Магнитная муфта-редуктор Советский патент 1992 года по МПК F16D27/01 

fe

Использование: в составе электроприводов систем автоматического управления. Сущность изобретения: магнитная муфта- редуктор содержит ведущую полумуфту, вы- полненную в виде подковообразного постоянного магнита с полюсами, обращенными в одну сторону от оси вращения. Ведомая полумуфта, охватывающая ведущую полумуфту, содержит постоянный магнит. В зазор между ведущей и ведомой полумуфтами установлен герметизированный стакан, в стенках которого выполнены окна, заполненные магнитомягким материалом. Кольцевой подковообразный постоянный магнит охватывает своими полюсами части окон герметизированного стакана. На этих полюсах выполнены зубцы, причем зубцы одного полюса являются продолжением зубцов другого полюса. Разница между числом зубцов каждого полюса и числом окон в стакане равна единице. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в составе систем автоматического управления, в приборостроении.

Известна магнитная муфта-редуктор, содержащая ведущий ротор, выполненный в виде постоянного магнита, обхватывающую его обойму и установленный в зазор между ними герметизированный стакан, при этом на торце обоймы выполнены зубцы, а в стенках герметизированного стакана - окна, заполненные магнитомягким материалом, причем число окон отличается от числа зубцов обоймы на число полюсов ведущего ротора, а длина полюсной дуги последнего кратна шагу окон герметизированного стакана.

Недостатком этой муфты является малая величина передаваемого момента. Объясняется это тем, что усилие сцепления зубцов ведомой обоймы с полюсами магнита ведущего ротора, определяющее величину передаваемого момента, невелико, так как оно является результатом взаимодействия пассивных зубцов обоймы с полюсами магнита, т.е. муфта работает в реактивном режиме.

Кроме того, муфта-редуктор обеспечивает относительно небольшой диапазон передаточных отношений. Максимальная величина передаточного отношения ограничена тем, что постоянный магнит ведущего ротора сцеплен одновременно с двумя группами окон с магнитомягким материалом, расположенными на диаметрально проти |00

Ј

00

о

воположных сторонах герметизированного стакана. Передаточное отношение в два раза меньше числа зубцов ведомой обоймы.

Указанные недостатки частично устранены в известной магнитной муфте-редук- торе (ав. св. № 1460462, кл. F 16 D 27/01, 1987). Эта муфта-редуктор по технической сущности является наиболее близкой к предлагаемой. Она содержит ведущую полумуфту, выполненную в виде постоянного магнита, обхватываю щую ее ведомую полу- муфтум установленный в зЗ&ор между ними герметизированный стакан, в котором выполнены окна, заполненные магнитомягким материалом, при этом пострянный магнит выполнен подковообразным с полюсами, обращенными в одну сторону от оси вращения, окйа в герметизированном стакане выполнены в осевом направлении в виде двух частей, разделенных перемычкой, и магнм- топроводящая втулка ведомой полумуфты снабжена магнитомягкими стержнями, замыкающими магнитную цепь постоянного магнита, а разность между числом в стакЗне и числом стержней во втулке равна единице.

В этой муфте-редукторе расширен диапазон передаточных отношений, Однако, передаваемый ею момент относительно мал по причине, рассмотренной для вышеопи- санного аналога.

Целью предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. создание магнитной муфты-редуктора с увеличенным передаваемым моментом для расширения эксплуатационных возможностей ее.

Поставленная цель достигнута благодаря тому, что ведомая гголумуфта снабжена кольцевым подковообразным в продольном сечении постоянным магнитом, установленным так, что полюса его охватывают части окой герметизированного стакана, а магнитный поток его направлен согласно потоку постоянного магнита ведущей полумуфты, при этом на полюсах выполнены зубцы таким образом, что зубцы одного полюса являются продолжением зубцов другого, а разность между числом зубцов полюса и числом окон в стакане равна еди- нице.

Таким образом, предложенное техническое решение обладает следующими отличительными от прототипа признаками:

снабжение ведомой полумуфты кольцевым подковообразным в продольном сечении постоянным магнитом, установленным так, что полюса его охватывают части окон герметизированного стакана, а магнитный

поток направлен согласно потоку магнита ведущей полумуфты;

выполнение на полюсах кольцевого магнита зубцов таким образом, что зубцы одного полюса являются продолжением зубцов другого;

обеспечение разности между числом зубцов полюса и числом окон в стакане равной единице.

Приведенные признаки обеспечивают предложенному техническому решению соответствие критерию новизна, так как они отличают его од прототипа.

Относительно соответствия отличительных признаков критерию существенные отличия.

Признак 1 соответствует критерию существенные отличия, так как не обнаружено его использование в известных аналогах. Дополнительная классификация по этому признаку невозможна, так как самостоятельное использование его вне связи с другими признаками невозможно..

Признак 2 соответствует критерию существенные отличия, так как не обнаружено использование его в известных аналогах, Дополнительная классификация по этому признаку невозможна по причине, указанной для признака 1.

Признак 3 не соответствует критерию существенные отличия, так как он использован в прототипе.

