Управляемая муфта-тормоз Советский патент 1980 года по МПК H02K49/04 

(54) УПРАВЛЯЕМАЯ МУФТА-ТОРМОЗ

t

Изобретение относится к области машиностроения к может быть ИСПОЛЬЗОВ 1НО, в частности, как элемент в систетлах автоматики.

Из основного изобретения по авт.

св. № 341126 известна управляемая муфта-тормоз, содержащая ведущую полумуфту-индуктор и установленную на ведомом валу полумуфту-якорь, снабженную дополнительньгм индуктором и выполненную в виде полого цилиндра, состоящего из передней части , взаимодействующей с ведущей полумуфтой, и хвостовика, взаимодействующего с тормозным устройством г Дополнительный индуктор образован обмоткой управления, расположенной на поверхности передней части якоря, а хвостовик связан с ведомым валом посредством мембран, установленных перпен- ,дикулярно его продольной оси, и имеет две конусные фрикционные поверхности, поочередно взаимодействующие с конусными фрикционными noBopxHocTsiMH, выполненными на тормозном устройстве и на аедущей полумуфте l .

Недостатками такой муфты являются наличие полного движущего момента при фрикционном торможении и проскальзывание фрикционных пар при входе в полное сцепление полумуфт, а также больщое потребление энергии на управление в режиме полного cцeплeни. Это ведет к повышенному нагреву якоря и износу фрикциогшых пар и тем самым ухудшаются условия эксплуатации, снижается эффективность её работы.

Цель изобретения - повышение передаваемого муфтой момента и улучшение условий эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что обращенные друг к другу поверхности передней части полумуфты-якоря и магнитопровода полумуфты-индуктора выполнены конической формьг.

На фиг. 1 изображен общий вид утфавляемой муфты-тормоза; на фиг, 2 прюдставлены в относительных ешпншах кривые saBHCicviocTefl электромагнитного момента муфты от вега1Ч1ШЬ воздушного зазора и площади зубцов центральной части магнитопровода. Муфта-тормоз содержит ведущую полу. муфту-индуктор (поз1шии 1, 2, 3), ведомую полумуфту-якорь (позиции, 4,5, 6, 7, 8, 9) и неподвижный корпус 1О, Ведущая полумуфта-индуктор состоит из магнитопровода 1, коническая центральная часть которого имеет аксиальные зубцы, обращенные в сторону кольцевого воздушного зазора d, и кольцевую обмотку возбуждения 2. Выводы обмотки 2 присоединены к токосъемным кольцам 3. Ведомая полумуфта-якорь состоит из хвостовшса 4, имеющего конусные фрикцио1шые поверхности, укрепленного с помощью мембран 5 на центральной втул-. ке 6, и передней части 7 с конусной активной поверхностью (со стороны зазора d , выполненной из металла, например алюмшщя, . имеющего кольцевую обмотку управления 8, выводы которой соединены с токосъемными кольцами 9. Якорь помещен в зазор магнитопровода 1 свободно с зазорами сГ, и . Корпус 1О имеет коническую поверхность трения, расположенную относительно соответству щей фрикционной поверхности хвостовика 4 с некоторым зазором, d, Управляемая муфта-тормоз работает следующим образом. Вращение от привода передается ве душей полумуфте-индуктору на магнитопровод 1. По обмотке 2 посредством контактных колец 3 и скользящих по ним щеток протекает постоянный ток, создающий в зазоре магнитное поле соответствующей формы. В неподвижной или ско,льзяшей относительно индукторапередней части якоря 7 наводятся вихре вые токи,аксиальные-составляющие которых, взаимодействуя с магнитным пол в зазоре d. , создают вращающий момен которьА через мембраны 5 и втулку 6 . передаются ведомому валу. Режим работы муфты определяется величиной, полярностью и продолжительностью управляющего электрического сигнала, подаваемого на обмотку управления. В данной конструкции осуществ ляются редимы скольжения, т.е. со связью полумуфт через магнитное поле, частичного скольжения, полного сцеплени полумуфт, прдтормаживания и полного торможения ведомой полумуфты, а такж 1ферывистыо стгцэтстопные роюьмы переключения высокой частоты. Зависимость электромагнитного момента от величины зазора может быть представлена в виде м f cp-Zb-{rf/ dNMGco -намагничивающая сила об. мотки возбужден 1я ; -постоянный коэффициент включающий параметры, не . зависящие от велич1шы воздушного зазора и длины зубцов или мало зависящие, когда их изменением пре-. небрегаем; Z - число зубцов; Ьт ширина зубцов; S, - площадь зубцов; WQ - магнитная проницаемость вакуума; )Н - магнитная проницаемость магнитопровода; d| сРп - воздушные зазоры; d - толщина якоря по среднему сечению; G - магнитная проводимость ненасыщенной стали магнитного провода, т.е. электромагнитный момент муфты в . режиме скольжения обратно пропорционален квадрату зазора сР , поэтому при перемещении якоря 7 под действием управл5пощего сигнала вправо (в сторону уменьщения зазора) момент муфты резко возрастает. Соответственно при перемеще НИИ якоря 7 влево момент уменьшается. На фиг. 2 представлены кривые, построенные по выражению { I}, для относительных момента, воздушного зазора при различной относительной площади зубцов. В режиме скольжения, таким образом, коническая форма зазора di позволяет улучшить регулировочн-ую характеристику муфты. В режиме частичного скольжения и полного сцепления полумуфт, т.е. при зазоре сЛ( близком к нулю в значительной степени уменьшается ток управления, так как сила, выталкивающая или втягивающая якорь в зазор Д пропорциональна величине тока управления протекающего по обмотке 8 и создается автоматическое увеличение момента перед фрикционным сцеплением полумуфт, уменьшающее их проскальзывание и износВ режимах подтормаживания их полного торможения зазор d принимает макси575малыюо зиачош1е, ссю1вотствошю ьюмонт )Ti значительно ослаблен, энергия, выделяющаяся в виде тепла в неподвижном якоре 7, весьма мала, т.е. уменьшается нагрев якоря 7, улучшаются эксплуатационные показатели. По сравне}шю с прототипом предлагаемая муфта -тормоз (опытная модель) при двухкратном уменьшении зазора в режиме частичного и полного сцепления имеет в 2,14 больший движущий момент при одинаковом токе возбуждения, протекаюшем по обмотке 2 и в 2,3 раза меньший ток управления, протекающий по обмотке 8. В стартстопном режиме в предлагаемой конструкции достигнуто полуторакратное увеличешю срока службы фрикционных накладок. Таким образом, коническая форма центральной части магнитбпровода и пе06род1Еей части якоря позволяет улучшить регушфовочкую характеристику и тешювой режит.1 муфты, (eньшить потребление энергии на управление и износ фрикционных элементов, т.е. повысить эффективность ее работы и улучшить условия эксплуаташаг. Формула изобретения Управляемая муфта-тормоз по авт. св. № 341126, отличающаяс я тем, что, с целью увеличены передаваемого 1 юмекта, обрашеныые яруг к другу поверхности; передней части попумуф/ы-илоря и мапштопровода полук уфть(-1шдуктора выполнены конической формы. Источники информации, принятые во BioflviaHHe при экспертизе 1. Авторское св1сдетельство СССР № 341126, кл. Н О2 К 4Э/О4, 1971.