Файл: Комаров, А. Ф. Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков.pdf

Важнейшей характеристикой электромагнита является механическая (тяговая) характеристика (рис. 36), пред­ ставляющая собой зависимость усилия развиваемого элек­ тромагнитом, от положения якоря (хода б). Вид механи­ ческой характеристики определяется главным образом конструкцией электромагнита: характером изменения за­ зора, жесткостью противодействующей пружины, гео­ метрией магнитной системы.

Электромагнитные муфты применяют в станкострое­ нии для переключения кинематических цепей в переда­ чах вращательного движения, например в коробках ско­ ростей и подач, а также для пуска, реверсирования и торможения главного привода. Широкое распростране­ ние получили электромагнитные многодисковые муфты типа ЭМТ, которые делят на муфты нормального исполне­ ния и быстродействующие. Конструктивные исполнения электромагнитных муфт позволяют приспосабливать их к особенностям конструкции пневматической цепи станка. Могут быть муфты с магнитопроводящимн и вынесенными дисками, с токоподводящим кольцом и без него.

Электромагнитная муфта нормального исполнения типа ЭМТ (рис. 37) состоит из корпуса 3 с размещенной внутри него катушкой 4, пакета фрикционных дисков 8 и 9, нажимного диска 10, поводка 11. Указанные выше части муфты объединены втулкой 2, выполненной из не­ магнитного материала. На корпус 3 насажено кольцо из изоляционного материала 5, в котором запрессовано контактное кольцо 6, соединенное с одним концом ка­ тушки. Второй конец катушки присоединен к корпусу

69

станка. Ток к кольцу подводится через контактную щетку 7. Для предотвращения замыкания магнитного потока через диски в радиальном направлении в них выре­ зают отверстия, расположенные по окружности напротив катушки. Муфта работает следующим образом. При по­ даче напряжения на катушку создается магнитное поле, которое, замыкаясь через фрикционные диски, создает усилие, притягивающее нажимной диск 9 к корпусу 3. Фрикционные диски 5 и 9 при этом сцепляются. Два вала соединены между собой за счет того, что диски 8 связаны с входным валом 1 через втулку 2, а диски 9 с выходным валом 12 через поводок 11. После отключения катушки нажимной диск под действием пружинящих фрикционов отталкивается, и валы расцепляются.

В отличие от муфт нормального исполнения у быстро­ действующих муфт фрикционные диски вынесены за пре­ делы магнитной системы, якорь расположен перед фрик­ ционными дисками и весь магнитный поток замыкается через него. Материал магнитопровода имеет малые потери на размагничивание, а катушка муфты допускает форси­ ровку возбуждения. Фрикционные диски быстродейству­ ющих муфт имеют покрытия из металлокерамики, дающей

муфты.

Муфты с контактным токоподводом имеют невысокую надежность из-за наличия скользящего контакта, поэтому в наиболее ответственных приводах используют муфты с неподвижным токоподводом. Такие муфты имеют до­ полнительные воздушные зазоры. Муфты ЭТМ могут быть контактного (рис. 38, а) и бесконтактного (рис. 38, б) исполнения. Муфты первого исполнения состоят из кор­ пуса 1 с катушкой 2 и токоподводящим кольцом 3, пакета фрикционных магнитопроводящих дисков 4, 5, работа­ ющих со смазкой, якоря 6 и общей втулки 7 Внутренние диски 4 расположены на эвольвентных шлицах втулки 7, наружные диски 5 имеют пазы для зацепления с повод­ ком. При подаче напряжения на катушку 2 рабочий ма­ гнитный поток замыкается по контуру Ф, якорь и пакет дисков притягиваются к полюсам корпуса /, и между сжа­ тыми дисками возникает фрикционное сцепление. Момент передается по цепи: втулка — внутренние диски — наруж­ ные диски ■— поводок. Расцепление фрикционного пакета при отключении муфты обеспечивается упругими нар уж-

70

Рис. 38. Электромагнитные муфты ЭТМ

ными дисками с «жесткой» волной. Подвод тока осущест­ вляется с помощью щеткодержателя при окружной ско­ рости не более 20 м/с. Муфты бесконтактного исполне­ ния а отличаются наличием составного магнитопровода, образуемого корпусом 1 и катушкодержателем 2, которые разделены так называемыми балластными зазорами. Катушкодержатель смонтирован неподвижно, при этом исключаются элементы контактного токоподвода, а за счет зазора снижается теплопередача от фрикционных дисков к катушке. Последнее обстоятельство увеличивает надеж­ ность муфты в тяжелых режимах работы.

