ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОЛОТОК Советский патент 1940 года по МПК B25D13/00 

Одним из наиболее существенных недостатков всех известных соленоидных молотков является то, что при питании 50-периодным переменным током они обычно дают слишком большое число ударов, вследствие чего живая сила каждого удара получается недостаточной для тяжелых работ. Так, соленоидные молотки с ходом бойка в одну сторону из положения магнитного равновесия и без выпрямителя дают 6000 ударов в минуту (молоток Бэви), с выпрямителем - 3000 ударов в минуту (молотки Тома, Синтрон), молоток с колебанием в обе стороны из положения магнитного равновесия без выпрямителя - 3000 ударов в минуту («резонансный» молоток автора), а с выпрямителем - 1500 ударов в минуту. Однако и это число ударов все еще является слишком большим.

Для дальнейшего снижения частоты ударов при соответствующем увеличении работы удара в предлагаемом молотке используется то свойство системы, состоящей из двух концевых пружин и массы, двигающейся между ними с некоторым зазором, что эта система может колебаться с любой собственной частотой в зависимости от начальной скорости Такая система очевидно может резонансно колебаться и с частотой, кратной частоте тока.

На фиг. 1-8 схематического чертежа представлены шесть различных конструкций молотка, выполненные согласно изобретению.

У молотка по фиг. 1 и 2 статор 1 выполнен в виде кольца из наборного железа и имеет два выступающих полюса с обмоткой 2, питаемой однофазным током. Боек 3 состоит из центрального стержня, на котором запрессованы железные шайбы 3′ и немагнитные шайбы 3′′. На полюсах статора 1 имеются соответствующие выступы 6 и углубления 7.

При включении тока боек стремится стать так, чтобы выступы 6 полюсов пришлись против железных шайб 3′. Благодаря соответствующему расчету втягивание бойка из крайнего положения до среднего продолжается около полупериода, когда ток имеет максимальное значение. Затем, во время прохождения тока через нуль, боек 3 пролетает по инерции дальше и к моменту следующего максимума в зону притяжения данного полюсного выступа входит уже следующая железная шайба 3′ бойка. Одновременно боек начинает сжимать буферную пружину 4. Благодаря соответствующему подбору жесткости этого буфера сжатие и отражение от него продолжаются около одного периода тока. Затем в течение около полупериода происходит обратное втягивание бойка и вылет его в положение удара. Как видно, такой цикл продолжается два периода, т.е. такой молоток будет без выпрямителя давать 1500 ударов в минуту при частоте тока в 50 герц. Перед ударом боек сжимает пружину 5 переднего буфера.

Автор указывает, что при экспериментальном исследовании такой молоток, в зависимости от напряжения, давал 2000 и 1500 ударов в минуту без выпрямителя (и даже 750 ударов в минуту, но неустойчиво).

Для дальнейшего снижения числа ударов в единицу времени обмотку 2 можно питать через выпрямитель 8, как это показано по фиг. 3 чертежа, или же какую-либо часть магнитопровода выполнить из постоянного магнита. Варианты с постоянным магнитом показаны на фиг. 4 и 5 чертежа, где кольцо статора 1 представляет собою постоянный магнит с полюсами N и S. В обоих этих случаях частота импульсов втягивающей силы снизится вдвое и молоток сможет давать 750 ударов в минуту (или 1000 ударов в минуту) при соответственно повышенной работе удара.

Согласно изобретению, можно выполнить не только соленоидные молотки с поперечным магнитным потоком (фиг. 1-5), но и соленоидные молотки с осевым прохождением потока. Такой молоток представлен на фиг. 6. Здесь 1 - статор (магнитопровод), выполненный или в виде звездообразной в плане конструкции (по типу Синтрон) или в виде прямоугольной в плане; 2 - катушка соленоида, приключенная к источнику переменного тока; 3 - боек, имеющий кольцевые выточки (которые могут быть заполнены немагнитным материалом); 4 - буфер верхний; 5 - буфер нижний и 9 - пика. Действие такого молотка совершенно аналогично действию молотка по фиг. 1 и 2. При работе без выпрямителя от сети 50 герц такой молоток будет давать 1500 ударов в минуту. При включении выпрямителя последовательно с катушкой молоток будет давать 750 ударов в минуту, и столько же будет давать, если магнитопровод на каком-либо участке выполнить в виде постоянного магнита.

Принцип, лежащий в основе молотка по фиг. 6, можно конструктивно оформить так, как это показано на фиг. 7. Молоток по фиг. 7 имеет преимущество меньшего конструктивного габаритного диаметра (в молотке по фиг. 6 глубина кольцевых выточек ограничена тем, что через тонкое сечение стойки надо все же пропустить весь поток). В молотке по фиг. 7 боек выполнен из двух железных шайб 3′, соединенных немагнитной шайбой 3′′.

Этот же принцип можно также конструктивно осуществить, согласно фиг. 8; здесь вместо двух воздушных зазоров между бойком и магнитопроводом устроено несколько последовательно включенных зазоров.

В молотке по фиг. 8 магнитный поток проходит из выступа 6 статора в шайбу 3′ бойка, из последней - в выступ 10, из него - в другую шайбу 3′, из нее во второй выступ и замыкается по спинке статора. Подобная конструкция молотка может иметь некоторое преимущество в смысле возможности осуществления нужного распределения нагрузок между железом и медью, некоторого уменьшения рассеяния, а также более продолговатой формы бойка и молотка.

1. Электромагнитный молоток, питаемый от сети переменного тока, с магнитопроводом, в котором создается пульсирующий магнитный поток, входящий в сердечник-боек в направлении, перпендикулярном к направлению его колебаний, отличающийся тем, что, с целью понижения вдвое, втрое или вчетверо частоты колебаний по сравнению с частотой питающего тока, при условии применения в молотке лишь одной обмотки, сердечник составлен из соответствующего числа чередующихся ферромагнитных и немагнитных шайб, взаимодействующих с полюсами магнитопровода, а на концах хода сердечника установлены отбойные пружины и все элементы (шайбы, полюса магнитопровода и пружины) так соразмерены, чтобы переход сердечника из крайнего положения в первое устойчивое, пролет по инерции и втягивание в следующее устойчивое положение, а также сжатие пружин и отражение ими сердечника происходили синхронно с изменениями тока.

2. Видоизменение молотка по п. 1, отличающееся тем, что, в случае аксиального прохождения магнитного потока по сердечнику, последний выполнен в виде ферромагнитного стержня с полюсными выступами, находящимися друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между полюсами магнитопровода.

3. В молотке по пп. 1 и 2 выполнение части магнитопровода из постоянного магнита с целью подмагничивания магнитной цепи.

4. В молотке по пп. 1 и 2 питание обмотки через выпрямитель с целью получения в магнитной цепи пульсирующего магнитного потока.