Изобретение относится к области машиностроения, а именно к порошковым муфтам. Порошковая муфта сцепления с приводом управления содержит разъемный корпус с соосно установленными валами, на которых жестко закреплены ведущий и ведомый диски полумуфт. На торцах дисков выполнено несколько конических канавок и выступов, расположенных концентрично, которые взаимодействуют между собой. Торцевые поверхности обоих дисков разбиты на несколько секторов радиальными впадинами. На втулке ведомого диска установлен постоянный магнит, выполненный в виде диска кольцеобразной формы. На втулке ведущего диска установлена обмотка электромагнита, выводы которой выведены за пределы корпуса через каналы, выполненные в теле ведущего вала, и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на выходящем конце ведущего вала, и закрыты крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса. Токосъемочные кольца изолированы от вала изоляционной втулкой и взаимодействуют с токосъемочными щетками, которые соединяются посредством двух проводников с контактами двухполюсного переключателя. Противоположные контакты переключателя соединены с клеммами источника постоянного тока. В одну из цепей включен регулируемый резистор. Техническим результатом является повышение надежности сцепления. 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2499923

Изобретение относится к муфтам сцепления, предназначенным для соединения и разъединения валов, передающим вращающий момент благодаря силам трения между ведущей и ведомой полумуфтами и может использоваться вместо известных дисковых муфт сцепления.

Известная порошковая муфта сцепления содержит разъемный корпус с установленными соосно валами, на которых жестко закреплены ведущая и ведомая полумуфты. На взаимодействующих торцах дисков полумуфт выполнено несколько конических канавок и выступов, расположенных концентрично. Канавки ведущей полумуфты выполнены в обратной конфигурации выступам и канавкам ведомой полумуфты. Торцевые поверхности обеих полумуфт разбиты на несколько секторов радиальными впадинами. Глубина радиальных впадин соответствует глубине концентрических канавок. Между дисками помещается фрикционный порошок.

Предлагаемая порошковая муфта сцепления (далее читайте - порошковая муфта) отличается от известной муфты тем, что данная порошковая муфта снабжена электромагнитным приводом управления. Корпус муфты является неподвижным, а в стенках корпуса установлены соосно валы с дисками полумуфт. Ведомый диск полумуфты снабжен постоянным магнитом, выполненным в виде кольцеобразного диска, установленным с обратной стороны, и закрепленным на втулке ведомого диска полумуфты. Ведущий диск полумуфты снабжен электромагнитом, обмотка которого установлена также с обратной стороны диска и закреплена на втулке ведущего диска полумуфты. Выводы электромагнитной катушки проходят через каналы, выполненные в теле ведущего вала. Концы выводов выведены за пределы корпуса, и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на конце выходящего вала, и закрыты крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса. Токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками, установленными на крышке токосъемочных колец, которые соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя. Противоположные контакты переключателя соединены с клеммами источника питания постоянного тока. В электрическую цепь управления включен регулирующий резистор.

На фиг.1 показан продольный разрез порошковой муфты сцепления.

На фиг.2 показана торцевая поверхность диска ведущей полумуфты.

На фиг.3 показана торцевая поверхность диска ведомой полумуфты.

На фиг.4 показан продольный разрез ведущей полумуфты с электромагнитной схемой управления.

Устройство порошковой муфты сцепления с электромагнитным приводом управления.

