Файл: Механизмы с магнитной связью..pdf

Продолжение табл. 1.1

У///У//А

Вмуфтах с зубцами из полосовых магнитов (схемы 3 и 11) крепление магнитов к немагнитным корпусам полумуфт может быть выполнено на винтах или заливкой алюминием или эпоксид­ ной смолой.

Для увеличения момента на полюсах магнита могут быть вы­ полнены зубцы, что дает возможность выбрать оптимальное соотношение полюсного шага и величины зазора.

Большим недостатком разобранных видов муфт на сплавных магнитах является значительное размагничивание (до 50—60%) при срывах. При окружных скоростях внутренней полумуфты 45 м/с и более магнит должен быть бандажирован сварным коль­ цом со стальными клиньями на полюсах (между полюсами рас­ полагаются немагнитные вставки).

Вслучае, если магнит СММ разъедается средой, его прихо­ дится защищать рубашкой коррозионностойкого материала или

покрытием.

Муфтам с магнитами в виде звездочки аналогичны муфты с оксиднобариевыми ферритами (схемы 12 и 16) *. Муфты с ферри­ тами выполняются переменнополюсными цилиндрическими или торцовыми [42]. Муфты состоят из стального корпуса, в котором смонтированы на эпоксидной смоле бариевые магниты. Поляр­ ности брусков магнита чередуются по поверхности рабочего за­ зора. Число магнитов определяется из оптимального соотношения величины зазора и полюсного шага. Высокая коэрцитивная сила ферритов позволяет создать муфты с большими зазорами. При срывах и разборке муфты не размагничиваются.

Недостатком муфт с бариевыми магнитами являются небольшие допустимые окружные скорости, необходимость защиты магнита от раз-рушения при агрессивной среде и вакууме. Известны про-

31

мышленные системы с магнитами из ферритов бария на моменты до 80 кгм и скорость вращения до 3000 об/мин.

Муфты со сплавными магнитами в виде втулки (схемы 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15) имеют магнитопроводы или полюсные си­ стемы из магнитно-мягкой стали, располагающиеся по торцам магнита. Зубцовые зоны из стали позволяют легко выполнить оптимальное число зубцов и сконцентрировать магнитный поток в зазоре. Магнит в таких системах может быть смонтирован во внутренней полумуфте, в наружной полумуфте или неподвижно. При больших скоростях вращающийся магнит бандажнруется по всей длине напрессованным немагнитным кольцом. При этом скорость можно увеличить до 190 м/с на поверхности магнита.

Муфты являются реактивными. При необходимости защиты от коррозии магнит в реактивных СММ можно установить в не­ магнитный корпус наружной полумуфты, являющийся и бандажом для магнита.

Недостатком конструкций с вращающимся магнитом является воздействие на магнит центробежных сил, чего нет в вариантах конструкций с неподвижным магнитом (схемы 5, 6, 7, 14). В этих схемах магнит располагается в немагнитном корпусе, а магнит­ ный поток подводится к полумуфтам кольцами — магнитопрово­ дами. Магнитопроводы необходимо выполнять минимальной длины. Зазоры между ними и вращающейся полумуфтой — 0,2— 0,3 мм.

В СММ с неподвижным магнитом имеются два дополнительных воздушных зазора, что увеличивает длину магнита и утяжеляет механизм. Тем не менее в ряде случаев такая конструкция яв­ ляется оптимальной, так как габариты движущихся частей опре­ деляются лишь допустимой индукцией в стали. Это позволяет уменьшить их размеры.

При частых разборках системы или необходимости отключать ведомый вал от ведущего применяются электромагнитные СММ.

Конструкции электромагнитных муфт с униполярной обмоткой возбуждения повторяют конструкции магнитных муфт с магнитом в виде втулки, разобранные выше. Вместо магнита установлена обмотка возбуждения. Если обмотка возбуждения расположена во вращающихся полумуфтах, то питание обмотки производится через контактные кольца (схемы 19, 20, 21, 22, 23, 27, 28).

Муфта с многокатушечной обмоткой (схема 24) также питается через контактные кольца, однако сложна конструктивно и иетехнологична. Наличие контактных колец снижает надежность си­ стемы. Поэтому более целесообразными являются конструкции

снеподвижной обмоткой возбуждения (схемы 25, 26, 27, 28, 29, 30).

Вэлектромагнитных муфтах (как и других СММ) необходимо предусматривать охлаждение обмоток возбуждения. Но следует учитывать, что муфты с обмотками возбуждения на внутренних полумуфтах, имеют худшие теплорассеивающие способности, чем муфты с обмотками на наружных полумуфтах. По этой же при*

32

чине схема 25 имеет лучшие условия охлаждения обмотки, чем схемы 26 и 27.

