RU2064102C1

RU2064102C1 - Magnetic coupling

Info

Publication number: RU2064102C1
Application number: RU93042217A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Промыслов
Original assignee: Производственно-коммерческая фирма "Инпром А.Г."
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: transmission of rotary motion from shaft to shaft without mechanical contact. SUBSTANCE: driven and driving half-couplings are placed inside fixed housing made of nonmagnetic material. Driving half-coupling is toothed disk. Permanent magnets facing each other with like-polarity poles are mounted on driven half-coupling and on fixed housing. When driving half-coupling is running, its teeth go out of span between permanent magnets and torque is built up on driven half-coupling. EFFECT: reduced intertia moment of rotating masses due to mounting permanent magnets on fixed housing which reduces starting overloads. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и может быть использовано для передачи вращения с вала на вал без их механического контакта. The invention relates to mechanical engineering and instrumentation and can be used to transfer rotation from shaft to shaft without mechanical contact.

Известна магнитная муфта, содержащая две полумуфты, расположенные на соосно расположенных валах, фрикционные диски, размещенные на ступицах полумуфт с возможностью осевого перемещения относительно фрикционных дисков смежной полумуфты, постоянные магниты, закрепленные на дисках одной из полумуфт, причем оси постоянных магнитов расположены параллельно оси муфты. Для повышения эксплуатационных характеристик путем полного разведения дисков при отключении, магнитная муфта снабжена дополнительными постоянными магнитами, закрепленными на дисках второй полумуфты и обращенными к постоянным магнитам первой полумуфты одноименными полюсами (а.с. СССР N 1687955, F 16 D 27/01, 1988). A magnetic coupling is known, comprising two coupling halves located on coaxially arranged shafts, friction disks placed on the hubs of the coupling halves with the possibility of axial movement relative to the friction disks of the adjacent coupling half, permanent magnets mounted on the disks of one of the coupling halves, the axis of the permanent magnets being parallel to the axis of the coupling. To improve operational characteristics by completely diluting the disks during shutdown, the magnetic clutch is equipped with additional permanent magnets mounted on the disks of the second half-coupling and facing the permanent magnets of the first half-coupling with the same poles (AS USSR N 1687955, F 16 D 27/01, 1988) .

Недостатком известной магнитной муфты является фрикционный контакт дисков при передаче крутящего момента, что снижает долговечность магнитной муфты. A disadvantage of the known magnetic clutch is the friction contact of the disks during transmission of torque, which reduces the durability of the magnetic clutch.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является магнитная муфта, содержащая ведущую полумуфту с прикрепленным к ней ведущим валом, ведомую полумуфту с прикрепленным к ней ведомым валом, выполненную из немагнитного материала и расположенную соосно ведущей полумуфте, постоянные магниты, закрепленные радиально на ведомой полумуфте с дискретным угловым шагом и дополнительные постоянные магниты (а. с. СССР N 1312276, F 16 D 27/01, 1985). The closest in technical essence and the achieved result is a magnetic coupling containing a driving coupling with a drive shaft attached to it, a driven coupling with a driven shaft attached to it, made of non-magnetic material and located coaxially with the driving coupling half, permanent magnets mounted radially on the driven coupling half with discrete angular pitch and additional permanent magnets (A.S. USSR N 1312276, F 16 D 27/01, 1985).

Недостатком известной магнитной муфты являются большие пусковые нагрузки, обусловленные размещением постоянных магнитов на ведущей полумуфте, что увеличивает момент инерции вращающихся масс, связанных с ведущим валом. A disadvantage of the known magnetic coupling is the large starting loads due to the placement of permanent magnets on the drive coupling half, which increases the moment of inertia of the rotating masses associated with the drive shaft.

Технический результат, достигаемый в предложении, состоит в снижении пусковых нагрузок путем уменьшения момента инерции вращающихся масс, связанных с ведущим валом. The technical result achieved in the proposal is to reduce starting loads by reducing the moment of inertia of the rotating masses associated with the drive shaft.

