Электромагнитный тормоз Советский патент 1981 года по МПК H02K49/02 

1

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к устройствам на вихревых токах, работающим в режиме торможения, и может быть использовано в машиностроении, где требуется фиксированная остановка вала, например, в швейных машинах.

Известны электромагнитные тормоза, содержашие цилиндрический якорь, охватываюш,ий составной магнитопровод с обмоткой возбуждения -.I.

Недостатком таких устройств является то, что они не обеспечивают окончательное торможение и фиксированную остановку вала в заданном положении вследствие того, что индукционный тормоз является динамическим и обеспечивает тормозной момент только во время вращения якоря тормоза.

Известен также тормоз, содержащий электропроводный цилиндрический и дисковый ферромагнитный якоря, жестко укрепленные на общем валу, составной неподвижный магнитопровод с полюсами, обращенными к цилиндрическому якорю, обмотку возбуждения, фрикционные элементы, установленные с возможностью контакта с дисковым якорем и пружинящие элементы 2.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, состоящее из двух тормозов, индукционного динамического тормоза, имеющего цилиндрический электропроводный якорь, поглощающего основную часть энергии торможения и обеспечивающего ползучие скорости вала, и фрикционного тормоза, производящего окончательное торможение до

скорости, равной нулю, фрикционная часть устройства (фрикционный тормоз) имеет толстое ферромагнитное кольцо, выполняющее функцию электромагнитного якоря, притягивающегося к магнитопроводу, и

диск с фрикционными прокладками, непосредственно производящий фрикционное торможение. Таким образом, данное устройство содержит два составных магнитопровода, каждый из которых имеет свою

обмотку возбуждения.

Недостатками этого устройства являются сложная конструкция фрикционной части, состоящей из тонкого вращающегося фрикционного якоря и толстого ферромагннтного кольца (дискового ферромагнитного якоря), предназначенного только для осуществления притягивания вращающегося фрикционного якоря к неподвижной части, а также значительные весо-габаритные характеристики из-за наличия двух составных магнитопроводов и двух обмоток возбуждения.

Целью изобретения является сокращение весо-габаритных характеристик устройства.

Для реализации поставленной цели в магнитопроводе со стороны, обращенной к валу, выполнена проточка, в которой расположен дисковый якорь, при этом на частях магнитопровода, образующих торцовые поверхности проточки, укреплены фрикционные элементы, установленные с возможностью взаимного аксиального смещения, а подвил ные и неподвижные части магнитопровода связаны посредством пружинящих элементов.

С целью уменьшения осевых усилий на подшипниках, обе части магнитопровода, образующие торцовые поверхности проточки могут быть установлены с возможностью аксиального смещения.

Величина осевого хода каждой из аксиально смещающихся частей магнитопровода выбрана равной осевому зазору между дисковым якорем и указанными частями магнитопровода.

На фиг. 1 изображен электромагнитный тормоз для фиксированной остановки вала; на фиг. 2 и 3 - варианты схемы предлагаемого устройства.

Устройство состоит из ведущей части, имеющей приводной двигатель с индукционной муфтой 2, и тормоза для фиксированной остановки вала, который содержит цилиндрический электропроводный якорь 3, размещенный между неподвижным составным магнитопроводом, имеющим полюса 4 и детали 5 и 6, и корпусом 7. Корпус 7 содержит пакет электротехнической стали 8, исключающий возникновение вихревых токов в нем. Обмотка возбуждения 9 размещена внутри составного магнитопровода между его деталями 5 и 6. Дисковый якорь 10 размещен в осевом зазоре проточки 11, образованной деталями 5 и 6 составного магнитопровода.

Дисковый и цилиндрический якоря жестко укреплены на затормаживаемом валу 12. Между деталями магнитопровода укреплен пружинящий элемент (пружина возврата) 13. Шпонка 14 предотвращает проворот детали 5.

В показанном на фиг. 2 устройстве дисковый якорь одновременно является крышкой подщипника 15, а детали 5 и 6 магнитопровода неподвижны. Подвижная деталь 16 является частью магнитопровода и подпружипена пружиной 13. Шпонка 14 предотвращает проворот детали 16 относительно детали 6.

В устройстве, представленном на фиг. 3, исключено одностороннее осевое усилие на подщипник, благодаря сжатию дискового фрикционного якоря с двух противоположных сторон элементами 17 и 18, являющимися частями деталей 5 и 6.

Устройство работает следующим образом.

Цилиндрический якорь 3, приведенный во вращение, например, индуктором индукционной муфты, получивщим вращение от двигателя 1, имеет скорость вращения п. Для обеспечения остановки вала, с которым жестко связан якорь 3, в заданном положении в обмотку возбуждения 9 подается ток. В результате полюсами составного магнитопровода образуется магнитное поле.

Вращаясь в электромагнитном поле, якорь 3 начинает уменьщать свою частоту вращения благодаря взаимодействию вихревых токов, возникающих в якоре под действием магнитного поля. В результате скорость вала снижается до минимальной (доводочной) скорости, при которой возможно и целесообразно окончательно остановить вал.

В период работы индукционного тормоза магнитный поток обмотки возбуждения 9 пронизывает детали 5 и 6 составного магнитопровода и дисковый якорь 19, расположенный между этими деталями, являющимся, таким образом, частью магнитопровода. При этом возникает сила взаимодействия между магнитопроводами, стремящаяся уменьшить величину воздушного зазора между ними. Однако противодействующая сила пружины 13 препятствует этому и якорь 10 может свободно вращаться в воздушном зазоре. При проведении окончательного торможения в обмотку возбуждения 8 подается импульс тока, превышающий первоначальное значение. В результате возрастает магнитный поток, и сила магнитного притяжения между деталями 5 и 6 магнитопровода начинает превышать свое первоначальное значение, а следовательно, и силу притяжения пружины. Благодаря этому деталь 5 магнитопровода начинает двигаться к детали 6 магнитопровода, зажимает дисковый ферромагнитный якорь и осуществляется окончательное торможение. Весо-габаритные характеристики предлагаемого устройства сокращены за счет использования дискового ферромагнитного якоря в качестве и якоря и магнитопровода одновременно, а также использования одного составного магнитопровода для цилиндрического и дискового якорей.

Формула изобретения

1. Электромагнитный тормоз, содержащий электропроводный цилиндрический и дисковый ферромагнитный якоря, жестко укрепленные на общем валу, составной неподвижный магнитопровод с полюсами, обращенными к цилиндрическому якорю, обмотку возбуждения, фрикционные элементы, установленные с возможностью контакта с дисковым якорем, пружинящие элементы, отличающийся тем, что, с целью уменьщения веса и габаритов, в магнитопроводе со стороны, обращенной к валу, выполнена проточка, в которой расположен дисковый якорь, при этом на частях магнитопровода, образующих торцовые поверхности проточки, укреплены фрикционные элементы, установленные с возможностью взаимного аксиального смещения, а подвижные и неподвижные части магнитопровода связаны посредством пружинящих элементов.

2. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьщения осевых усиЛИЙ на подщиинике, обе части магнитопровода, образующие торцовые поверхности проточки, установлены с возможностью аксиального смещения.

3. Тормоз по пп. 1и2, отличающийся тем, что величина осевого хода каждой из аксиально смещающихся частей магнитопровода выбрана равной осевому зазору между дисковым якорем и указанными частями магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Англии № 1373763, кл. Н 02К 44/00, 1974.

2.Патент Англии JMb 1403017, кл. Н 49/00, 1975 (прототип).

17