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

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ МНОГОПОЛЮСНЫЙ

ТОРМОЗ

I

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных областях народного хозяйства для торможения вращающихся частей машин.

Известен электромагнитный порошковый тормоз, содерж ий подвижный и неподвижный магнитопроводы, установленные один в другом с кольцевым зазором, заполненным ферромагнитным порошком и катушки, возбуждения, закрепленные тангенциально на одном из магнитопроводов Cl

Недостатком тормоза является неполное перемешивание ферропорошка в рабочем зазоре и вследствие этого пониженная надежность его действия в условиях длительной эксплуатации.. Этот недостаток устранен в электромагнитном порошковом многополюсном тормозе, содержащем подвижный и неподвижный магнитопроводы, установленные один в другом с кольцевым зазором, заполненным ферромагнитным порошком, и катушки возбуждения, закрепленные тангенциалыно на полюсах обоих магнитопроводов .

Недостатком такого тормоза является -нестабильность работы вследствие колебаний мгновенного значения тормозного момента относительно квазиустановившегося значения.

Это происходит потому, что при работе этого тормоза нормальная составляющая магнитного потока в рабочем зазоре, колеблется от максимального значения до нуля, а поскольку момент тормоза является функцией магнитного потока, то и мгновенного значения тормозного момента колеблют ся относительно некоторого среднего значения с большей амплитудой. Частота колебаний тормозного момента прямо пропорциональна скорости торможения, вследствие чего при малых скоростях колебания мгновенных значений момента имеют большой период и работа тормоза, в этом случае, ха3рактеризуется биениями, что для ряда механизмов совершенно недопустимо. Целью изобретения является повышение стабильности работы тормоза при малых скоростях торможения путем уменьшения пульсации тормозного момента. Для достижения поставленной цели в известном электромагнитном порошковом .многополюсном тормозе, содержащем подвижный и неподвижный ма|- нитопроводы, установленные один в другом с кольцевым зазором, заполненЛым ферропорошком, и катушки воз ,буждения, смонтированные тангенциально на полюсах обоих магнитопрово дов, полюса подвижного магнитопрово да выполнены в продольном направлении криволинейными и направлены по винтовой спирали, ось которой совме щена с геометрической осью тормоза. Такая конструкция позволяет умень|Вить пульсации тормозного момента, что в свою очередь ведет к повышению стабильности работы тормоза осо бенно при малых скоростях торможени На фиг. 1 изображен тормоз, разрез (подвижный магнитопровод изображен для наглядности без разреза) , на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 разрез В-В на фиг, 1, на фиг. k - разрез А-А на фиг. 1 при повороте подвижного магнитопровода на 90 относительно положения, изображенного на фиг. 2; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 1 при повороте подвижного магнитопровода на 90 ° относительно положения, изображенно го на фиг. 3. . Тормоз содержит многополюсной шихтованный магнитопровод 1 с катуш ками возбуждения 2 и с защитными втулками 3 на его полюсах; подвижный магнитопровод со спиральными полюсами, на котором закреплены катушки возбуждения 5 с защитными вту ками 6. Магнитопровод 4 закреплен на валу 7, на выходном конце которо го установлены контактные кольца 8, уплотнения 9, предохраняющие подшип ники 10 от попадания в них ферромаг нитного порошка 11. Электромагнитный порошковый тормоз работает следующим образом. При подаче на катушки возбуждени 2 и 5 постоянного тока создаются равные по величине магнитные потоки + магнитопровода 1 -Ф и магнитопровода k - Ф, причем полярности полюсов магнитопроводов 1 и t чередуются N - S, N-S. Это достигается соответствующим подключением катушек 2 и 5 к сети постоянного тока. Рассмотрим два рабочих положения подвижного магнитопровода Ц характерных для работы тормоза. В одном из рабочих положений у одного конца тормоза (фиг.2) под каждым полюсом магнитопровода 1 оппозитно расположен полюс подвижного ма1- нитопровода k противоположной полярности. Такое расположение полюсов ведет к суммированию магнитных потоков Ф, Ф 2 в рабочем зазоре тормоза, что в свою очередь ведет к образованию вязкой магнитной массы порошка 1 1 с определенным сопротивлением сдвигу. Магнитный поток рассеяния в этом случае мал и порошок 11 из межполюсного пространства у рассматриваемого конца тормоза целиком перемещается под полюса. На другом конце тормоза (фиг.З) за счет смещения полюсов подвижного магнитопровода 4 относительно полюсов магнитопровода суммарный поток меньше по величине из-за соответствующего увеличения магнитного сопротивления, контура, вызванного удлинением его средней линии, соответственно меньше и нормальные магнитные силы, действующие на ротор в этом части тормоза. Действие нормальных магнитных сил в этом рабочем положеНИИ тормоза, достигая максимума у одного коцца магнитопровода k (фиг.З), плавно уменьшается вдоль полюса к противоположному его концу (фиг.З) до определенной величины, зависящей от магнитных свойств порошка и угла спирали полюсов. В другом рабочем положении - при повороте подвижного магнитопровода вокруг своей оси на 90° относительно первого положения у одного конца тормоза (фиг.) под каждым полюсом неподвижного магнитопровода 1 оппозитно расположен полюс подвижного магнитопровода Ц одноименной полярности. Суммарный поток равен при этом нулю, так как потоки Ф и Ф, равные по величине взаимно уничтожаются Ф - Ф 0. Под полюсами магнитный поток отсутствует, но потоки рассеивания значительно усиливаются, это ведет к тому, что магнитный ферромагнитный порошок 11 перемещается целиком в межполюсное пространство, маг нитные силы, действующие на подвижный магнитопровод k и обуславливающие тормозной момент, практически равны нулю. У другого конца магнитопровода. (фиг.5) из-за наличия смещения полюсов нормальные магнитные силы не равны нулю, таким образом вдоль полюса нормальные магнитные силы, создающие тормозной момент, изменяются от нуля до макйимума. При вращении подвижного магнитопровода 4 в процессе работы тормоза описанные рабочие положения непрерывно чередуются между собой, что ведет к колебаниям среднего мёгнитного потока под полюсами от максиму ма до минимума, но не до нуля, ферромагнитный порошок Т1 интенсивно перемешивается. Мгновенные значения тормозного момента при этом не достигают нулевого значения, колеблясь вокруг среднего значения. Диапазон колебаний мгновенных значений тормозного момента опреде.ляется углом спирали полюса подвижного магнитопровода. Отсутствие нулевых мгновенных зн чений тормозного момента уменьшает 46 удары - биения тормоза, что в свою очередь повышает стабильность работь тормоза при малых скоростях торможения. Формула изобретения Электромагнитный порошковый многополюсный тормоз, содержащий подвижный и неподвижный магнитопроводы, установленные один в другом с кольцевым зазором, заполненным ферромагнитным порошком, и катушки возбуждения, смонтированные тангенциально на полюсах обоих магнитопроводов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности его работы при малых скоростях торможения путем уменьшения пульсации тормозно,го момента, полюса подвижного магнитопровода выполнены в продольном направлении криволинейными и направлены по винтовым спиралям, ось которых совмещена с герметической осью тормоза. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США Н 2875360 кл. 192-21.5, 1951. 2.Авторское свидетельство СССР « 811009, кл. F 16 D 37/02, 1979 (прототип).

pu-i.5