Порошковая муфта, фиг.1, содержит разъемный корпус 1 и 2, в полости которого установлены ведомый и ведущий диски 3 и 4 полумуфт. Ведущий диск 4 жестко закреплен на ведущем валу 5. Ведомый диск 3 установлен на ведомом валу 6. Ведомый и ведущий валы установлены соосно и закреплены в стенках корпуса на подшипниках 7 и 8, которые фиксируются в стенках корпуса фланцами 9 и 10 и болтами 11. Соосность валов обеспечивается за счет хвостовика 12, выполненного на внутреннем торце ведущего вала, который взаимодействует с цилиндрической полостью (стаканом), выполненной в торце ведомого вала. Поверхность ведомого вала снабжена шлицами 13, которые взаимодействуют со шлицами, выполненными на внутренней поверхности втулки 15 ведомого диска 3. Ведомый диск имеет возможность перемещаться вдоль шлиц ведомого вала. На наружной поверхности ведомого диска 3 и втулке 15 закреплен постоянный магнит 14, выполненный в виде кольцеобразного диска. На внутренней торцевой поверхности ведомого диска 3 выполнены несколько конических канавок 30 и выступов 16 и 17 (9 штук), расположенных концентрично. На ведущем валу 5 закреплен ведущий диск 4 с втулкой 19 шпонкой 20. На наружной поверхности втулки 19 закреплена катушка электромагнита 18, которая снабжена защитной оболочкой 21. На внутренней торцевой поверхности ведущего диска 4 выполнены несколько конических канавок 30 и выступов 23 и 24 (9 штук), расположенных концентрично. Выступы и канавки диска ведущей полумуфты выполнены в обратной конфигурации выступам и впадинам диска ведомой полумуфты, причем с таким расчетом, чтобы выступы ведущей полумуфты могли входить в канавки ведомой полумуфты с возможностью вращения. Ведущий и ведомый валы 5 и 6 снабжены ограничительными кольцами 25 и 26. В полость 27 корпуса помещается абразивный порошок с масленичной жидкостью 28 и 29. В качестве абразивного порошка может использоваться алюминиевый порошок, смешанный с маслянистой жидкостью. Маслянистая жидкость в данном случае будет выполнять две функции. В одном случае она будет обеспечивать подшипники смазкой. А в другом случае данная жидкость будет активно перемешивать порошок, и растаскивать его по всей поверхности дисков. Алюминиевый порошок по структуре своей является мягким, обладает пластичностью. Попадая между твердыми выступами и впадинами дисков, данный порошок будет размазываться по поверхности выступов и впадин, этим самым будет создавать необходимые условия для сцепления дисков полумуфт. Торцевые поверхности обеих дисков, фиг.2 и 3, разбиты на несколько секторов радиальными впадинами 31, равномерно распределенными по окружности, глубина которых соответствует глубине концентрических канавок 30. С целью исключения возникновений динамических ударов, в процессе включения порошковой муфты в работу, на дисках полумуфт выполнено разное число радиальных впадин. На ведущем диске выполнено три радиальных впадины 31, а на ведомом - пять радиальных впадин 31. На внешней окружной поверхности ведомого и ведущего дисков выполнены заборные окна 32 и 33. Выводы 22, фиг.4, катушки 18 электромагнита выведены через каналы, выполненные в теле ведущего вала, за пределы корпуса, и соединяются с токосъемными кольцами 34, установленными на конце выходного вала 5. Токосъемные кольца 34 изолированы от вала изоляционной втулкой 35. Токосъемочные кольца закрыты крышкой 40, которая крепится болтами 11 к стенке корпуса. Токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками 36, которые соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя П. В электрическую цепь, после переключателя П, включен регулируемый резистор R, посредством которого можно изменять величину подаваемого тока на катушку электромагнита, что позволяет производить включение муфты в работу с разной силой действия. Противоположные контакты двухполюсного переключателя соединяются с клеммами источника питания И.п. постоянного тока. Ведущий вал 5 снабжен наружным хвостовиком 37, с выполненными шлицами, который используется для соединения с валом двигателя.

Порошковая муфта сцепления работает следующим образом.

На фиг.1 показано положение порошковой муфты сцепления, в котором диски полумуфт находятся в полном сцепленном состоянии. Так как постоянный магнит 14, фиг.1, имеет постоянную полюсацию, то для того чтобы осуществить притяжение дисков между собой, необходимо подать магнитный поток Ф на диск 4, образованный катушкой 18, с противоположной полюсацией, т.е. в данном случае необходимо подать магнитный поток южным полюсом S. Для этого двухполюсной переключатель П устанавливается в нижнее положение, как показано на фиг.4. Движок регулируемого резистора R устанавливается на максимальную подачу тока. Ток будет поступать через щетки 36 и Токосъемочные кольца 34, выводы 22, на обмотку катушки 18. Произойдет намагничивание ведущего диска 4, фиг.4, и вместе с ним будут намагничиваться выступы 23, которые создадут магнитный поток Ф. Ведомый диск 3 будет подмагничиваться постоянным магнитом 14 и всегда будет обращен к ведущему диску 4 северным полюсом N. Выступы 16 и 17, которого, будут иметь также северный полюс N. В результате разноименной полюсации между ведущим и ведомым дисками 3 и 4 произойдет притяжение. Диск 3 переместится по шлицам 13 и своими выступами 16 и 39, фиг.3, войдет во впадины 30, ведущего диска, а выступы 23 и 38 ведущего диска войдут во впадины 30 и 31 ведомого диска. Избыточная захваченная жидкость между дисками, будет вытесняться через окна 32 и 34 обратно в полость 27 корпуса. Так как частицы порошка будут оказываться крупнее масленой пленки, поэтому порошок будет размазываться по поверхности дисков и, этим самым, будет создаваться хорошее условие дискам для сцепления между собой. Кроме того, при набегании выступов 39 одного диска, на радиальные впадины 31 и выступы 38, другого диска, объем полостей будет уменьшаться, и давление жидкости будет резко возрастать и приводить ведомый диск во вращательное движение. В этом случае вращательный момент будет передаваться между дисками за счет скольжения дисков. При полном сжатии дисков будет происходить полная передача вращения с ведущего вала на ведомый вал.

