RU2498486C1

RU2498486C1 - Electromagnetic coupling

Info

Publication number: RU2498486C1
Application number: RU2012106285/07A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Юрьевич Афанасьев; Николай Владимирович Давыдов; Василий Федорович Милосердов
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-11-10
Also published as: RU2012106285A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: suggested electromagnetic coupling contains casing (1) with toroidal magnet core (2) installed at it; the core covers ring winding (3). At the driving shaft (7) there is a die barrel (11) with driving shaft discs (4) fixed to it and external sleeve (9) installed in the driving shaft with the above driving shaft discs (4) fixed to it. At the driven shaft (8) there is a sleeve (14) with the driven shaft discs (5) fixed to it. At that according to the invention the first external sleeve (10) of the screen is fixed at the magnet core (2) and the screen ferromagnetic disc (6) with adjoining inner sleeve (13) of the screen is fixed to the sleeve. At first ferromagnetic disc (6) of the screen is attached to the inner sleeve (13) of the screen and then external sleeve (10) is attached, etc. The last ferromagnetic disc (6) of the screen is covered by non-magnetic disc (12) of the screen. Due to introduction of the above screen between discs of the driving and driven shafts electromagnetic sleeve is obtained with large transfer moment and sealed division of the driving and driven shafts which allows transfer of moment to the sealed-in volume.

EFFECT: providing sealed division of the driving and driven shafts with potential moment transfer to the sealed-in volume with simultaneous maintenance of large moment transferred by electromagnetic sleeve.

4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, точнее к электромагнитным муфтам сцепления, и может быть использовано для дистанционного автоматического сцепления валов.The invention relates to electrical engineering, more specifically to electromagnetic clutch, and can be used for remote automatic clutch shafts.

Известна электромагнитная муфта, содержащая вращающийся магнит в виде втулки, магнитопровод с зубцами, ведомую полумуфту с зубцами и расположенный между ними немагнитный экран (Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. «Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов», Справочник, Л., Машиностроение, 1980 г.) - [1].A known electromagnetic coupling containing a rotating magnet in the form of a sleeve, a magnetic circuit with teeth, a driven coupling half with teeth and a non-magnetic screen located between them (Lansov, A. Fedotov, “Design of electromagnetic and magnetic mechanisms”, Reference, L., Engineering, 1980) - [1].

Ее недостатком является малый передаваемый момент и малая механическая прочность немагнитного экрана.Its disadvantage is the small transmitted moment and low mechanical strength of the non-magnetic screen.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является электромагнитная муфта, содержащая тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, чередующиеся диски ведущего вала и диски ведомого вала, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов (патент №2369954, Н02К 49/06, F16D 27/115, опубл. 10.10.2009. Бюл. №28) - [2].The closest in technical essence and the achieved effect is an electromagnetic clutch containing a toroidal magnetic circuit, an annular winding, alternating drives of the drive shaft and drives of the driven shaft having alternating sectors of ferromagnetic and non-magnetic materials (patent No. 2369954, Н02К 49/06, F16D 27/115 , publ. 10.10.2009. Bull. No. 28) - [2].

Ее недостатком является отсутствие герметичного разделения ведущего и ведомого валов, не позволяющего передавать момент в герметичный объем.Its disadvantage is the lack of hermetic separation of the drive and driven shafts, which does not allow the transmission of torque to the sealed volume.

Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении герметичного разделения ведущего и ведомого валов при сохранении высокого передаваемого муфтой момента.The technical result to which the claimed invention is directed is to ensure a tight separation of the drive and driven shafts while maintaining a high moment transmitted by the coupling.

Технический результат достигается тем, что в электромагнитную муфту, содержащую тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, диски ведущего и диски ведомого валов, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов, введен экран, отделяющий диски ведущего и ведомого валов и содержащий в активной зоне ферромагнитные диски, имеющие малую магнитную проводимость в тангенциальном направлении.The technical result is achieved by the fact that in the electromagnetic coupling containing a toroidal magnetic circuit, an annular winding, drive disks and driven shaft disks having alternating sectors of ferromagnetic and non-magnetic materials, a screen is introduced separating drive and driven shaft disks and containing ferromagnetic disks in the core, having a small magnetic conductivity in the tangential direction.

Сущность предлагаемой муфты объясняется фиг. 1-4:The essence of the proposed coupling is explained in FIG. 1-4:

Фиг.1 - продольное сечение муфты;Figure 1 is a longitudinal section of a coupling;

Фиг.2 - диск ведущего и ведомого валов;Figure 2 - drive drive and driven shafts;

Фиг.3 - ферромагнитный диск экрана;Figure 3 - ferromagnetic disk screen;

Фиг.4 - развертка рабочей зоны на среднем радиусе.Figure 4 - scan of the working area at an average radius.

Здесь: 1 - корпус; 2 - магнитопровод; 3 - обмотка; 4 - диски ведущего вала; 5 - диски ведомого вала; 6 - ферромагнитные диски экрана; 7 - ведущий вал; 8 - ведомый вал; 9 - наружная втулка ведущего вала; 10 - наружные втулки экрана; 11 - внутренняя втулка ведущего вала; 12 - немагнитный диск экрана; 13 - внутренние втулки экрана; 14 - втулка ведомого вала.Here: 1 - housing; 2 - magnetic circuit; 3 - winding; 4 - drives the drive shaft; 5 - drives the driven shaft; 6 - ferromagnetic disks of the screen; 7 - drive shaft; 8 - driven shaft; 9 - the outer sleeve of the drive shaft; 10 - the outer sleeve of the screen; 11 - the inner sleeve of the drive shaft; 12 - non-magnetic screen disk; 13 - inner sleeve of the screen; 14 - the sleeve of the driven shaft.