Этот технический результат в предлагаемой магнитной муфте, содержащей ведущую полумуфту с прикрепленным к ней ведущим валом, ведомую полумуфту с прикрепленным к ней ведомым валом, выполненную из немагнитного материала и расположенную соосно ведущей полумуфте, постоянные магниты, закрепленные радиально на ведомой полумуфте с угловым шагом, и дополнительные постоянные магниты, достигается тем, что она снабжена неподвижным корпусом, выполненным из немагнитного материала и имеющим подшипниковые опоры для ведущего и ведомого валов, дополнительные постоянные магниты закреплены радиально на неподвижном корпусе с угловым шагом, вдвое меньшим углового шага расположения постоянных магнитов на ведомой полумуфте, а ведущая полумуфта выполнена из магнитного материала в виде кругового зубчатого диска, зубья которого расположены радиально с угловым шагом, равным угловому шагу расположения постоянных магнитов на ведомой полумуфте, при этом ведущая и ведомая полумуфты размещены внутри неподвижного корпуса, постоянные магниты на ведомой полумуфте и неподвижном корпусе обращены друг к другу одноименными полюсами, а ведущая полумуфта размещена с осевым зазором между постоянными магнитами, закрепленными на ведомой полумуфте и неподвижном корпусе. This technical result in the proposed magnetic coupling comprising a driving coupling with a drive shaft attached to it, a driven coupling with a driven shaft attached to it, made of non-magnetic material and located coaxially with the driving coupling half, permanent magnets mounted radially on the driven coupling half with an angular pitch, and additional permanent magnets, achieved by the fact that it is equipped with a fixed housing made of non-magnetic material and having bearing bearings for the drive and driven shafts, additional The solid permanent magnets are mounted radially on a fixed housing with an angular pitch half that of the angular pitch of the permanent magnets on the driven coupling half, and the driving coupling half is made of magnetic material in the form of a circular gear disk, the teeth of which are arranged radially with an angular pitch equal to the angular pitch of the permanent magnets on the driven coupling half, while the driving and driven coupling halves are located inside the stationary housing, the permanent magnets on the driven coupling coupling and the stationary housing are facing to each other with the same poles, and the leading coupling half is placed with an axial clearance between the permanent magnets mounted on the driven coupling half and the fixed housing.

Реализация указанных отличительных признаков позволяет снизить момент инерции вращающихся масс, связанных с ведущим валом и тем самым уменьшить пусковые нагрузки, возникающие в деталях магнитной муфты и приводного механизма. The implementation of these distinguishing features allows to reduce the moment of inertia of the rotating mass associated with the drive shaft and thereby reduce the starting loads that occur in the details of the magnetic coupling and the drive mechanism.

На фиг. 1 изображен разрез магнитной муфты по оси вращения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 вид с торца на ведущую полумуфту. In FIG. 1 shows a section through a magnetic coupling along an axis of rotation; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 is an end view of the leading coupling half.

Предлагаемая магнитная муфта содержит неподвижный корпус 1, выполненный из немагнитного материала и имеющий подшипниковые опоры 2,3 для ведущего 4 и ведомого 5 валов, ведущую полумуфту 6, выполненную из магнитного материала, закрепленную на ведущем валу 4, ведомую полумуфту 7, выполненную из немагнитного материала и закрепленную на ведомом валу 5 соосно ведущей полумуфте 6, постоянные магниты 8, закрепленные радиально на ведомой полумуфте 7 с угловым шагом α, и дополнительные постоянные магниты 9, закрепленные радиально на неподвижном корпусе с угловым шагом β = α/2. Ведущая полумуфта 6 выполнена в виде плоского кругового зубчатого диска, зубья 10 которого расположены радиально с угловым шагом α. Постоянные магниты 8 и дополнительные постоянные магниты 9 обращены друг к другу одноименными полюсами. Поперечные сечения постоянных магнитов 8, 9 зубьев 10 идентичны по форме и расположены таким образом, что в совмещенном положении полностью перекрывают друг друга. Ведомая полумуфта 7 с постоянными магнитами 8, ведущая полумуфта 6 и дополнительные постоянные магниты 9 размещены внутри неподвижного корпуса 1, причем ведущая полумуфта 6 размещена между торцами постоянных магнитов 8, 9 с осевым зазором 0,1 0,2 мм. The proposed magnetic coupling contains a stationary housing 1 made of non-magnetic material and having bearing bearings 2,3 for the leading 4 and driven 5 shafts, the leading coupling half 6 made of magnetic material, mounted on the driving shaft 4, the driven coupling half 7 made of non-magnetic material and fixed to the driven shaft 5 coaxially to the driving coupling half 6, permanent magnets 8 mounted radially to the driven coupling half 7 with an angular pitch α, and additional permanent magnets 9 mounted radially to the stationary housing pitch angle β = α / 2. The leading coupling half 6 is made in the form of a flat circular gear disk, the teeth 10 of which are located radially with an angular pitch α. Permanent magnets 8 and additional permanent magnets 9 face each other with the same poles. The cross sections of the permanent magnets 8, 9 of the teeth 10 are identical in shape and are arranged in such a way that in the combined position completely overlap each other. The driven coupling half 7 with permanent magnets 8, the driving coupling half 6 and additional permanent magnets 9 are placed inside the stationary housing 1, and the driving coupling half 6 is placed between the ends of the permanent magnets 8, 9 with an axial clearance of 0.1 0.2 mm.