Для того, чтобы произвести разъединение валов, необходимо контакты двухполюсного переключателя П перекинуть в верхнее положение. В этом случае произойдет смена полярности тока в проводниках, а в обмотке катушки электромагнита 18 произойдет переполюсация. На ведущем диске 4 и выступах 23 создастся северный полюс N. При создании однополярности на дисках 3 и 4, диски полумуфт будут расталкиваться между собой. При этом выступы 16 ведомого диска 3 начнут выталкиваться из впадин 30 ведущего диска. В результате этого диски разомкнутся. Ведомый диск 3 переместится по шлицам 13 к стенке 1 корпуса. Валы 5 и 6 разомкнутся между собой и вращение передаваться не будет. Жидкость с порошком снова будет засасываться в полости между дисками через окна 32 и 33.

Изменить степень сцепления между дисками полумуфт можно также за счет резистора R. При уменьшении подачи тока на катушку 12 электромагнита, сила сцепление дисков будет уменьшаться, а при увеличении подачи тока будет происходить увеличение сцепления между дисками. При полном отключении тока, сцепление дисков будет происходить только за счет силы притяжения постоянного магнита 14.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Порошковая муфта сцепления с приводом управления, содержащая разъемный корпус с установленными соосно валами, на которых закреплены ведущий и ведомый диски полумуфт, на торцевых поверхностях которых выполнены несколько канавок и выступов, расположенных относительно друг друга концентрично, которые взаимодействуют друг с другом, торцевые поверхности обеих дисков разбиты на несколько секторов радиальными впадинами, в полости корпуса помещается алюминиевый порошок с масленичной жидкостью, отличающаяся тем, что порошковая муфта сцепления снабжена электромагнитным приводом управления, включающим в себя обмотку катушки электромагнита, закрепленную на втулке ведущего диска полумуфты, постоянный магнит, выполненный кольцеобразной формы и закрепленный на втулке ведомого диска полумуфты, выводы обмотки катушки выведены по каналам, выполненным в теле ведущего вала, за пределы корпуса и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на выходящем конце ведущего вала, токосъемочные кольца изолируются от вала изоляционной втулкой и закрываются крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса, токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками, которые закрепляются на крышке и соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя, противоположные контакты переключателя соединяются с клеммами источника постоянного тока в одну проводную цепь, между переключателем и щетками устанавливается регулируемый резистор.

Муфта - передатчик вращающейся энергии от одного конца вала другому. Это устройство есть в большинстве электрических двигателей для распределения Универсальной муфты по конструкции не существует. Она может иметь различные формы и конструктивные особенности.

Устройство

Муфта электромагнитная, как и любая другая, представляет собой соединение следующих частей:

• ведущей, собирающей на себя двигательную мощность;
• ведомой, передающей эту мощность дальше органам регулирования.

Если эти части соединить, не смещая, то получится деталь постоянно соединительная.

В автомобилестроении широко применяются муфты, две главные части которых соединены под действием электрического поля и магнитного.

Благодаря этому возникает подключение к двигателю без применения механической силы, также это дает возможность подключения в независимых друг от друга положениях. Иногда муфта электромагнитная позволяет регулирование вращательных частот в управляющей системе.

Типы

Муфты подразделяются следующим образом:

• связь ведомой и ведущей частей осуществляется механически;
• связь между основными частями осуществляется с помощью индукции. Такая связь возможна за счет магнитного поля.

