Электромагнитная зубчатая муфта Советский патент 1980 года по МПК F16D27/09 

I

Изобретение относится к зубчатым электромагнитным муфтам и может быть использовано в станкостроении и других отраслях машиностроения.

Известны электромагнитные зубчатые муфты, состоящие из венцов с мелкими торцовыми зубьями, расположенных на неподвижном магнитном корпусе и подвижном в осевом направлении якоре, катущки возбуждения и отжимных пружин 1.

При включении зубчатой электромагнитной муфты зачастую вершины зубьев одного венца попадают на вершины зубьев дру-. гого, в частности, из-за магнитного взаимодействия между зубчатыми венцами, при этом ухудшаются условия включения муфты. Поэтому для исключения такого взаимодействия и увеличения тяги якоря в ряде конструкций зубчатых муфт один из зубчатых венцов выполняют из немагнитного материала 2.

Недостатком этих муфт является то, что среди известных немагнитных материалов отсутствуют такие, которые по механическим свойствам сравнимы с термически обрабатываемыми сталями. Следовательно, удовлетворительная работа этих муфт возможна лишь при малых нагрузках.

Известна также конструкция э.тектромагнитной зубчатой муфты, содержащей корпус, на котором посредством радиальных цилиндрических упругих элементов закреплен стальной венец с торцовыми зубьями, якорь, имеющий стальной венец с торцовыми зубьями, катущку возбуждения и отжимные пружины 3. Якорь имеет выступы по периметру, на который центрируется его венец, благодаря чему между якорем и венцом образуется зазор, способствующий уменьшению магнитного потока.

Однако между зубчатым венцом и якорем достигается лишь частичная магнитная 15 изоляция, и через зубчатые венцы проходит магнитный поток, соответствующий индукции насыщения выступов. Вследствие этого включение и отключение муфты затруднены и длительны.

Целью изобретения яBv яeтcя снижение усилий включения и ускорение включения и отключения муфты.

Для достижения этой цели корпус и якорь снабжены немагнитными проставками, установленными под венцами на корпусе и якоре. Кроме того, радиальные цилиндрические упругие элементы выполнены в виде штифтов, с двумя перекрещивающимися продольными прорезями и с одним концом, жестко закрепленным в одном из соединяемых деталей. Такие щтифты еще больше способствуют ускорению включения и выключения, так как обеспечивает увеличение крутильной и осевой податливости венца корпуса. На чертеже схематично изображена описываемая муфта. Муфта состоит из стальных венцов 1 и 2 с термически обработанными мелкими торцовыми зубьями, закрепленных на корпусе 3 с помощью упругих штифтов 4., а на якоре 5 - с помощью цельных немагнитных штифтов 6 и возвратных пружин 7. Между корпусом 3 муфты и якорем 5 и соответствующим зубчатым венцом установлены проставки 8 и 9, выполненные из немагнитного материала. При этом проставка 8 жестко соединена с венцом 1 и подвижно с корпусом 3. Проставка 9 жестко соединена как с вени.ом 2, так и с якорем 5. Упругие штифты 4 выполнены цилиндрическими, с пазами, расположенными под углом а друг к другу (см. сеч. Б-Б). При этом осевая нагрузка РХ и окружное усилие РО воспринимается главным образом одним соответствующим лепестком. Требуемая податливость муфты обеспечивается за счет упругости соответствующих противолежащих лепестков и может изменяться как путем изменения угла а между пазами в штифте (например, от 30 до 150°), так и путем изменения ширины самих пазов. Фиксация этих штифтов в радиальном направлении не требуется, поскольку неразрезанной своей частью штифт запрессован в зубчатый венец или корпус. При подаче напряжения на катушку муфты в ее магнитопроводе возникает магнитный поток, замыкающийся по контуру А. Наличие немагнитных проставок 8 и 9 препятствует прохождению магнитного потока через зубчатые венцы 1 и 2, вследствие чего между ними отсутствуют силы магнитного взаимодействия. Якорь 5 под действием электромагнитного тягового усилия в рабочем зазоре притягивается к корпусу 3, сжимает пружины 7, и венцы 1 и 2 входят в соприкосновение или в зацепление. В наихудшем случае, который может иметь место в первый момент процесса включения, вершины зубьев венцов 1 и 2 попадают друг на друга. При этом якорь продолжает перемещаться по направлению к корпусу за счет деформации упругих щтифтов 4 и, соответственно, перемещения зубчатого венца 1 относительно корпуса 3 муфты. Тогда при нагружении муфты крутящим моментом вершины зубьев венцов сколь зят друг по другу, преодолевая лишь силы трения (электромагнитные силы отсутствуют), и в момент, когда зубья венца 2 соскользнут во впадины венца 1, штифты 4 резко выпрямятся, а венец 1 станет двигаться навстречу якорю 5 и, соответственно, венцу 2, что ускоряет полное взаимное зацепление зубчатых венцов. По окончании полного зацепления зубьев якорь под действием возросшего тягового усилия продолжает притягиваться к корпусу, повторно деформируя штифты 4. В момент равенства тягового усилия и реакции разрезных цилиндрических штифтов движение якоря прекратится, а в магнитопроводе установится расчетный остаточный зазор. Аналогично этому происходит процесс включения муфты, когда вершины зубьев одного венца сразу попадают во впадины другого. Следует указать также, что процесс включения облегчается еще и тем, что благодаря описанному выполнению упругого штлфта 4, муфта имеет не только осевую, но и крутильную податливость. Последняя демпфирует удары в муфте и в самом приводе при включении муфты и ведет к увеличению относительных скорос ей, при которых возможно включение, и к уменьшению износа зубьев. При отключении муфты, после выравнивания усилий притяжения якоря и усилий его отталкивания, упругие силы штифтов резко отталкивают якорь от корпуса муфты. В результате зазор между корпусом и якорем увеличивается, что способствует быстрому спаданию магнитного потока и электромагнитной силы. Далее расцепление происходит под действием-ОСНОВНЫХ возвратных пружин 7 и расцепляющих аксиальных сил. Отсутствие замыкания магнитного потока через зубчатые венцы также способствуют ускоренному отклонению муфты, и соответственно, уменьщению износа зубьев. Формула изобретения 1. Электромагнитная зубчатая муфта, содержащая корпус, на котором посредством радиальных цилиндрических упругих элементов закреплен стальной венец с торцовыми зубьями, якорь, имеющий стальной венец с торцовыми зубьями, катушку возбуждения и отжимные пружины, отличающаяся тем, что, с целью снижения усилий включения и ускорения ее включения и отключения, она снабжена немагнитными проставками, установл нными под венцами на корпусе и якоре. , 2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что радиальные цилиндрические упругие элементы выполнены в виде штифтов с двумя перекрещивающимися продольными прорезями и с одним концом, жестко закрепленным в одной из соединяемых деталей.