. Схема 25 получила наибольшее распространение в муфтах большой мощности (до 240 квт) и скорости вращения (до 20 000 об/мин). Схемы 26 и 28 используются для тихоходных муфт большой мощности. Перепад давлений может достигать 100— 150 ата. В этом случае может быть применено секционирование муфты, т. е. выполнение на одном валу нескольких отдельных муфт, объединенных конструктивно в одно целое (схема 30) или многократное использование магнитного потока при сохранении диаметра полумуфты. По сравнению с муфтой, использующей магнитный поток однократно, в муфтах с /і-кратным использова­ нием потока уменьшается примерно в п раз необходимый магнит­ ный поток и сечение магнитопровода. При этом однако в п раз возрастает необходимая намагничивающая сила возбуждения, так как увеличивается длина воздушных зазоров на пути магнит­ ного потока.

В многосекционной муфте в отличие от муфты с многократным использованием потока катушка возбуждения рассчитывается на элементарную муфту и, как правило, число катушек соответ­ ствует числу секций.

Механизмы поступательного перемещения могут быть магнит­ ными (на сплавных магнитах или магнитах из феррита бария)

иэлектромагнитными. Как правило, это передачи с небольшой линейной скоростью. Они могут выполняться как с плоским экра­ ном (схемы 36, 37, 38, 39), так и с цилиндрическим (схемы 40, 41, 42, 43). В схемах 36—41 обе части механизма двигаются посту­ пательно. Схемы 42 и 43 аналогичны механической паре винт— гайка.

Наиболее простыми схемами редукторов 12являются схемы 44

и48. Недостатком их является малый передаваемый момент, обусловленный тем, что в магнитном взаимодействии находится малое число (от двух до четырех) зубцов. Этот недостаток устранен

в магнитном редукторе, выполненном по схеме планетарного меха­ нического редуктора типа 2К-Н с внутренним зацеплением (схема 47). В редукторе на эксцентричном ведущем валу (водило) 2 расположен на подшипниках сателлит 1 с двумя зубчатыми вен­ цами 5 и 8. Венец 8 взаимодействует с неподвижным главным зуб-

1 Л. Б. Г а и з б у р г. Механизм для передачи вращательного движения

сизменением скорости вращения. Авт. свид. № 153633, 1963.

A.А. Д я т л е н к о . Зубчатая передача с магнитным бесконтактным взаимо­ действием зубьев. Авт. свид. № 192576, 1965.

Ф.Б е н д а , М. И л и с е к. Магнитная глобоидная червячная передача. Пат. ЧССР, № 125725, 1965.

B.М. Ш е й н ф и н к е л ь . Червячная передача. Авт. свид. № 274591,

1968.

Л.Я- Ц и к е р м а н, Ю. М. П я т и н, М. П. М а к с и м о в . Магнитная зубчатая передача. Авт. свид. № 296928, 1969.

чатым колесом 7, жестко связанным с корпусом редуктора. Ве­ нец 5 взаимодействует с подвижным главным зубчатым колесом 6, закрепленным на ведомом валу 4.

Между окружностями выступов главных колес и венцов са­ теллита имеется радиальный зазор. Для создания магнитного потока, обеспечивающего взаимодействие зубчатых колес, может быть использован кольцевой магнит (в магнитном редукторе) или катушка возбуждения (в электромагнитном редукторе).

Наличие внутренних зацеплений с малой разностью зубцов обеспечивает возможность передачи большого момента в широком диапазоне передаточных отношений.

Прочие схемы редукторов применимы преимущественно в при­ борных кинематических передачах. Для сложных многоступен­ чатых передач применима схема 46. В этой передаче все зубчатые колеса выполнены из магнитно-мягкого материала. Электромагнит создает поле, которое, замыкаясь через зубчатые колеса, передает вращение.

При необходимости выключения передачи может использо­ ваться схема 45. Зубчатые колеса состоят из дисковых постоянных магнитов 3, создающих магнитное поле, и магнитопроводящих прокладок 4, установленных на немагнитных втулках 5; выклю­ чение передачи осуществляется сдвигом колеса 6 по шпонке вдоль вала 7.

Редуктор по схеме 50 с катящимся ротором может иметь весьма большое передаточное отношение. При вращении ведущего вала ротор 6 прижимается к кольцу 7 только с одной стороны, обкаты­ ваясь по нему, что и обеспечивает изменение скорости.

В приборных передачах применяются также шаговые магнит­ ные редукторы \ один из которых показан на схеме 51. Ведомый ротор такого редуктора, установленный на валу 1, выполнен из магнитопроводящего материала и имеет на наружной поверхности два зубчатых венца, взаимодействующих с двумя зубчатыми вен­ цами, выполненными на внутренней поверхности неподвижного статора 2. Число зубцов ведомого ротора и статора 2 неодинаково и отличается друг от друга на малую величину, например на два.

При прохождении магнитного потока ротор занимает положе­ ние, обеспечивающее минимальное магнитное сопротивление. Поэтому оси зубцов ротора и статора, находящиеся на оси сим­ метрии коммутатора, совмещены. При повороте коммутатора ось магнитного потока смещается к соседнему зубцу статора, проходя угол 3607zc статора (zc — число зубцов). Между зубцами'теперь

1Р. Ю. Б а н а с е в и ч ю с. Магнитная передача. Авт. свид. №280142, 1968;

Л.А. Борисов, Л. М. Периков, В. В. Яропольский. Бесконтактная магнитная

34