К механическим относят:

• фрикционную. Основные части этой муфты скрепляются электромагнитными усилиями. Они могут быть исполнены с различным числом дисков, а также иметь различную поверхность трения (коническую или цилиндрическую формы);
• порошковую. В этих конструкциях ведомая с ведущей частью соединяются специальным ферромагнитным порошком, который заполняет пространство между составляющими механизма. Этот порошок намагничивается и плотно скрепляет части;
• зубчатую (еще одно название - «кулачковая»). Под действием электромагнита основные две части скрепляются находящимися на них зубчиками.

К индукционным относится:

• асинхронная. В этом механизме, благодаря вращательным движениям ведущей части, образуется электромагнитное воздействие в части ведомой. Данную деталь еще называют муфтой скольжения;
• синхронная. За счет действия у разных концов этой детали, под воздействием пускания тока через катушку, происходит возникновение поля, скрепляющего обе ее части;
• гистерезисная муфта электромагнитная. Как следует из названия, скрепление частей происходит явлением гистерезиса, когда магнитотвердое тело перемагничивается.

Любой их вышеперечисленных принципов работы не меняет главного назначения муфты: преобразования на входе механической энергии в нее же на выходе.

Для управляющих и автоматических систем могут использоваться все

Работа индукционных элементов соответствует работе электрическому двигателю. Поэтому наибольшее распространение получили следующие устройства:

• ферропорошковые с электромагнитным управлением;
• электромагнитные фрикционные муфты.

Ферропорошковая с электромагнитным управлением

У такой детали можно осуществить соединение частей как жестко, так и с проскальзыванием ведомой от ведущей.

За счет этого возможна регулировка частоты вращения механизма привода без вмешательства в саму частоту вращения приводного двигателя.

Конструкция элемента следующая. Обе части муфты - это стальные цилиндры, которые представляют собой магнитопроводы. В ведомой части имеется паз, к которому подводят обмотку возбуждения. Она, в свою очередь, подключается к источнику питания при помощи контактных колец совместно со щеткой. Пространство между частями заполняют ферромагнитной смесью. Она может быть порошкообразной или жидкой.

Принцип работы

Когда к обмотке подают постоянное напряжение, то происходит образование тока, который образует возбуждающий поток. Проходит он по ферромагнетику и происходит намагничивание последнего, его частицы создают намагниченные цепочки.

Располагаются цепочки по направлению магнитного поля и его силовых линий. Образовавшаяся сила притяжения от цепочек и скрепляет части муфты. Сцепляющая сила зависит от величины тока, который протекает по цепочкам. С увеличением воздействия тока происходит перенасыщение материала, сцепляющая сила уменьшается, таким образом, можно создать элемент с проскальзыванием.

Фрикционная

Когда происходит замыкание силы в механической связи, тогда деталь можно назвать фрикционной или муфтой трения. Соединить такую деталь возможно с двигателями, которые приводятся в действие под большой нагрузкой. Конструктивно данные элементы можно выполнить из одного или нескольких дисков с разной конструкцией поверхности трения: в форме цилиндра или конуса.

Принцип работы

Поверхности, подверженные трению, соединяются Регулировать вращающий момент такой фрикционной муфты нельзя, он постоянный. Изменению под действием изменения величины тока он не подвержен. Усиливать мощность данная муфта может с коэффициентом более 30.

Электромагнитные элементы имеют подразделение в зависимости от области их применения.

Электромагнитная муфта ЭТМ

Защитить устройства и различные механизмы от перегрузок импульсных способна только эта деталь.

Она уменьшает потери холостого хода. Это комплексно увеличивает вероятность пуска двигателя даже при повышенных нагрузках. Муфта электромагнитная подразделяется по исполнению на:

• бесконтактную;
• контактную;
• тормозную.

Муфта компрессора кондиционера

В передней части компрессора устанавливают именно ее. Состоит она из основных элементов: пластины, шкива, электромагнитной катушки.

Пластина присоединяется напрямую к валу, а катушка и шкив имеют расположение на передней крышке. Когда начинается подача питания, создающая магнитное поле, пластина притягивается к шкиву и вал компрессора приходит в движение. Шкив вращается совместно с пластиной.

Если сломалась электромагнитная муфта, ремонт ее можно осуществить самостоятельно.

