Электромагнитный шаговый двигатель Советский патент 1980 года по МПК H02K37/00 H02K33/02 

выходным -валом 5. Внутри магнитопровода размещена катушка 6. Между корпусом 1 и крышкой 2 расположен якорь 7, имеюш,ий немагнитную втулку 8-н цилиндр 9 с винтовыми канавками - направляюш,ими для шариков 10, которые расположены в гнездах цилиндра И, выполненного тонкостенным с толщиной, меньшей диаметра шарика 10, за одно целое с храповым колесом 12, закрепленным на валу 5. Фиксацию храпового колеса осуш,ествляет собачка 13. Число шариков 10, гнезд в цилиндре Ни канавок на цилиндре 9 должно быть не менее трех, что обеспечивает соосность цилиндра 9 и кольца 4,. а в конечном счете - бала 5, опорами которому служат подшипники 14 и 15.

Якорь 7 закреплен на штоке 16, на котором закреплен9 еще и храповое колесо 17, взаимодействующее с собачкой 18. Для обратного хода якоря имеется пружина 19.

Поверхности унора 3 и втулки 8, обращенные друг к другу, выполнены зубчатыми.

Кроме того,, в корпусе 1 может быть установлена дополнительная немагнитная втулка 20, при этом ее поверхность, обращенная к якорю, и противолежащая поверхность якоря, могут быть выполнены зубчатыми.

Шаговый двигатель работает следующим образом.При подаче импульса тока в катушку 6 якорь 7 притягивается к корпусу 1, сжимая пружину 19. При этом шарики 10 перемещаются по канавкам цилиндра 9, заставляя цилиндр И вместе с храповым колесом 12 и выходным валом 5 поворачиваться. Перемещение якоря ограничено упором 3, при достижении которого якорем собачка 13 западает в очередную впадину храпового колеса 12. Повороту якоря в обратном направлении препятствует собачка 18, упирающаяся в зубец храпового колеса 17.

В связи с тем, что шариков 10 не менее трех и они расположены по окружности цилиндра И равномерно, якорь 7 во время движения остается расположенным сооснокрышке 2 и валу 5.

В конце хода якоря.в рассматриваемом направлении зубцы немагнитной втулки 20 входят в зацепление с зубцами на противолежащей поверхности якоря 7, тем самым исключая поворот выходного вала 5 под действием момента инерции нагрузки.

После прохождения импульса тока под действием пружины 19 якорь 7 возвращается в исходное пЬложение, но так как повороту цилиндра И, в обратном направлении препятствует собачка 13, взаимодействующая с храповым колесом 12, якорь 7 благодаря щарикам 10 и винтовым канавкам на цилиндре 9 поворачивается в обратном направлении на угол, соответствующий зубцовому щагу храповых колес, что обеспечивает очередное исходное взаимное расположение цилиндров 9 и 11.

В конце обратного хода якоря 7 (под действием пружины) зубцы упора 3 входят в зацепление с зубцами.втулки 8 и исключают поворот подвижных частей якоря под действием их момента инерции.

При подаче следующего импульса цикл повторяется.

Взаимная перестановка храповых колес 12 и 17 приводит к тому, что рабочий ход вала 5 осуществляется под действием силы пружины, и, следовательно, в зацеплении зубцов упора 3 и втулки 8 гасится энергия от момента инерции нагрузки.

При достаточно малом моменте инерции подвижных частей якоря зубцовое зацепление, гасящее энергию от момента инерции подвижных частей, может не выполняться.

Таким образом, выполнение цилиндра 11 в виде тонкостенного кольца не менее чем с тремя гнездами, в которых размещаются щарики, и установка кольца 4 позволяют использовать меха.низм преобразования движения в качестве одной из опор якоря 7 и тем самым исключить существовавщий для этой цели подщипник. Кроме того,-наличие упора. 3 и взаимодействующей с ним немагнитной втулки 8 в предлагаемом двигателе существенно облегчают режим работы подшипников 14 и 15, а выполнение взаимодействующих поверхностей на якоре и корпусе зубчатыми исключает проворот выходного вала и якоря по инерции.

Предлагаемый двигатель имеет повышенную по сравнению с прототипом надежность и расширенные функциональные возможности за . счет повышения допустимых моментов инерции нагрузки или рабочей частоты.,.

Формула изобретения

. 1. Электромагнитный шаговый двигатель, содержащий магнитопровод, состоящий из корпуса и крыщки, катущку, якорь и механизм преобразования возвратно-поступательного движения якоря во вращательное движение выходного вала, содержащий цилиндр на храповом колесе, шарики и Цилиндр с канавками на якоре, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, цилиндр на храповом колесе выполнен в виде кольца с радиальной толщиной, меньшей диаметра шарика, и с числом отверстий в нем не менее трех и равным числу канавок на цилиндре якоря, а в крышке соосно валу установлены кольцо, взаимодействующее с щариками, и упор, при этом якорь снабжен немагнитной втулкой, торцовая поверхность которой обращена в сторону упора.

2. Двигатель поп. 1, отличающийся тем, что взаимодействующие торцовые поверхности упора и немагнитной втулки на якоре.выполнены зубчатыми.

3. Двигатель по -п. 2, отличающийся тем, что в корпусе установлена дополни тельная немагнитная втулка, а взаимодействующие торцовые поверхности этой втулки и якоря выполнены зубчатыми.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 366533, кл. Н 02К 37/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 504277, кл. Н 02К 33/02, 1976.

6 10 9 16 J / / / / / /