 1 и выполняют функции магнитопроводов 6. Боковые поверхности 7 постоянных магнитов 5 образуют цилиндрическую поверхность ведущей полумуфты 1 вместе с магнитопроводами 6. На ведомой

полумуфте 2 размещены постоянные магниты 8, выполненные также в форме сегментов, между которыми размещены магнитопроводы 9.

Поверхности магнитопроводов 6, обращенные к зазору 3, могут быть выполнены и зубчатыми (фиг.2), что позволяет повысить угловую жесткость муфты и создать карманы для размещения магнитной жидкости 4.

Полумуфты закрепляются на немагнитном валу 10 (фиг.З) посредством, например, немагнитного винта 11.

В случае, когда к ведущей полумуфте 1 не приложен момент двигателя, полумуфты 1 и 2 устанавливаются одна относительно другой так, что боковые поверхности 7 постоянных магнитов 5 и магнитопроводы 6 располагаются напротив постоянных магнитов 8 и магнитопроводов 9 соответственно. По мере возрастания момента, приложенного к ведущей полумуфте 1, возрастает и угол поворота полумуфты 1 относительно полумуфты 2. Синхронное вращение полумуфт 1 и 2 происходит до тех пор, пока момент, прилоif

О

о а

к

Сл

женный к ним, не превысит величину максимального синхронного момента. При превышении указанным моментом величины максимального синхронного Момента происходит расцепление полумуфт 1 и 2, срыв синхронного вращения.

Наличие магнитной жидкости 4 в зазоре 3 обеспечивает плавный ход при срыве муфты. Кроме того, магнитная жидкость оказывает центрирующее действие на ведомую полумуфту 2, в результате чего исключается необходимость использования для этой цели механических подшипников, которые увеличивают вес и габариты всего узла. Таким образом, муфта при холостом ходе выполняет функции подшипника.

Магнитная жидкость 4, заполняющая зазор 3 между полумуфтами 1 и 2, служит также для увеличения максимального синхронного момента вращения и для уменьше- ния угла рассогласования между полумуфтами 1 и 2. Увеличение момента вращения происходит по двум причинам: за счет вязкого трения и вследствие уменьшения рассеивания магнитного потока, проходящего через зазор, так как магнитная проницаемость магнитной жидкости намного больше, чем у воздуха.

Количество постоянных магнитов в ведущей полумуфте и количество сегментных магнитов в ведомой полумуфте определяется оптимальным соотношением между толщиной магнитопровода и толщиной магнита. Это соотношение лежит для магнитов из сплава SmCOs в пределах 0,15 - 0,3. В этом диапазоне соотношений обеспечивается максимальная тангенциальная сила взаимодействия, приходящаяся на единицу длины магнита. При уменьшении этого соотношения меньше 0,15 и при увеличении больше 0,3 сила взаимодействия резко уменьшается.

Повышение нагрузочной способности данной муфты по сравнению с коллекторной конструкцией достигается в наибольшей степени, когда радиус ведущей полумуфты

,5§-H, bs

где Вг - остаточная намагниченность магнитов;

Bs - индукция насыщения материала

магнитопровода;

Н - толщина магнита (расстояние между полярными поверхностями).

При выполнении этого неравенства объ- ем магнитожесткого материала, определяющего, в основном, эффективность муфты, выше в предлагаемой муфте, чем в коллекторной.

Предлагаемая муфта может иметь и тор- цовую конструкцию с плоским рабочим зазором.

Наибольший эффект дает применение предлагаемой конструкции в миниатюрных приборных муфтах с жесткими ограничени- ями по габаритам.

Формула изобретения

1.Магнитная муфта, содержащая ци- линдрические ведущую и ведомую полумуфты, установленные с зазором одна относительно другой, постоянные магниты, закреплённые на полумуфтах, магнитопро- воды, расположенные на полумуфтах между

одноименными полюсами постоянных магнитов, причем поверхности постоянных магнитов и магнитопроводов полумуфт, образующее зазор, расположены соответственно одна напротив другой, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, постоянные магниты и магнитопроводы полумуфт выполнены в виде сегментов или элементов сегментов.

2.Муфта по п. 1,отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, зазор между полумуфтами заполнен магнитной жидкостью.

3.Муфта по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что на поверхностях полумуфт, обращенных к зазору, выполнены карманы для магнитной жидкости.

s

Изобретение относится к машиностроению, а именно к магнитным муфтам для передачи вращения посредством магнитного поля. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности, а также расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что чередующиеся постоянные магниты и магнитопроводы полумуфт выполнены в виде сегментов, полностью заполняющих объем полумуфт, Рабочий зазор может заполняться магнитной жидкостью, что придает муфте свойства подшипника при срыве муфты, повышает ее нагрузочную способность. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фиг.1

Фиг.Z

8

Фиг.З