Для успешного ремонта надо правильно диагностировать причину неисправности. При поломке муфты компрессора может ощущаться запах горелого и слышаться шум. Обычно стук возникает при необходимости замены подшипника. Бывают такие неисправности, которые диагностировать сможет только мастер при наличии специального оборудования.

Если встал вопрос о замене такой детали, как электромагнитная муфта ("ГАЗель" не исключение), то проблем с поиском необходимого оборудования не должно возникнуть. Хорошо, если поломка обнаружилась вовремя. Это позволит избежать дополнительных затрат при выходе из строя других, связанных частей двигателя.
Муфты на разное оборудование тоже разные, и чтобы не ошибиться при самостоятельной покупке, можно обратиться в сервисный центр.

Если электромагнитные муфты компрессора выходят из строя, то причины этому могут быть следующие:

• поломка прижимной пластины, когда она неверно вставлена в зазор;
• неисправна полностью муфта, она может «сгореть» и диагностика причины этого очень сложна;
• подшипники шкива требуют замены.

Электромагнитная муфта вентилятора применяется в охлаждении компрессоров автомобилей или для поддержания определенной температуры двигателя.

Также она применяется для поддержания температуры в период холодного времени года, особенно если включен вентилятор. Помогает она снизить расход топлива путем сокращения мощности на приводе вентилятора.

Электромагнитная муфта по принципу действия напоминает асинхронный двигатель, в то же время отличаясь от него тем, что магнитный поток в ней создастся не трехфазной системой, а возбуждаемыми постоянным током вращающимися полюсами.

Электромагнитные муфты применяют для замыкания и размыкания кинематических цепей без прекращения вращения, например в коробках скоростей и передач, а также для пуска, реверсирования и торможения приводов станков. Применение муфт позволяет разделить пуск двигателей и механизмов, уменьшить время пускового тока, устранить удары как в электродвигателях, так и в механических передачах, обеспечить плавность разгона, устранить перегрузки, проскальзывания и др. Резкое уменьшение пусковых потерь в двигателях снимает ограничение по допустимому числу включений, что очень важно при цикличной работе двигателя.

Электромагнитная муфта является индивидуальным регулятором скорости и представляет собой электрическую машину, служащую для передачи вращающего момента от ведущего вала к ведомому при помощи электромагнитного поля, и состоит из двух основных вращаюших частей: якоря (в большинстве случаев представляет собой массивное тело) и индуктора с обмоткой возбуждения. Якорь и индуктор механически жестко не связаны между собой. Как правило, якорь соединяется с приводным двигателем, а индуктор - с рабочей машиной.

При вращении приводным двигателем ведущего вала муфты в случае отсутствия тока в обмотке возбуждения индуктор, а вместе с ним и ведомый вал остаются неподвижными. При подаче постоянного тока в обмотку возбуждения в магнитной цепи муфты (индуктор - воздушный зазор-якорь) возникает магнитный поток. При вращении якоря относительно индуктора в первом наводится ЭДС и возникает ток, взаимодействие которою с магнитным полем воздушного зазора обусловливает появление электромагнитного вращающего момента.

Электромагнитные индукционные муфты можно подразделить по следующим признакам:

по принципу вращающего момента (на асинхронные и синхронные);

по характеру распределения магнитной индукции в воздушном зазоре;

по конструкции якоря (с массивным якорем и с якорем, имеющим обмотку типа беличьей клетки);

по способу подачи питания в обмотку возбуждения; по способу охлаждения.

Наибольшее распространение получили муфты панцирного и индукторного типа благодаря простоте конструкции. Такие муфты состоят в основном из зубчатого индуктора с обмоткой возбуждения, насаженного на один вал с токопроводящими контактными кольцами, и гладкого цилиндрического массивного ферромагнитного якоря, соединенного с другим валом муфты.

Устройство, принцип действия и характеристики электромагнитных муфт.

Электромагнитные муфты, применяемые для автоматического управления, разделяются на муфты сухого и вязкого трения и муфты скольжения.

Муфта сухого трения производит передачу мощности с одного вала на другой через диски трения 3. Диски имеют возможность перемещаться по шлицам оси вала и ведомой полумуфты. При подаче тока в обмотку 1 якорь 2 сжимает диски, между которыми возникает сила трения. Относительные механические характеристики муфты приведены на рис 1, б.

