Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

контакта шарика и втулки / явится точка цилиндрической по­ верхности а—а (рис. 16.24, в). Для определения зависимости между перемещениями звеньев / и 3 рассмотрим два положения шарика при перемещении его центра О ш в направлении, параллельном прямой с—с. В результате получим

16.8.Э Л Е К Т Р О М А Г Н И Т Н Ы Е МУФТЫ

УП Р А В Л Е Н И Я

Преимуществом описываемых электромагнитных муфт яв­ ляется возможность дистанционного управления. Включение и выключение муфт могут осуществляться по заранее предписанной программе замыканием и размыканием электрической цепи. Будем в последующем различать: а) электромагнитные фрикцион­ ные, зубчатые или кулачковые муфты, управляемые с помощью электромагнита; б) электромагнитные порошковые муфты; в) ма­ гнитно-индукционные муфты.

Управление включением посредством электромагнита. Приме­ нение электромагнита для включения муфты управления механи­ ческого типа рассмотрим на примере одной из конструкций диско­ вой фрикционной муфты (рис. 16.26). Ведомый вал / приводится в движение либо от зубчатого колеса 3, либо от зубчатого колеса 6. Это достигается тем, что фрикционный диск с втулкой 4, распо­ ложенный на квадратной части вала / , поджимается к торцевой плоскости соответствующего зубчатого колеса (3 или 6). Поджа-

муфты предусмотрено наличие двух электромагнитов 2 и 7, по­ средством которых ведомый вал, как уже упоминалось, соеди-

няется с соответствующим источником движения — зубчатым колесом 3 или зубчатым колесом 6. Ведомый вал 1 может быть приведен в движение случайным образом при недостаточном отходе прокладки 5 от торцевой плоскости зубчатого колеса. Во избе­ жание этого конструкцией предусмотрен тормоз 8.

Электромагнитная порошковая муфта. Схема муфты изобра­ жена в табл. 16.1 (поз. 18). Между ведущей и ведомой полумуф­ тами 1 и 2 предусмотрен зазор, заполненный ферромагнитным порошком. При пропускании тока по катушке 3 образуется ма-

Рис. 16.26

гнитное поле, силовые линии которого изображены на рисунке. Под действием магнитного поля частицы порошка становятся элементарными магнитами с направленной полярностью; Частицы сцепляются друг с другом и с полумуфтами, которые вращаются, как одно твердое тело. При размыкании электрической цепи и отсутствии напряжения на катушке 3 магнитное поле исчезает, полумуфты расцепляются.

В порошковых муфтах применяются твердые и жидкие смеси, заполняющие зазоры между полумуфтами. Твердая смесь обра­ зуется из ферромагнитного порошка с диаметром зерен 5—10 мкм с двухсернистым молибденом, графитом и др. Жидкостные смеси

ством вязкости в широком диапазоне температур. Наличие в смеси масла или твердых компонентов помимо ферромагнитных частиц предохраняет последние от коррозии и уменьшает сопротивление сдвигу при включенной муфте (при разрыве электрической цепи

питания катушки 3). Жидкие смеси обеспечивают более плавную работу муфт, лучше защищают ферромагнитные частицы от кор­ розии, но требуют лучшей герметизации уплотнений.

На рис. 16.27 изображена конструкция малоинерционной электромагнитной порошковой муфты с неподвижной катушкой / . Муфта с вращающейся катушкой в цепи питания (табл. 16.1, поз. 18) требует применения скользящих контактов в цепи пи­ тания катушки. Поэтому схема муфты с неподвижной катушкой более предпочтительна, однако требует применения электрома-

0

Рис. 16.27

гнита большой мощности, что приводит к увеличению габаритов. В конструкции, представленной на рис. 16.27, с полумуфтой 3 жестко связано зубчатое колесо 8, а с полумуфтой 4 — зубчатое колесо 9. Зазор между полумуфтами заполнен порошком 10. Во избежание попадания порошка в подшипники предусматри­ ваются лабиринт, образуемый выступами деталей б и 7, и магнит­ ная ловушка 5. Заполнение порошком производится через от­ верстие полумуфты 3, из которого предварительно должен быть вывинчен стержень 2.