Относительно влияния отличительных признаков 1 и 2, соответствующих критерию существенные отличия, на достижение поставленной цели.

Признаки 1 и 2 в совокупности с известными признаками обеспечили повышение передаваемого момента предложенной муфты-редуктора благодаря тому, что усилие сцепления зубцов на полюсах магнита ведомой полумуфты с полюсами магнита ведущей полумуфты, определяющие величину передаваемого момента, создается в результате взаимодействия двух постоянных магнитов с согласным направлением магнитных потоков через воздушный зазор, в которой размещен немагнитный стакан с окнами, заполненными магитомягким материалом. Сцепленные элементы муфты-редуктора это полюса двух постоянных магнитов. Муфта-редуктор работает в активном режиме, обеспечивая передачу наибольшего вращающего момента.

Магнитная муфта-редуктор - прототип является реактивной передачей. Вращающий момент на ведомой полумуфте ее создается в результате взаимодействия постоянного магнитг ведущей полумуфты с магнипроводяицими с тержнями ведомой полумуфты. В результате прототип обеспечивает относительно малую величину передаваемого момента.

На фиг.1 общий вид магнитной муфты- редуктора; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

В состав муфты-редуктора входят ведущая полумуфта 1, выполненная в виде подковообразного магнита 2,закрепленного на валу 3 таким образом, что оба полюса магнита размещены по одну сторону от оси вращения, обхватывающая матнит 2 ведомая полумуфта 4, содержащая немагнитные втулки 5 и 6, между которыми закреплен кольцевой подковообразный в продольном сечении постоянный магнит 7, и установ- ленный в зазор между магнитами 2 и 7 герметизированный стакан 8 из немагнитного материала, в стенках которого выполнены окна, в осевом направлении разделенные перемычкой на две части 9 и 10, заполнен- ные магнитомягким материалом. На полюсах магнита 7 выполнены зубцы 11 и 12 так, что зубцы 12 являются продолжением зубцов 11. Число окон герметизированного стакана отличается от числа зубцов полюса 11 или, что то же самое, полюса 12 на единицу;

Муфта-редуктор работает следующим образом.

Согласно направленные потоки магнита 2 ведущей полумуфты 1 и магнита ведо- мой полумуфты 4 замыкаются через водушный зазор между полюсами этих магнитов и м а гн ито про вод я щи и материал в окнах 9 и 10 немагнитного стакана 8, размещенного в упомянутом зазоре. При этом ведомая полумуфта 4 стремится постоянно занять положение максимальной проводимости, соответствующее совпадению одного зубца 11 и одного зубца 12, являющегося продолжением зубца 11, с одним окном, выполненным в виде двух частей 9 и 10, стакана 8 и с вектором магнитного поля магнита 2.

При повороте ведущей полумуфты 1 с магнитом 2 на окружной шаг окон в стакане 8 ведомая полумуфта 4 повернется на величину, равную разности между шагом окон в стакане 8 и шагом зубцов 11 магнита 7, и так далее.

Таким образом, в предложенной муфте- редукторе сила сцепления ведомой полумуфты 4 с ведущей полумуфтой 1, определяющая величину передаваемого момента, создается взаимодействием полюсов противоположной полярности двух

магнитов упомянутых полумуфт. В результате достигнуто значительное увеличение передаваемого момента по сравнению с таковым для прототипа.

В муфте-редукторе - прототипе сила сцепления ведомой полумуфты с ведущей создается в результате взаимодействия маг- нитопроводящих зубцов ведомой полумуфты с полюсами магнита ведущей полумуфты. Т.е. передача вращающего момента осуществляется в реактивном режиме путем взаимодействия полюсов магнита с полюсами, наведенными им в пассивных элементах ведомой полумуфты - в магнитопроводящих зубцах.

Итак, благодаря снабжению ведомой полумуфты предложенной магнитной муфты-редуктора кольцевым подковообразным в продольном сечении магнитом с полюсами, на которых выполнены зубцы, охватывающие окна герметизированного стакана, и согласным потоку магнита ведущей полумуфты направлением потока, при разности между числим зубцов полюса и числом окон в стакане равной единице, обеспечено значительное увеличение передаваемого момента и тем самым расширены эксплуатационные возможности ее.

Формула изобретения

Магнитная муфта-редуктор, содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде подковообразного постоянного магнита, с полюсами, обращенными в одну сторону от оси вращения, охватывающую ее ведомую полумуфту и установленный в зазор между ними герметизированный стакан с окнами, которые выполнены в осевом направлении в виде двух частей, разделенных перемычкой и заполненных магнитомягким материалом, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения передаваемого момента, она снабжена кольцевым подковообразным в продольном сечении постоянным магнитом, магнитный поток которого направлен согласно потоку магнита ведущей полумуфты, установленным на ведомой полумуфте с возможностью охвата полюсами части окон герметизированного стакана, при этом на полюсах этого постоянного магнита выполнены зубцы, причем зубцы одного полюса являются продолжением зубцов другого полюса, а разность между числом зубцов каждого полюса и числом окон в стакане равна единице.

Редактор

Составитель Техред М.Моргентзл

Фиг. 2

Корректор С.Юско