Муфты вязкого трения имеют постоянный зазор δ между ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами. В зазоре с помощью обмотки 3 создаётся магнитное поле, которое воздействует на заполнитель (ферритовое железо с тальком или графитом) и образует элементарные цепочки магнитов. При этом заполнитель как бы схватывает ведомую и ведущую полумуфты. При выключении тока магнитное поле пропадает, цепочки разрушаются и полумуфты проскальзывают относительно друг друга. Относительная механическая характеристика муфты приведена на рис. 1, д. Эти электромагнитные муфты позволяют плавно регулировать скорость вращения при больших нагрузках на выходном валу.

Электромагнитные муфты: а - схема муфты сухого трения, б - механическая характеристика муфты трения, в - схема муфты вязкого трения, г - схема схватывания ферритового наполнителя, д - механическая характеристика муфты вязкого трения, е - схема муфты скольжения, ж - механическая характеристика муфты скольжения.

Муфта скольжения состоит из двух зубовидных полумуфт (см. рис. 1, е) и катушки. При подаче тока в катушку образуется замкнутое магнитное поле. При вращении муфты проскальзывают одна относительно другой, в результате чего образуется переменный магнитный поток, это и является причиной возникновения э. д. с. и токов. Взаимодействие образовавшихся магнитных потоков приводит во вращение ведомую полумуфту.

Характеристика фрикционной полумуфты приведена на рис. 1, ж. Основное назначение таких муфт - создавать наиболее благоприятные условия пуска, а также сглаживать динамические нагрузки при работе двигателя.

Электромагнитные муфты скольжения имеют ряд недостатков: низкий коэффициент полезного действия при малых скоростях, малый передаваемый момент, низкая надежность при резком изменении нагрузки и значительная инертность.
На рисунке ниже приведена принципиальная схема управления муфтой скольжения при наличии обратной связи по скорости с помощью тахогенратора, связанного с выходным валом электропривода. Сигнал с тахогенератора сравнивается с задающим сигналом, и разность этих сигналов подается на усилитель У, с выхода которого питается обмотка возбуждения муфты ОВ.

П ринципиальная схема управления муфты скольжения и искусственные механические характеристики при автоматическом регулировании

Эти характеристики располагаются между кривыми 5 и 6, которые соответствуют практически минимальному и номинальному значениям токов возбуждения муфты. Однако увеличение диапазона регулирования частоты вращения привода связано со значительными потерями в муфте скольжения, которые в основном складываются из потерь в якоре и в обмотке возбуждения. Причем потери якоря, особенно с увеличением скольжения, значительно преобладают над другими потерями и составляют 96 - 97 % максимальной мощности, передаваемой муфтой. При постоянном моменте нагрузки частота вращения ведущего вала муфты постоянна, т. е. n = const, ω = const.

У электромагнитных порошковых муфт соединение между ведущей и ведомой частями осуществляется за счет повышения вязкости смесей, заполняющих зазор между поверхностями сцепления муфт при увеличении магнитного потока в этом зазоре. Главным компонентом таких смесей являются ферромагнитные порошки, например карбонильное железо. Для устранения механического разрушения частиц железа из-за сил трения или их слипания добавляют специальные наполнители - жидкими (синтетические жидкости, индустриальные масло или сыпучими (оксиды цинка или магния, кварцевый порошок). Такие муфты обладают высокой скоростью срабатывания, однако эксплуатационная надежность их является недостаточной для широкого применения в станкостроении.

Рассмотрим одну из схем плавного регулирования скорости вращения исполнительным двигателем ИД, работающего через муфту скольжения М на исполнительный механизм ИМ.

Схема включения муфты скольжения для регулирования скорости вращения исполнительного механизма

При изменении нагрузки на валу исполнительного механизма выходное напряжение тахогенератора ТГ также будет изменяться, в результате чего разность магнитных потоков Ф1 и Ф2 электромашинного усилителя будет увеличиваться или уменьшаться, изменяя тем самым напряжение на выходе ЭМУ и величину силы тока в обмотке муфты.

Электромагнитные муфты ЭТМ

Электромагнитные муфты трения ЭТМ (сухие и масляные) позволяют производить пуск, торможение и реверсирование за время до 0,2 с, а также осуществлять десятки включений в течение 1 с. Управление муфтами и их питание осуществляется постоянным током напряжением 110, 36 и 24 В. Мощность управления составляет не более 1 % мощности, передаваемой муфтой. По конструкции муфты бывают одно- и многодисковые, нереверсивные и реверсивные.