Магнитно-индукционные синхронные муфты. Схемы двух таких муфт были представлены в табл. 16.1 (поз. 19). На схеме а полу­ муфта / представляет собой магнит цилиндрической формы, на торцах которого закреплены диски с зубцами из магнитомягкой стали. Магнитный поток замыкается в плоскостях, перпендику­ лярных оси вращения полумуфт. Благодаря этому полумуфты оказываются сцепленными и вращаются с одинаковой скоростью. Между полумуфтами может быть помещен экран 3 для герметич­ ного разделения сред А и В. Это позволяет применить такую

муфту для передачи движения через закрытую стенку, в чем встречается необходимость в вакуумной технике, в химическом аппаратостроении и т. д.

Величина передаваемого муфтой крутящего момента опреде­ ляется разностью магнитных потенциалов между зубцами полу­ муфт, зависящей от магнитной проницаемости зазора, магнитных свойств материалов полумуфт и геометрических размеров муфты [20].

На схеме б представлена синхронная муфта (см. табл. 16.1, поз. 19), у которой обе полумуфты — магниты типа «звездочка». Преимущество такой муфты по сравнению с первой — возмож­ ность передачи большего крутящего момента при прочих равных условиях и малый размер муфты вдоль оси. Обозначения звеньев те же, что на схеме а.

Особенностью синхронных муфт является наличие углового смещения одной полумуфты относительно другой, величина ко­ торого зависит от нагрузочного момента. При необходимости ди­ станционного управления синхронной муфтой вместо магнита

поле, силовые линии которого изображены на рисунке. Ведущая полумуфта 1 выполнена в виде звездочки. При вращении полу­ муфты / в ведомой полумуфте 2 индуцируются вихревые электри­ ческие токи, поле которых взаимодействует с основным полем электромагнита. Полумуфта 2 с целью уменьшения инерционности выполнена в виде тонкостенного цилиндра из диамагнитного материала (алюминия или алюминиевого сплава). При своем вращении полумуфта / увлекает полумуфту 2, приводя ее во вращение с угловой скоростью, несколько меньшей, чем угловая скорость самой полумуфты / . Разность угловых скоростей вра­ щения полумуфт (скольжение в относительном движении) зависит

где В — индукция магнитного потока в рабочем зазоре; / — длина полюса; D — средний диаметр ротора; N — число полюсов звез­ дочки; Rp — магнитное сопротивление ротора под одним полю­ сом; /го и п — угловые скорости вращения ведущей и ведомой полумуфт.

К преимуществам асинхронной электромагнитной муфты можно отнести: значительно меньший момент инерции ведомой полу­ муфты 3; возможность регулировки величины передаваемого крутящего момента за счет изменения силы тока в цепи электро­ магнита.

16.9.МУФТЫ У П Р А В Л Е Н И Я А В Т О М А Т И Ч Е С К О Г О

ДЕ Й С Т В И Я

( С А М О У П Р А В Л Я Ю Щ И Е С Я МУФТЫ)

Предохранительные муфты. Муфты такого типа предохраняют от перегрузок звенья приводимых в движение механизмов. При превышении предельного значения нагрузочного момента ведущая полумуфта проскальзывает относительно ведомой, остающейся неподвижной. Различаются фрикционные, пружинно-шариковые и пружинно-роликовые предохранительные муфты.

Рис. 16.28

Фрикционная предохранительная муфта отличается от фрик­ ционной муфты управления отсутствием органов управления. Большей частью предохранительные муфты выполняются не конусными, а дисковыми — однодисковыми (табл. 16.1, поз. 21) и многодисковыми (рис. 16.28). Прижатие дисков осуществляется пружиной; конструкцией предусматривается возможность регу­ лирования усилия прижатия дисков. Величина усилия прижатия определяется по наибольшему значению допускаемого нагрузоч­ ного момента и рассчитывается по формулам п. 16.8.

Конструкция пружинно-шариковой муфты представлена на рис. 16.29, а (см. также табл. 16.1, поз. 22). Обойма / связана с ведущим, а диск 3 с ведомым валом. В диске 3 размещены ша­ рики 2, поджимаемые пружинами 4 к радиально расположенным отверстиям обоймы /. Усилие прижатия пружины регулируется с помощью гайки 6, сообщающей поступательные перемещения колпачком 5. При перегрузке (превышении расчетного значения момента сопротивления) диск 3 остается неподвижным. Обойма / при своем вращении выталкивает шарики из радиальных отвер-