книги из ГПНТБ / Механизмы с магнитной связью

132

шое преимущество по сравнению с другими СММ: они обладают естественным пусковым моментом. Гистерезисные муфты широко используются в приводах небольшой мощности в экранированном исполнении и в системах электроавтоматики, выполняя роль ог­ раничителей величины передаваемого момента для защиты двига­ телей от перегрузок при авариях и работе на упор, нагрузочных или тормозных устройств, для торможения и фиксации положе­ ния приводов и т. д. Они могут быть выполнены как с электро­ магнитным, так и с магнитным возбуждением. Последние полу­ чили наибольшее распространение.

Рис. 11.18. Магнитная гистерезисная муфта:

/ — магнит «звездочка» ведущей полумуфты; 2 — корпус ведущей полумуфты; 3 — магнит «звездочка» ведомой полумуфты; 4 — гистерезисный пакет

На рис. 11.17 показано устройство приборной экранированной магнитно-гистерезисной муфты для микропривода Г Муфта со­ держит гистерезисные слои, установленные в наружной полумуфте. Магнит внутренней полумуфты защищен от коррозии герметичной рубашкой. Гистерезисные муфты, используемые в приводах электроавтоматики, могут иметь разнообразные кон­ струкции.

,В муфте, показанной на рис. 11.18, внутренняя полумуфта состоит из магнита в виде звездочки и пакета из пластин мате­ риала, имеющего большие потери на гистерезис. Наружная полу­ муфта имеет магнит «звездочка», охватывающий пакет, и магнит внутренней полумуфты. При толчковом пуске синхронизирую­ щего момента, развиваемого магнитами, недостаточно, и муфта «срывается». В зазоре возникает вращающееся магнитное поле, которое перемагничивает гистерезисные листы пакета. В резуль­ тате циклического перемагничивания появляется гистерезисный момент, плавно разгоняющий ведомую полумуфту до синхрон­ ного вращения полумуфт. При этом момент инерции ведомой части привода влияет на время вхождения в синхронизм.

133

Гистерезисная муфта может иметь малоинерционный полый ротор и одноимеинополюсную магнитную систему Г Такая муфта, показанная на рис. 11.19, содержит магнит в виде втулки с осе­ вой намагниченностью. Магнитная система муфты имеет рабочий цилиндрический зазор, образованный двумя полюсными дисками, в который введен тонкостенный стакан из гистерезисного мате-

А

п,

Рис. 11.19. Гистерезисная муфта с полым ротором:

1 — магнит в виде втулки; 2 и 3 — полюсные диски; 4 — подшипник ведомой полумуфты; 5 и 7 — зубчатые колеса; 6 — подшипники; 8 — гистерезисный ротор; 9 — пресс-материал; 10 — вал

риала — ротор ведомой полумуфты. Оси зубцов полюсных дис­ ков сдвинуты на половину зубцового шага, т. е. число пар полю­ сов вдвое больше числа зубцов одного диска. Такая конструкция и использование магнита в виде втулки с большой энергией обес­ печивает передачу большего момента, чем в муфте с магнитом «звездочка» при тех же габаритах муфты.

1 Н. В. Г о р д е е в , А. А. К р и в е н ц о в , С. А. Ф р а н к ш т е й н . Магнитная муфта. Авт. свид. № 274566, 1968.

Магнитная муфта. Авт. свид. № 254632, 1969. Авторы: В. Г. Богунов, Н. В. Гордеев, А. А. Кривенцов, С. А. Франкштейн.

134

8. ТОРЦОВЫЕ СИНХРСИНЫЕ МУФТЫ ВРАШ.ЕНИЯ

Торцовые синхронные муфты распространены гораздо меньше цилиндрических. Причиной этого являются органические недо­ статки торцовой конструкции: наличие значительных сил осе­ вого притяжения полумуфт и трудности создания жестких тон­ ких плоских экранов. В связи с этим торцовые■муфты обычно используются при небольших перепадах давления и моментах.

Рассмотрим' некоторые конструкции торцовых муфт. ■

А-А

Рис. 11.20. Торцовая одноименнополюсная муфта:

1 — левая полумуфта с полюсной системой; 2 — экран, 3 — полюсная си­ стема правой полумуфты; 4 — торцовый магнитный башмак; 5 — магнит; 6 — магннтопровод

Торцовая магнитная одноименнополюсная муфта, показанная на рис. 11.20, рассчитана на передачу мощности 5 кВт при 3000 об/мин, с перепадом давления 1,5- 106 Н/м2. Состоит она из конического или плоского экрана 2 из стали Х18Н9Т с периферий­ ным кольцом и двух полумуфт 1 и 3. Ведущая правая полумуфта состоит из магнита 5, сидящего на ведущем валу, магнитопровода и полюсной системы. Ведомая левая полумуфта 1 представляет собой диск с зубцами на периферии и плоской поверхностью пере­ хода магнитного потока в центре. Диск крепится на ведомый вал. Зубцы имеют трапецеидальную форму и нарезаны радиально.

Торцовая магнитная переменнополюсная муфта (рис. 11.21) отличается от рассмотренной выше исполнением зубцовых зон ведущей и ведомой полумуфт. Полярность потока под зубцами периодически чередуется. Зубцы выполнены прямоугольными.

