Электромагнитная переключающая муфта Советский патент 1992 года по МПК F16D27/01 

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

Известна электромагнитная переключающая муфта, содержащая неподвижный магнитопровод, состоящий из наружных и внутренних втулок, якоря, размещенного между втулками магнитопровода, установленного с возможностью осевого перемещения и подпружиненного с двух сторон, постоянного магнита, зубчатые полу- муфты, причем на торцевых поверхностях наружных втулок, обращенных к якорю, выполнены равномерно расположенные прорези, а постоянный магнит выполнен в виде отдельных секторов и расположен в упомянутых прорезях, при этом одноименные, полюса магнитов обращены к якорю, а катушка управления выполнена за одно целое.

.. Недостатком этой муфгы является относительно сложная конструкция ее. В состав. Муфты введены две немагнитные втулки для передачи вращающего момента от ведущих шестерен на якорь, сцепленный с ведомым валом, Поскольку якорь установлен внутри катушки управления и наружного кольца магнитопровода между торцами внутренних колец его, то контроль и регулирование рабочих воздушных зазоров весьма затруднены/По той же причине занижена величина передаваемого муфтой момента а более конкретно, потому, что усилие поджатия якоря к ведущим пйлумуф- там прикладывается на небольшом относительно внешних радиальных габаритов муфты радиусе.

Другим недостатком муфты является то, что магнитный поток постоянных магнитов замыкается через якорь в радиальном попеXJ00 Ь. XI 00

речном направлении. Значительно меньший по величине магнитный поток катушек управления, обеспечивающий срабатывание муфты, замыкается через якорь в аксиальном направлении. Это ведет к увеличению толщины, а значит и массы якоря и соответственно к увеличению времени срабатывания муфты.

Известна электромагнитная переключающая муфта, Наиболее близкая к предлагаемой и содержащая ведомую полумуфту в виде якоря электромагнита, установленного на валу с возможностью осевого перемещения, и две ведущие полумуфты, соосно рас- пояоженные по обе стороны от якоря, каждая из которых выполнена в виде кон- центрично расположенных наружной и внутренней магнитопроводящих втулок, немагнитной втулки, установленной на наружной втулке, и постоянного магнита, при этом на обращенных к якорю торцах каждой внутренней втулки выполнены равномерно расположенные по окружности секторные пазы, а постоянные магниты, выполненные в виде секторов, расположены в упомянутых пазах внутренних втулок и обращены к якорю одноименными полюсами, причем постоянные магниты разных полумуфт обращены к якорю разноименными полюсами, а магнитные потоки катушек управления направлены навстречу друг другу.

Конструкция этой муфты упрощена. Из ее состава исключены немагнитные втулки ведущих полумуфт. Якори этой муфты установлены между наружными втулками ведущих полумуфт, поэтому контроль и регулировка рабочих воздушных зазоров упрощены. Увеличен передаваемый муфтой момент, так как увеличен радиус приложения усилия притяжения якоря к ведущим полумуфтам.

Кроме того, обеспечено замыкание большей расчетной доли потока постоянных магнитов через якорь в осевом на-1 правлении, что позволило увеличить быстродействие муфты за счет уменьшения толщины, а значит и массы якоря.

Однако, в этой муфте сектора-магниты установлены в пазах внутренних втулок вращающихся полумуфт. Это усложняет конструкцию ведущих полумуфт, ухудшает условия использования постоянных магнитов, так как при каждом переключении муфты они воспринимают на себя удары поджимающегося к ведущим полумуфтам якоря,

КПД этой муфты занижен тем, что на пути магнитных потоков катушек управления встречаются по два паразитных воздушных зазора

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. создание электромагнитной переключающей муфты упрощенной конструкции с повышенным КПД путем упрощения ведущих полумуфт и уменьшения числа паразитных воздушных зазоров.

Это достигнуто благодаря тому, что секторные пазы для размещения секторов-магнитов выполнены на обращенных к якорю торцах наружных колец неподвижных маг- нитопроводов, а упомянутые торцы магни- топроводов размещены с обеих сторон от

якоря и образуют с ним рабочие воздушные зазоры, при этом немагнитные втулки размещены внутри неподвижных магнитопро- водов и закреплены на внутренних магнитопроводящих втулках, у их торцев с

возможностью поочередного взаимодействия с якорем.

На фиг. 1 изображен общий вид электромагнитной переключающей муфты; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема магнитопровода муфты в продольном сечении; на фиг А - схема магнитопровода муфты, развертка поверхности Б на фиг. 2. В состав муфты входят ведущие полумуфты 1 и 2, выполненные в виде вн утренних магнитопроводящих втулок 3 и 4 с неподвижно закрепленными снаружи у их торцев немагнитных втулок 5 и 6 и с установленными на них шестернями 7 и 8 соответственно, якорь 9. размещенный между

торцами втулок 3, Б и 4, 6 и между торцами наружных втулок 10 и 11 неподвижных маг- нитопроводов 12 и 13 с зазорами dpi идрз относительно них (см. фиг. 3). Внутри магни- топроводов 12 и 13 размещены встречно

соединенные катушки управления 14 и 15. На обращенных к якорю 9 торцах наружных втулок 10 и 11 выполнены равномерно расположенные по окружности выступы 16 и 17, в пазах между которыми размещены постоянные магниты, выполненные в виде секторов 18 и 19 (см. фиг. 2 и 4).

