Электромагнитная муфта
Владельцы патента RU 2498486:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (RU)
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным муфтам, и может быть использовано для дистанционного управления сцеплением валов при ударной нагрузке и большом передаваемом моменте. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в обеспечении герметичного разделения ведущего и ведомого валов с возможностью передачи момента в герметичный объем, при одновременном сохранении высокого момента, передаваемого электромагнитной муфтой. Предлагаемая электромагнитная муфта содержит корпус (1), на котором закреплен магнитопровод (2), имеющий тороидальную форму и охватывающий кольцевую обмотку (3). На ведущем валу (7) установлена внутренняя втулка (11), к которой крепятся диски (4) ведущего вала с установленной на нем наружной втулкой (9) ведущего вала, к которой крепятся указанные диски (4) ведущего вала. На ведомом валу (8) установлена втулка (14) ведомого вала, к которой крепятся диски (5) ведомого вала. При этом согласно изобретению на магнитопроводе (2) закреплена первая наружная втулка (10) экрана, к которой крепится ферромагнитный диск (6) экрана, к которому примыкает внутренняя втулка (13) экрана. К внутренней втулке (13) экрана крепится ферромагнитный диск (6) экрана, затем указанная наружная втулка (10) экрана, и т.д. Последний ферромагнитный диск (6) экрана замыкается немагнитным диском (12) экрана. Благодаря введению указанного экрана между дисками ведущего и ведомого валов получена электромагнитная муфта с большим передаваемым моментом и герметичным разделением ведущего и ведомого валов, позволяющая передавать момент в герметизированный объем. 4 ил.
Изобретение относится к электротехнике, точнее к электромагнитным муфтам сцепления, и может быть использовано для дистанционного автоматического сцепления валов.
Известна электромагнитная муфта, содержащая вращающийся магнит в виде втулки, магнитопровод с зубцами, ведомую полумуфту с зубцами и расположенный между ними немагнитный экран (Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. «Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов», Справочник, Л., Машиностроение, 1980 г.) - [1].
Ее недостатком является малый передаваемый момент и малая механическая прочность немагнитного экрана.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является электромагнитная муфта, содержащая тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, чередующиеся диски ведущего вала и диски ведомого вала, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов (патент №2369954, Н02К 49/06, F16D 27/115, опубл. 10.10.2009. Бюл. №28) - [2].
Ее недостатком является отсутствие герметичного разделения ведущего и ведомого валов, не позволяющего передавать момент в герметичный объем.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении герметичного разделения ведущего и ведомого валов при сохранении высокого передаваемого муфтой момента.
Технический результат достигается тем, что в электромагнитную муфту, содержащую тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, диски ведущего и диски ведомого валов, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов, введен экран, отделяющий диски ведущего и ведомого валов и содержащий в активной зоне ферромагнитные диски, имеющие малую магнитную проводимость в тангенциальном направлении.
Сущность предлагаемой муфты объясняется фиг. 1-4:
Фиг.1 - продольное сечение муфты;
Фиг.2 - диск ведущего и ведомого валов;
Фиг.3 - ферромагнитный диск экрана;
Фиг.4 - развертка рабочей зоны на среднем радиусе.
Здесь: 1 - корпус; 2 - магнитопровод; 3 - обмотка; 4 - диски ведущего вала; 5 - диски ведомого вала; 6 - ферромагнитные диски экрана; 7 - ведущий вал; 8 - ведомый вал; 9 - наружная втулка ведущего вала; 10 - наружные втулки экрана; 11 - внутренняя втулка ведущего вала; 12 - немагнитный диск экрана; 13 - внутренние втулки экрана; 14 - втулка ведомого вала.
На корпусе 1 закреплен магнитопровод 2, который имеет тороидальную форму и охватывает кольцевую обмотку 3. На ведущем валу 7 установлена внутренняя втулка 11 ведущего вала. К ней крепится первый диск 4 ведущего вала, на котором установлена наружная втулка 9 ведущего вала. К ней крепятся остальные диски 4 ведущего вала.
На ведомом валу 8 установлена втулка 14 ведомого вала. К ней крепятся диски 5 ведомого вала.
Экран разделяет диски 4, 5 ведущего 7 и ведомого 8 валов и состоит из ферромагнитных дисков 6 экрана, наружных втулок 10 экрана, внутренних втулок 13 экрана и немагнитного диска 12 экрана.
Первая наружная втулка 10 экрана закреплена на магнитопроводе. К ней крепится первый ферромагнитный диск 6 экрана, к которому примыкает внутренняя втулка 13 экрана. К ней крепится второй ферромагнитный диск 6 экрана, затем наружная втулка 10 экрана и т.д.
Последний ферромагнитный диск 6 экрана замыкается немагнитным диском 12 экрана.
Диски 4 ведущего вала 7 имеют ферромагнитные (на фиг.2 показаны штриховкой) и немагнитные секторы (на фиг.2 не заштрихованы).
Диски 5 ведомого вала 8 имеют конструкцию, подобную дискам 4 ведущего вала 7.
Размеры и расположение ферромагнитных секторов дисков 4, 5 ведущего 7 и ведомого 8 валов совпадают.
Анизотропия ферромагнитных дисков экрана может быть обеспечена путем набора чередующихся тонких ферромагнитных и немагнитных листов, лежащих в одних плоскостях с осью вращения (фиг.3). При этом магнитная проводимость в тангенциальном направлении мала, а в радиальном и осевом направлениях большая.
Электромагнитная муфта работает следующим образом.
При подаче напряжения на обмотку 3 появляется магнитный поток, который замыкается вокруг обмотки и пересекает все зазоры в осевом направлении. Если передаваемый момент равен нулю, то расположение ферромагнитных секторов дисков ведущего 7 и ведомого валов 8 совпадает, что соответствует минимальному магнитному сопротивлению. При возрастании передаваемого момента увеличивается угол рассогласования между ферромагнитными секторами дисков ведущего 7 и ведомого валов 8 (фиг. 4), вращающихся с одинаковой скоростью.
Экран обеспечивает полную изоляцию ведущего и ведомого валов от проникновения агрессивных или взрывоопасных веществ и газов. Ферромагнитные диски экрана определяют малое магнитное сопротивление между ферромагнитными секторами ведущего и ведомого валов.
Электромагнитная муфта, содержащая тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, диски ведущего и диски ведомого валов, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов, отличающаяся тем, что введен экран, отделяющий диски ведущего и ведомого валов и содержащий в активной зоне ферромагнитные диски, имеющие малую магнитную проводимость в тангенциальном направлении.