Торцовые муфты с магнитами из феррита бария применяются чаще, чем аналогичные муфты на литых'магнитах. Такая муфта (рис. 11.22) состоит из ведущей и ведомой полумуфт, разделенных герметичным плоским экраном. Полумуфты совершенно одина-

135

136

3 4 5

Рис. 11.21. Торцовая переменнополюсная муфта:

магнитопровод; 2 «- магнит; 4, 5 — полюсная система правой полуыуфты (N и S); 6 — экран; 7 — левая полумуфта

ковы по конструкции и состоят из плоских оксиднобариевых ферритовых магнитов чередующейся полярности. Магниты имеют форму секторов. К плоскости магнитопровода они крепятся эпок-

Рис. 11.22. Конструкция торцовой муфты на ферритах бария:

сидной смолой или клеем с примесью порошка феррита. Магнитопровод замыкает наружные полюсы магнитов. Цилиндрическая поверхность полумуфт выполнена из немагнитного кольца.

При использовании муфты в агрессивной среде магниты защи­ щаются немагнитным антикоррозионным покрытием.

9. РЕДУКТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Редукторные магнитные механизмы, как правило, повторяют кинематические схемы обычных редукторов с механическим за­

137

В механизмах одна из шестерен и червяк выполнены из маг­ нитно-мягкой стали н являются магнптопроводом. Во второй из шестерен и червячном колесе установлены постоянные магниты в виде втулки с осевой намагниченностью. Между зубцами взаимо­ действующих элементов — воздушный зазор. Магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом, замыкается через зубцы вра-

Рис. 11.23. Магнитный цилиндрический редук­ тор:

1 “ ведущая шестерня; 2 — ведомая шестерня; 3 — маг­ нит; 4 — корпус; 5 — под­ шипник

щающихся элементов механизма, воздушные зазоры н металл деталей СММ. Величина передаваемого момента зависит от индук­ ции в зазоре, формы и числа зубцов, через которые проходит маг­ нитный поток. Отсюда следует, что внутреннее зацепление обес­ печивает передачу большего момента, чем наружное. Передаточ­ ное число определяется отношением числа зубцов «контактирую­ щих» элементов.

Рис. 11.24. Магнитный червячный редуктор:

1 — червяк; 2 '— зубцовая зона червячного колеса: 3 — магнит; 4 — вал; 5 — под­ шипник; 6 — корпус

В магнитном редукторе, показанном на рис. 11.25, используется внутреннее зацепление шестерен. Магнитный поток .создается не­ подвижным магнитом. Между шестернями введен немагнитный экран. Однако и в этой конструкции вследствие большого различия в диаметрах шестерен передаваемый момент невелик. Стремление повысить величину передаваемого редуктором момента привело к разработке конструкции двухступенчатого планетарного магнит­ ного редуктора с внутренним зацеплением и малой разностью чисел зубцов колес типа 2К-Н [13]. Устройство такого редуктора мощ­ ностью 80 Вт с передаточным отношением 1 : 76 и асинхронным

138

двигателем на 3000 об/мин показано на рис. 11.26. Редуктор со­ стоит из центральных колес — неподвижного 3 и вращающегося с валом 6, водила 1 с сателлитом 7. В редукторе применены под­ шипники качения. Минимальные зазоры между колесами и сател­ литом — 0,2 мм. Магнитный поток создается неподвижным по­ стоянным магнитом 4 в виде кольца с осевым намагничиванием.

К вращающемуся центральному колесу магнитный поток под­ водится через воздушный зазор 0,2 мм с помощью кольца 5. Ко­ лесо 3 и сидящее на валу колесо 6, водило 1, сателлит 7 и кольцо 5 выполняются из магнитно-мягкой стали (Ст. 3—Ст.5, стали 10, 45) и не требуют никакой термообработки. Эти детали составляют магнитопровод редуктора. Корпус редуктора 2 выполняется из немагнитного материала (алюминий, сталь Х18Н9Т). Центробеж­ ные силы, возникающие при вращении водила, устраняются двумя противовесами 8. Редуктор содиняется с валом двигателя 9 муфтой.

139

140

Рис. 11.26. Магнитный планетарный редуктор

Сборка и разборка механизма производится с размагниченным магнитом. Собранный редуктор намагничивается импульсным ме­ тодом. Магнитный редуктор по схеме 2К-Н может быть выполнен

Рис. 11.27. Электромагнитный планетарный редуктор:

Редуктор содержит магнитопроводящий корпус 7, внутри ко­ торого ’расположен немагнитный ведущий вал 12, на котором экс­ центрично расположен сателлит 4 с венцом 8. Внутри сателлита находится противовес 5, а между венцами сателлита катушка воз­ буждения 6. Момент снимается с ведомого вала И , выполненного за одно целое с ведомым зубчатым колесом. Детали редуктора, участвующие в прохождении магнитного потока, выполнены из магнитопровбдящего материала (сталь 20). Остальные детали вы­ полнены из немагнитной стали Х18Н9Т или немагнитных сплавов.

Перспективным является объединение электродвигателя и электромагнитного редуктора в виде мотор-редуктора, как пока-

141