В исходном состоянии при отсутствии нагрузочного момента на ведомом валу 5 и отключенном приводном двигателе (на фиг, не показано), связанным кинематически с ведущим валом 4, ведущая 6 и ведомая 7 полумуфты занимают такое положение, при котором постоянные магниты 8, зубья 10 и дополнительные постоянные магниты 9 совмещены между собой и полностью перекрывают друг друга. При включении приводного двигателя ведущая полумуфта 6 приводится во вращение. При этом зубья 10 ведущей полумуфты 6 выходят из зазора между постоянными магнитами 8 и 9. При выходе зубьев 10 из зазора между постоянными магнитами 8 и 9 в результате взаимодействия их магнитных полей на ведомой полумуфте 7 создается крутящий момент, под действием которого ведомая полумуфта 7 приводится во вращение вслед за ведущей полумуфтой 6 в том же направлении. В результате обеспечивается кинематическая связь ведущего 4 и ведомого 5 валов. Усиление крутящего момента производится за счет дополнительного усилия, возникающего при использовании энергии постоянных магнитов 9, закрепленных на неподвижном корпусе 1. При достижении установившегося режима, при котором ведомая полумуфта 7 будет вращаться с постоянной угловой скоростью, включают нагрузку на ведомом валу 5. Благодаря тому, что дополнительные постоянные магниты 9 неподвижны, а момент инерции ведущей полумуфты 6 незначителен, снижаются пусковые нагрузки в деталях магнитной муфты и привода, что повышает долговечность магнитной муфты и привода. ЫЫЫ2 In the initial state, in the absence of a load moment on the driven shaft 5 and the switched off drive motor (not shown in FIG.), Kinematically connected to the drive shaft 4, the drive 6 and the driven 7 of the coupling half occupy a position in which the permanent magnets 8, teeth 10 and additional Permanent magnets 9 are combined with each other and completely overlap each other. When the drive motor is turned on, the driving coupling half 6 is driven into rotation. In this case, the teeth 10 of the leading coupling half 6 exit the gap between the permanent magnets 8 and 9. When the teeth 10 exit the gap between the permanent magnets 8 and 9 as a result of the interaction of their magnetic fields on the driven coupling half 7, a torque is created under which the driven coupling half 7 is driven in rotation after the leading coupling half 6 in the same direction. The result is a kinematic connection between the leading 4 and the driven 5 shafts. The torque is amplified due to the additional force arising from the use of the energy of the permanent magnets 9, mounted on the stationary housing 1. When a steady state is reached, in which the driven coupling half 7 will rotate at a constant angular speed, the load on the driven shaft 5 is turned on. that the additional permanent magnets 9 are stationary, and the moment of inertia of the driving coupling half 6 is negligible, the starting loads in the parts of the magnetic coupling and the drive are reduced, which increases the durability of the ma clutch and drive. YYY2

Claims

Магнитная муфта, содержащая ведущую полумуфту с прикрепленным к ней ведущим валом, ведомую полумуфту с прикрепленным к ней ведомым валом, выполненную из немагнитного материала и расположенную соосно ведущей полумуфте, постоянные магниты, закрепленные радиально на ведомой полумуфте с угловым шагом, и дополнительные постоянные магниты, отличающаяся тем, что она снабжена неподвижным корпусом, выполненным из немагнитного материала и имеющим подшипниковые опоры для ведущего и ведомого валов, дополнительные постоянные магниты закреплены радиально на неподвижном корпусе с угловым шагом, вдвое меньшим углового шага расположения постоянных магнитов на ведомой полумуфте, а ведущая полумуфта выполнена из магнитного материала в виде кругового зубчатого диска, зубья которого расположены радиально с угловым шагом, равным угловому шагу расположения постоянных магнитов на ведомой полумуфте, при этом ведущая и ведомая полумуфты размещены внутри неподвижного корпуса, постоянные магниты на ведомой полумуфте и неподвижном корпусе обращены друг к другу одноименными полюсами, а ведущая полумуфта размещена с осевым зазором между постоянными магнитами, закрепленными на ведомой полумуфте и неподвижном корпусе. A magnetic coupling comprising a driving coupling with a drive shaft attached to it, a driven coupling with a driven shaft attached to it, made of non-magnetic material and located coaxially with the driving coupling half, permanent magnets mounted radially on the driven coupling half with an angular pitch, and additional permanent magnets, characterized the fact that it is equipped with a fixed housing made of non-magnetic material and having bearing bearings for the drive and driven shafts, additional permanent magnets are fixed p adially on a stationary case with an angular pitch half the angular pitch of the permanent magnets on the driven coupling half, and the driving coupling is made of magnetic material in the form of a circular gear disk, the teeth of which are radially with an angular pitch equal to the angular pitch of the permanent magnets on the driven coupling half, in this case, the leading and driven half-couplings are placed inside the stationary case, the permanent magnets on the driven half-coupling and the stationary case are facing each other with the same poles, and the leads schaya coupling half arranged with axial clearance between the permanent magnets fixed to the driven coupling half and the stationary housing.