Муфта работает следующим образом. При включении катушек управления 14 и 15 в определенной полярности магнитный

поток Фу катушки 14 в зазоре 5Р1 между торцами якоря 9 и выступов 16 будет направлен согласно потоку Фм постоянных магнитов 18 и 19, а в зазоре 5Р2 между торцами якоря 9 и выступов 17 поток Фу

катушки 15 будет направлен встречно потоку Фм магнитов 18 и 19 (см. фиг. 3 и 4), Соответственно в зазоре 5pi суммарный магнитный поток и сила притяжения якоря будут нарастать, а в зазоре 3Р2 - снижаться. В результате якорь 9 притянется к ведущей полумуфте 1

Муфта срабатывает (одно рабочее положение).

Аналогичным образом муфта срабатывает во втором рабочем положении. Изменив полярность тока в катушках управления 14 и 15, получим согласное направление потоков Фу и Фм в зазоре 5Р2 и встречное - в зазоре др. Якорь 9 притянется к ведущей полумуфте 2. Муфта срабатывает.

Итак, благодаря тому, что в предложенной муфте секторные пазы для размещения секторов-магнитов выполнены на обращенных к якорю торцах наружных колец неподвижных магнитопроводов, а упомянутые торцы магнитопроводов размещены с обеих сторон от якоря и образуют с ним рабочие воздушные зазоры, при этом немагнитные втулки размещены внутри неподвижных магнитопроводов и закреплены на внутренних магнитопроводящих втулках, у их тор- цев с возможностью поочередного взаимодействия с якорем, достигнуто упрощение конструкции ее и повышение КПД. Ведущие полумуфты ее значительно упрощены, из их состава изъяты имеющие место в муфте-прототипе наружные маг итопро- водящие втулки, соответственно упрощено крепление немагнитной втулки. Если в муфте-прототипе она скрепляла собой наруж- ные и внутренние втулки ведущих полумуфт, то в предложенной муфте немагнитные втулки, скреплены только с внутренними втулками ведущих полумуфт.

В предложенной муфте упрощено крепление секторов-магнитов, так как крепление их на наружных втулках неподвижных магнитопроводов проще, нежели таковое на подвижных внутренних втулках ведущих полумуфт в прототипе. При этом улучшены условия использования постоянных магнитов, так как они избавлены от соударений якоря при каждом переключений муфты. Дальнейшее увеличение доли полезно используемой энергии постоянных магнитов и соответственно увеличение передаваемого муфтой момента достигнуто благодаря тому, что размещение секторов-магнитов на относительно большом радиусе наружных втулок неподвижных мзгнитопроводов позволило максимально развести упомянутые магниты и тем самым снизить потери потоков их на рассеяние.

В аналоге по авт.свид, № 872852 сектора-магниты установлены, как и в предложенной муфте, на втулках неподвижных магнитопроводов. Но эти втулки размещены внутри наружных втулок магнитопрово- да и катушки управления на относительно

5 небольшом радиусе. В результате уменьшен радиус приложения усилия притяжения якоря к ведущим полумуфтам, которые размещены внутри упомянутых втулок с магнитами, и соответст-венно уменьшен пе0 редаваемый муфтой момент, а также уменьшено пространство для- размещения секторов-магнитов, что ведет к увеличению потоков рассеяния и соответственно к снижению передаваемого момента.

5КПД предложенной муфты повышен

благодаря тому, что магнитные цепи элетро- магнитов полумуфт ее имеют только по одному паразитному воздушному зазору. В муфте-прототипе такие же цепи имеют по

0 два паразитных воздушных зазора.

Формула изобретения Электромагнитная переключающая муфта, содержащая ведомую полумуфту, вы5 полненную в виде якоря электромагнита, установленного на валу с возможностью осевого перемещения, две ведущие полумуфты, соосно расположенные по обе стороны от якоря, каждая из которых

0 выполнена в виде внутренней магнитопро- водящей и немагнитной втулок, два неподвижных магнитопровода, расположенных концентрично ведущим полумуфтам с обеих сторон от якоря, внутри которых размещены

5 катушки управления, магнитные потоки которых направлены навстречу друг другу, постоянные магниты, выполненные в виде секторов, причем магниты, расположенные с одной стороны от якоря, обращены к нему

0 одноименными полюсами, а магниты, расположенные с разных сторон относительно якоря, обращены к нему разноименными полюсами, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличе5 ния КПД, на торцах неподвижных магнитопроводов, обращенных к якорю, выполнены пазы, магниты установлены в пазы неподвижных магнитопроводов, немагнитные втулки закреплены на внутренних магни0 топроводящих втулках у их торцов, обращенных к якорю, и размещены внутри неподвижных магнитопроводов для образования рабочих воздушных зазоров между торцами неподвижных магнитопроводов и

5 якорем с возможностью поочередного взаимодействия с якорем.

/

Фиг J

Использование: в составе электроприводов систем автоматического управления. Сущность изобретения: муфта содержит ведомую полумуфту, выполненную в виде якоря электромагнита, установленнрго на валу . с возможностью осевого перемещения. Две ведущие гголумуфты расположены по обе стороны от якоря. Концентрично ведущим полумуфтам по обе стороны от якоря размещены неподвижные Шгнитрпрбводы, внутри неподвижных магнитопроводов - катушки управления. Магниты выполнены в виде секторов и установлены в пазах, выполненных на торцах неподвижных магнитопроводов. Ведущие лолумуфты выполнены в виде внутренней магнитопро- ёодящёй и немагнитной втулок, Немагнитны е втул к и за к ре гтл е и ы на в нут р е н них магнитопроводящих втулках у их торцов и расположены внутри неподвижных: магнитопроводов с возможностью поочередного взаимодействия с якорем. 4 ил.

Фм 69П

-- --VФ9 ,

Я--.

13