Кроме электромагнитных сцепных муфт, некоторое распространение в станках получили электромагнитные муфты скольжения и порошковые муфты. Электромагнит­ ная муфта скольжения (рис. 39) состоит из якоря 2 и индуктора 3 с катушкой возбуждения 1. Если вращать индуктор и подать возбуждение на катушку, то возни­ кает магнитный поток, замыкающийся через зубья в ра­ диальном направлении и якорь. Этот поток индуктирует в якоре вихревые токи. При взаимодействии магнитного потока и индуктированных вихревых токов в якоре воз­ никает вращающий момент. Якорь начинает вращаться, однако частота его вращения будет меньше частоты вра­ щения индуктора, точно так же, как и у асинхронных двигателей, ротор отстает от магнитного поля статора. Изменяя ток возбуждения катушки индуктора, можно изменять частоту вращения якоря, т. е. ведомого вала. Электромагнитные муфты скольжения обладают целым рядом недостатков: низким к. п. д. при малых скоростях,

71

малым передаваемым моментом, низкой надежностью при резком изменении нагрузки и значительной инерцион­ ностью.

У электромагнитных порошковых муфт соединение между ведущей и ведомой частями осуществляется за счет увеличения вязкости смесей, заполняющих зазор между поверхностями сцепления муфты при возрастании магнит­ ного 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 сли­ пания добавляются специальные наполнители. Они могут быть жидкими (синтетические жидкости, индустриальные масла) или сыпучими (окиси цинка или магния, кварце­ вый порошок и т. д.). Такие муфты обладают высокой скоростью срабатывания, однако эксплуатационная на­ дежность их недостаточна для широкого применения в станкостроении.

Известно несколько схем включения электромагнит­ ных муфт. Если к муфте не предъявляют повышенных требований с точки зрения быстродействия ее катушку подключают непосредственно к источнику рабочего на­ пряжения. Для ускорения срабатывания электромагнит­ ных муфт применяют различные схемы. Для повышения быстродействия электромагнитных муфт применяют схему, позволяющую в момент включения подать повышенное напряжение на катушку муфты (рис. 40, а). В рабочем ре­ жиме конденсатор С заряжен, на резисторе R создается падение напряжения, и к катушке прикладывается но­

Рис. 39. Электромагнитная муфта скольже­ ния

Рис. 40. Схемы включения электромагнит­ ных муфт

72

Катушки электромагнитных муфт обладают значитель­ ной индуктивностью, поэтому для улучшения условий работы контактов реле, командоаппаратов, переключа­

объеме: внешний осмотр; измерение сопротивления ка­ тушки постоянному току; измерение сопротивлений изо­ ляции катушки и листов магнитопровода; снятие меха­ нической характеристики и регулировка на месте уста­

новки.

При внешнем осмотре проверяют состояние магнитной системы, катушки и ее выводов, нет ли короткозамкну­ того витка (у электромагнитов переменного тока), нема­ гнитной прокладки (у электромагнитов постоянного тока), проверяют легкость перемещения якоря, надежность его плотного прилегания к сердечнику магнитной системы. Последнее обстоятельство является очень важным, осо­ бенно для электромагнитов переменного тока. Известно, что индуктивность катушки, незначительна, если якорь находится в исходном положении и ток в катушке дости­ гает величины, опасной для катушки и контактов пу­ скателя. По мере втягивания якоря индуктивность ка­ тушки увеличивается и ток уменьшается. В момент пол­ ного втягивания якоря ток становится минимальным. Однако, если якорь остановился по какой-либо причине в промежуточном положении, то величина тока в катушке может оказаться значительной и катушка сгорит.

Сопротивление катушки постоянному току измеряют теми же приборами, что и для других электрических аппа­ ратов и машин. Индуктивность катушек электромагнитов переменного тока может быть измерена непосредственно с помощью моста RLC или косвенным методом с помощью амперметра и вольтметра переменного тока. При этом величина индуктивности катушки в Гн

_ y i

73

Сопротивление изоляции катушек электромагнитов R a:i измеряют совместно с цепями управления и другими электрически связанными аппаратами. Величина Rm должна быть не менее 0,5 МОм. Сопротивление изоляции листов магнитопровода от стяжных шпилек проверяют мегомметром на 500 В. Величина сопротивления изоля­ ции не нормируется.

Для правильной настройки наиболее ответственных электромагнитов целесообразно снимать эксперименталь­ ные кривые втягивающего и противодействующего уси­ лий в зависимости от величины зазора. Делается это сле­ дующим образом: снимают противодействующую пру­ жину, с помощью реостата устанавливают некоторый ток в катушке электромагнита, затем, помещая между яко­ рем и сердечником немагнитные прокладки определенной толщины, измеряют с помощью динамометра усилие, втягивающее якорь. На основании показаний опыта строят кривую электромагнитного усилия в зависимости от величины зазора. Противодействующее усилие сни­

рить биение контактных колец, нажатие контактных щеток, величину тока в катушке при установившемся режиме. Для электромагнитных муфт ЭМТ величина биения контактного кольца не должна превышать 0,02 мм для муфт 5—12 габарита и 0,03 мм для муфт 13—15 габарита. Значения номинальных токов, потреб­ ляемых катушками муфт ЭМТ, приведены в табл. 10.

Силу нажатия контактных щеток проверить очень трудно, поэтому контролируют величину переходного сопротивления R n между щеткой и кольцом при различ­ ных положениях контактного кольца. Среднее значение

74