Электромагнитный порошковый тормоз Советский патент 1982 года по МПК F16D37/02 

Изобретение относится к мгиииностроению и может быть использовано для интенсивного торможения рабочих орга нов машины. Известен электромагнитный порошковый тормоз, предназначенный для торможения вращающихся рабочих органов машин, состоящий из магнитопровода с катушкой возбуждения и с заполненной ферромагнитным порошком кольцевой полостью, в которой размещен стаканообразный ротор 11. Однако известный электромагнитный порошковый тормоз характеризуется нестабильностью характеристик в условиях циклических торможений, вызы вфощихзначительные перепады темпера туры в зоне рабочего зазора. Это обусловлено тем, что при работе торMtosa в циклическом режиме в объеме рабочего зазора выделяется большое количество тепла, вызванного преобразованием электрической энергии в механическую, вследствие чего темпе ратура тормоза колеблется, причем чем интенсивнее торможение, тем выше значение установившейся температ ры тормоза, а во время пауз темпера тура снижается. Увеличение температуры тормоза ведет к объемному расш рению частиц ферромагнитного порошка, заполняющих объем рабочего зазора, что в свою очередь ведет к значительному увеличению тормозного момента по сравнению с требуемьм, величи- на которого задается током возбуждения. И наоборот уменьшение температуры тормоза ведет к значительному уменьшению тормозного момента, т.е. при циклическом торможении, величина тормозного момента существенно нестабильна во времени и пропорциональна температуре тормоза. Целью изобретения является повышение стабильности характеристик тормоза в условиях циклических торможений. Для достижения цели известный электромагнитный порошковый тормоз, содержащий магнитопровод с кольцевой полостью, заполненной ферромагнитным порошком, смонтированную на магнитепроводе катушку возбуждения и размещенный в КОЛЬЦОВОЙ полости магнитопровода станкообразный ротор,снабжен втулкой из термочувствительного магнитного материала, установленной заподлицо с боковой поверхностью магнитопровода, обращенной к его кольцевой полости и соосно ей. Применение втулки, выполненной и термочувствительного магнитного материала и размещенной на магнитопро воде, позволяет повысить стабильнос характеристик тормоза в условиях ци лических торможений за счет компенс ции колебаний температуры тормоза соответствующим изменением величины магнитного потока в рабочем зазоре тормоза. На фиг. 1 изображен тормоз, общий вид, разрез-, на фиг. 2 - разрез на фиг. 1. Тормоз содержит нагнигопровод 1 кольцевой рабочей полостью, катушку возбуждения 2, ротор 3 с отверстиям 4 у основания и с наружной и внутре ней винтовыми канавками, противоположными по направлению нарезки (например, наружная нарезка левая, а внутренняя правая), закрепленный на выходном валу 5, уплотнение 6 дл защиты фланцевого подшипникового уз ла 7 от попадания в него ферромагнитного порошка 8 и втулку 9, выпол ненную из термочувствительного магнитного материала. Тормоз работает следующим образом. При подаче на катушку возбуждения 2 постоянного тока магнитный поток пронизывает внешний и внутрен НИИ рабочие зазоры межр.у втулкой 9 и ротором 3, вследствие чего ферромагнитный порошок 8/ находящийся в зазорах, превращается в пластическую массу с сопротивлением сдвигу, зависящим от индукции магнитного поля. При вращении ротора 3 (например, по часовой стрелке со стороны вала 5) пластичная масса ферромагнитного порошка начинает циркулировать вдоль зазоров, причем по наружной поверхности ротора 3 под действием левой нарезки ферромагнитный порошок 8 перемещается от основания ротора 3 к его концу, а по внутренней поверхности ротора под действием правой нарезки перемещается от конца к основанию ротора 3. Наружный и внутренний зазоры соединяются между собой с одной стороны торцовым зазором между концом ротора 3 и торцовой частью кольцевого рабочего зазора в магнитопроводе 1, с другой стороны посредством ряда отверстий 4 у основания ротора 3, количество и профиль кбторых выбирается конструктивно. / в процессе работы тормоза ферро « гнитный порошок 8 совершает кругооборот из наружного зазора во внутренний, интенсивно перемешиваясь и нагреваясь, что в свою Очередь ведет к монотонному увеличению коэффициента заполнения к рабочим зазорам ферромагнитным порошком 8. При циклической работе тормоза процесс его нагрева чередуется с охлаждением, что ведет к непрерывному изменению К. Но за счет наличия втулки 9, выполненной из термочувствительного магнитного материала,например кальмаллоя, изменение К не приводит к изменению тормозного момента по сравнению с его требуемым значением,, так как хотя при нагреве тормоза температуры тормоза и К растут, но увеличивается и магнитное сопротивление втулки 9 и соответственно уменьшается величина магнитного потока, пронизывающего рабочие зазоры. Поскольку тормозной момент пропорционален К и магнитному потоку, то увеличение К не ведет к росту тормозного момента за счет соответствующего уменьшения магнитного потока. И наоборот, при охлаждении тормоза уменьшается К, но магнитный поток растет за счет уменьшения магнитного сопротивления втулки 9, величина которого интенсивно зависит от температуры. Расположение термочувствительной втулки 9 непосредственно у рабочего зазора уменьшает инерционность компенсации и повышает чувствительность. Применение втулки, выполненной из термочувствительного магнитного материала позволяет получать стабильные характеристики тормоза, особенно в условиях циклических торможений, когда температурные перепады велики, и при больших значениях коэффициента заполнения рабочих зазоров ферромагнитным порошком. Формула изобретения Электромагнитный порошковый тормоз, содержащий магнитопровод с кольцевой полостью, заполненной ферромагнитным порошком, смонтированную на магнитопроводе катушку возбуждения и размещенный в кольцевой полости магнитопровода стаканообразный ротор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности характеристик в условиях циклических торможений, он снабжен втулкой из термочувствительного магнитного материала, установленной заподлицо с боковой поверхностью магнитопровода, обращенной к его кольцевой полости и соосно ей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Могилевский в.Г. Электромагнитные порошковые муфты и тормоза, М., Энергия, 1964, с. 33, рис. 16 (прототип) .

г i 9

8