Электромагнитные муфты серии ЭТМ с магнитопроводящими дисками выполняют контактного исполнения (ЭТМ2), бесконтактные (ЭТМ4) и тормозные (ЭТМ6). Муфты с контактным токоироводом отличаются невысокой надежностью из-за наличия скользящего контакта, поэтому в наиболее качественных приводах используют электромагнитные муфты с неподвижным токопроводом. Они имеют дополнительные воздушные зазоры.

Муфты бесконтактного исполнения отличаются наличием составного магнитопровода, образуемого корпусом и катушкодержателем, которые разделены так называемыми балластными зазорами. Катушкодержатель смонтирован неподвижно, при этом исключаются элементы контактного токопровода. За счет зазора снижается теплопередачи от фрикционных дисков к катушке, что повышает надежность муфты в тяжелых режимах работы.

В качестве ведущих целесообразно использовать муфты исполнения ЭТМ4, если это допустимо по условиям встройки, а в качестве тормозных - муфты исполнения ЭТМ6.

Муфты ЭТМ4 надежно работают при высокой частоте вращения и частых включениях. Эти муфты менее чувствительны к загрязнению масла, чем ЭТМ2, наличие у которых твердых частиц в масле может вызвать абразивный износ щеток, поэтому муфты ЭТМ2 могут применяться, если указанные ограничения отсутствуют и монтаж муфт ЭТМ4 по условиям конструкции узла затруднителен.

В качестве тормозных необходимо применять муфты исполнения ЭТМ6. Муфты ЭТМ2 и ЭТМ4 не следует применять для торможения по «обращенной» схеме, т. е. при вращающейся муфте и неподвижно закрепленном поводке. Для выбора муфт необходимо оценить: статический (передаваемый) момент, динамический момент, время переходного процесса в приводе, средние потери, единичную энергию и остаточный момент покоя.

Наши электромагнитные порошковые муфты и тормоза прошли успешную CE сертификацию и используются в Китайском центре запуска спутников Jiuquan.

Наша компания располагает полным набором испытательного оборудования, включая системы измерения крутящего момента, скорости и мощности для обеспечения надежности продукции. Мы прошли сертификацию ISO9001: 2000 системы управления качеством, а также строго следуем национальным промышленным стандартам JB/T 5988-1992 и JB/T5989-1922.

Характеристика продукции
1.Крутящий момент изменяется линейно с током возбуждения.
Крутящий момент передается через цепь магнитного порошка, образуемую электромагнитным полем. При нормальных условиях, ток возбуждения находится в линейном соотношении с крутящим моментом, и передается в диапазоне 5-100% от номинального крутящего момента, который показан на рис. A. Таким образом, при изменении тока возбуждения, крутящий момент, соответственно, изменяется.

2. Крутящий момент не зависит от скорости скольжения при постоянном токе возбуждения.
Когда ток возбуждения остается неизменным, передаваемый крутящий момент не зависит от скорости скольжения между трансмиссионной частью и ведомым звеном, т.е. нет никакой разницы между статическим моментом и динамическим. (См. рис. B) Таким образом, постоянный крутящий момент передается стабильно. При использовании данной особенности при регулировании натяжения, Вы можете точно контролировать и передавать желаемый крутящий момент всего лишь при помощи регулирования тока возбуждения. Это представляет отличную выгоду и удобство при контроле натяжения рулонных материалов.

Применение
Как универсальный, высокопроизводительный компонент автоматического управления, муфты и тормоза широко используются при регулировании натяжения размотки-намотки при процедурах окрашивания, печати, прядении, производстве бумаги, изготовлении таблеток, пластика, резины, проводов и кабелей, в металлургии и прочих областях, включающих обработку намотки. Электромагнитная муфта также может быть использована для буферного запуска, защиты от перегрузок, регулирования скорости и т.д., а электромагнитный порошковый тормоз применяется для нагрузки и торможения трансмиссии механизмов оборудования.

