Электромагнитная порошковаяМуфТА Советский патент 1981 года по МПК F16D37/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов машин и механизМОЕ в условиях затяжных переходных процессов. Известна электромагнитная порошковая /Iyфтa, используемая в приводах рабочих органов машин, содержащая ведущую полумуфту со встроенной элек тромагнитной катушкой возбуждения и заполненной ферропорошком кольцевой рабочей полостьюI в которой помещена стаканообразная ведомая полумуфта tl К недостаткам такой муфты следует отнести сравнительно высокую потребляемую мощность, значительный вес, нестабильность характеристики в условиях затяжных переходных процессов Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту явля ется электромагнитная порошковая муф та содержащая ведущую полумуфту со встроенным электромагнитом и с заполненной ферромагнитньлм порошком рабочей полостью, в. которую вставлена с зазором часть ведомой полумуфты выполненная в виде закрепленных ,рав,н сЗмерно на диске перпендикулярно его плоскости радиальных лопаток 2. В этой муфте также не обеспечена стабильность основных характеристик в условиях затяжных переходных процессов . Это вызвано тем, что при достаточно больших инерционных массах рабочих органов, жестко связанных с ведомой полумуфтой, динамическая составляющая момента сопротивления относительно велика. Это ведет к затягиванию переходных процессов, например пуска привода, и, как следствие, к наличию скольжения между ведущей и ведомой полумуфтами в течение значительного времени. В режиме скольжения ферромагнитный порошок, расположенный связками в объемах между соседними радиальными лопатками начинает двигаться относительно ведущей полумуфты интенсивно нагреваясь, так как перемешивание порошка практически Отсутствует. Это в свою очередь может привести к комкованию ферропорошковой массы и к дальнейшему ее спеканию, т.е. к параметрическому или катастрофическому отказу муфты.

Цель изобретения - повышение надежности действия муфты в условиях затяжных переходных процессов.

Для достижения поставленной цели в электронагнитной порошковой муфте, содержащей ведущую полумуфту,выполненную в виде корпуса-магнитопроврда с кольцевой полостью, заполненной ферромагнитным порошком, ведомую полумуфту, выполненную в.виде диска |с закрепленнвлми равномерно по его периферии перпендикулярно его плоскости лопатками, размещенными в кольцевой полости корпуса-магнитопровода, и смонтированную на корпусемагнитопроводе катушку возбуждения, лопатки расположены с наклоном относительно радиальных плоскостей,прохоДящих через их оси инерции,причем углы наклона соседних лопаток противоположны ПОзнаку.

На фиг.. 1 изображена муфта,общий вид; на фиг. 2 - разрез -А-А н.а фиг.1; на фиг.З - рабочий- участок муфты -в увеличенном масштабе-.

Муфта содержит ведущую полумуфту, выполненную в виде корпуса-магнитопровода 1 с катушкой 2 возбуждения,. ведущую полумуфту-ротор 3 с лопатками 4, расположенными в кольцевой рабочей полости корпуса-магнитопровода,1 и наклоненными к радиальным плоскостям, проведенным через их продольные оси инерции, причем углы наклона соседних лопаток 4 противоположны по знаку, уплотнение 5, предохраняющее от попадания ферромагнитного порошка 6,. подшипниковый узел 7, контактные кольца 8, служащи для подвода напряжения к катушке 2 возбуждения.

Электромагнитная порошковая муфта работает следующим образом. .

При подаче постоянного тока на катушку 2 возбуждения рабочая полос.т корпуса магнитопровода пронизывается магнитнь{м потоком ф , гюд действием которого ферромагнитный порошок преобразуется в вязкую массу с определенным сопротивлением сдвига. В начальный момент пуска, когда корпус-магнитопровод вращается с постоянной скоростью, а ротор 3 неподвижен, имеет место интенсивное Скольжение. При этом корпус-магнитопровод 1 увлекает ферропорошковую массу б, оказывающую силовое воздей|ствие на цилиндрические поверхности его рабочей полости. Так как под |действием динамической составляющей момента сопротивления ротор 3 не может мгновенно разогнуться до скорости корпуса-магнитопровода 1,ферропорошковая масса 6 начинает циркулировать относительно ротора 3 по окружности кольцевой полости корпуса-магнитопровода 1, как это локазано на фиг.З пунктирными линиями .

Под действием лопаток 4, наклоненных к радиальным плоскостям под углами ai и , частицы ферропорошка б активно перемешиваются, двигаясь змейкой относительно лопаток 4, сообщающих, им скорости, вектор которой имеет тангенциальную составляющую V,p и нормальную сосгавлякяцую V, наличие которой активизирует процесс перемешивания и теплообмена частиц ферропорошка 6. По мере разгона скорость вращения ротора 3 достигает скорости вращения корпуса-магнитопровода 1 и их относительное скольжение прекращается, прекращается и циркуляция ферропорошка 6, муфта работает в номальном режиме.

Угол oL определяется различными параметрами муфты: грануляцией фер;розаполнителя, скоростью скольжения размерами рабочего зазора и так далее и выбирается в зависимости от

конкретных условий.

Применение лопаток, наклоненных радиальным плоскостям, проведенным через оси инерции лопаток, с углами наклона, противоположными у соседних лопаток, позволяет значительно улучшить перемешивание частиц порошка при длительном скольжении между полумуфтами и повышать тем самым надежность работы муфты в условиях затяжных переходных процессов,которые имеют место в приводах, характеризуемых динамической составляющей момента сопротивления рабочих органов, соизмеримой со статическим моментом сопротивления. Результтами экспериментальных исследований установлено, что интенсивность перемешивания феррозаполнителя в режиме скольжения муфты резко возрастает и зависит от скорости скольжения и угла .наклона ot лопаток.

.Формула изобретения

Электромагнитная порошковая муфта, . содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде корпуса-магнитопровода с кольцевой полостью, заполненной ферромагнитным порошком, ведомую полумуфту, выполненную в виДе диска с закрепленными равномерно по его периферии перпендикулярно его плоскости лопатками, размещенными в кольцевой полости корпуса-магнитопровода, и смонтированную на корпусе-магнитопрюводе катушку возбуждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ее действия в условиях затяжных переходных процессов, лопатки расположены с 1аклоном относительно радиальных плоскостей, прохолящих