Выбор модели
1.Выбор электромагнитных порошковых муфт и тормозов, как правило, зависит от показателя максимального крутящего момента, необходимого для передачи. При этом рекомендуем обращать внимание на то, чтобы фактическая мощность скольжения была меньше допустимой
Формула расчета:
Фактическая мощность скольжения P=2×3.14×M×n/60=F·V
M----действительный крутящий момент, Н·м
n----скорость скольжения, об/мин
F----напряжение, Н
V----линейная скорость, м/с
При отсутствии механизма регулирования скорости, требуется устройство с максимальным натяжением для намотки материала, при этом максимальный радиус намотки должен быть меньше номинального крутящего момента электромагнитного порошкового тормоза.
2.Выбор электромагнитной порошковой муфты также зависит от ее положения. При соответствующей мощности скольжения подходит небольшая муфта, если она устанавливается в высокоскоростное устройство. Это позволяет значительно сократить затраты. При невозможности установить малогабаритную муфту, необходимо изделие большего размера, которое устанавливается в середине или задней части трансмиссионного механизма для увеличения рабочего крутящего момента и уменьшения скорости скольжения.
3. При определенных условиях охлаждения, мощность скольжения электромагнитной порошковой муфты или тормоза фиксирована. Таким образом, фактический крутящий момент и скорость будут компенсировать друг друга, что означает, что при увеличении скорости скольжения, допустимый крутящий момент будет соответственно уменьшаться. Однако максимальная скорость не должна превышать допустимого значения.

Пример. Электромагнитный порошковый тормоз FZ100, его номинальный крутящий момент M=100 Н·м, а мощность скольжения P=7 кВт.
Таким образом, номинальная скорость n=9550×P/M=9550×7/100=668.5 об/мин.
При действительной скорости скольжения n=1500 об/мин, допустимый крутящий момент M=9550×P/n=9550×7/1500=44.6 Н·м.
Примечание: 9550 – постоянный коэффициент.

Как профессиональный производитель электромагнитных порошковых муфт и тормозов в Китае, наша компания также реализует следующий ассортимент продукции: комплектующие лифтов/эскалаторов, оборудование для обработки токопроводящих шин, судовые установки для очистки сточных вод, зубофрезерные станки и пр.

В работе приводов электрических, имеющихся в различных механизмах, из-за необходимости быстродействия оных применяются электромагнитные муфты. Устройства, имеющие ведущий и ведомый валы, работают благодаря тому, что электромагнитная муфта передает вращение элементам, заставляя работать механизм. Следует знать, что электромагнитный тип муфтового соединения является практически точной копией соединений с использованием муфты гидродинамической. То есть, область применения такого механизма, как электромагнитные муфты, соответствует области, где гидродинамические аналоги также востребованы. Например, при соединении редуктора и имеющегося на судах двигателя именно муфты электромагнитные применяются с целью передачи вращающего момента, а также для того, чтобы колебания, производимые дизелем, были погашены в достаточной мере.

Тому, чтобы использовать подобные механизмы в различных устройствах, существует немало причин, так как устройство полностью соответствует необходимым требованиям. Электромагнитная муфта позволяет получить постепенную, плавную и без скачков передачу частоты вращения, а также регулирует, опять же, плавно и без рывков, передаваемый момент. Именно по причине того, что электромагнитные муфты всему процессу, начиная от пуска механизма, обеспечивают плавность, при этом и торможение, и необходимое изменение вращательной частоты также происходит постепенно и плавно, приводят к распространению такого элемента, как электромагнитная муфта шире, чем аналогов.

Согласно классификации можно описать некоторые отличия видов, так, например, порошковые муфты электромагнитные на сегодняшний момент отличаются истинным быстродействием. Так, электромагнитные муфты фрикционные работают практически в 15 раз медленнее, чем порошковый аналогичный механизм, а гистерезисная электромагнитная муфта дает возможность получить такие характеристики, как рабочая стабильность и эксплуатационная долговечность. При этом именно последний вариант – гистерезисные муфты – отличаются и тем, что габариты имеет относительно небольшие, если сравнивать их с размерами, которые имеют остальные электромагнитные муфты. Согласно установленным условным обозначениям, электромеханические свойства, которая показывает та или иная электромагнитная муфта, обозначаются как МСт -f(Vy). Именно данные показатели позволяют определить, каковы вариации, происходящие при работе устройства, как электромагнитные муфты влияют на передаваемый момент, причем в полной зависимости от того, насколько изменятся ток, имеющийся в обмотке такого механизма, как электромагнитная муфта. Стоит также знать, что остаточный момент при работе механизма должен быть существенно ниже, чем момент нагрузки, так как в противном случае муфты электромагнитные, безо всякого напряжения, будут вращать механизм.