На корпусе 1 закреплен магнитопровод 2, который имеет тороидальную форму и охватывает кольцевую обмотку 3. На ведущем валу 7 установлена внутренняя втулка 11 ведущего вала. К ней крепится первый диск 4 ведущего вала, на котором установлена наружная втулка 9 ведущего вала. К ней крепятся остальные диски 4 ведущего вала.A magnetic circuit 2 is fixed to the housing 1, which has a toroidal shape and covers an annular winding 3. An inner sleeve 11 of the drive shaft is mounted on the drive shaft 7. The first disk 4 of the drive shaft is attached to it, on which the outer sleeve 9 of the drive shaft is mounted. The remaining disks 4 of the drive shaft are attached to it.

На ведомом валу 8 установлена втулка 14 ведомого вала. К ней крепятся диски 5 ведомого вала.On the driven shaft 8 installed sleeve 14 of the driven shaft. Drives 5 of the driven shaft are attached to it.

Экран разделяет диски 4, 5 ведущего 7 и ведомого 8 валов и состоит из ферромагнитных дисков 6 экрана, наружных втулок 10 экрана, внутренних втулок 13 экрана и немагнитного диска 12 экрана.The screen separates the disks 4, 5 of the driving 7 and the driven 8 shafts and consists of ferromagnetic disks 6 of the screen, the outer bushes 10 of the screen, the inner bushes 13 of the screen and non-magnetic disk 12 of the screen.

Первая наружная втулка 10 экрана закреплена на магнитопроводе. К ней крепится первый ферромагнитный диск 6 экрана, к которому примыкает внутренняя втулка 13 экрана. К ней крепится второй ферромагнитный диск 6 экрана, затем наружная втулка 10 экрана и т.д.The first outer sleeve 10 of the screen is mounted on the magnetic circuit. The first ferromagnetic disk 6 of the screen is attached to it, to which the inner sleeve 13 of the screen is adjacent. The second ferromagnetic disk 6 of the screen is attached to it, then the outer sleeve 10 of the screen, etc.

Последний ферромагнитный диск 6 экрана замыкается немагнитным диском 12 экрана.The last ferromagnetic disk 6 of the screen is closed by a non-magnetic disk 12 of the screen.

Диски 4 ведущего вала 7 имеют ферромагнитные (на фиг.2 показаны штриховкой) и немагнитные секторы (на фиг.2 не заштрихованы).The disks 4 of the drive shaft 7 are ferromagnetic (shown in FIG. 2 by hatching) and non-magnetic sectors (not shown in FIG. 2).

Диски 5 ведомого вала 8 имеют конструкцию, подобную дискам 4 ведущего вала 7.The drives 5 of the driven shaft 8 have a design similar to the drives 4 of the drive shaft 7.

Размеры и расположение ферромагнитных секторов дисков 4, 5 ведущего 7 и ведомого 8 валов совпадают.The sizes and arrangement of the ferromagnetic sectors of the disks 4, 5 of the leading 7 and the driven 8 shafts are the same.

Анизотропия ферромагнитных дисков экрана может быть обеспечена путем набора чередующихся тонких ферромагнитных и немагнитных листов, лежащих в одних плоскостях с осью вращения (фиг.3). При этом магнитная проводимость в тангенциальном направлении мала, а в радиальном и осевом направлениях большая.Anisotropy of the ferromagnetic disks of the screen can be achieved by a set of alternating thin ferromagnetic and non-magnetic sheets lying in the same planes with the axis of rotation (figure 3). Moreover, the magnetic conductivity in the tangential direction is small, and in the radial and axial directions is large.

Электромагнитная муфта работает следующим образом.The electromagnetic clutch operates as follows.

При подаче напряжения на обмотку 3 появляется магнитный поток, который замыкается вокруг обмотки и пересекает все зазоры в осевом направлении. Если передаваемый момент равен нулю, то расположение ферромагнитных секторов дисков ведущего 7 и ведомого валов 8 совпадает, что соответствует минимальному магнитному сопротивлению. При возрастании передаваемого момента увеличивается угол рассогласования между ферромагнитными секторами дисков ведущего 7 и ведомого валов 8 (фиг. 4), вращающихся с одинаковой скоростью.When voltage is applied to the winding 3, a magnetic flux appears, which closes around the winding and crosses all the gaps in the axial direction. If the transmitted moment is zero, then the location of the ferromagnetic sectors of the drives of the leading 7 and the driven shafts 8 is the same, which corresponds to the minimum magnetic resistance. As the transmitted moment increases, the mismatch angle between the ferromagnetic sectors of the drives of the drive 7 and the driven shafts 8 (Fig. 4) rotates at the same speed.

Экран обеспечивает полную изоляцию ведущего и ведомого валов от проникновения агрессивных или взрывоопасных веществ и газов. Ферромагнитные диски экрана определяют малое магнитное сопротивление между ферромагнитными секторами ведущего и ведомого валов.The screen provides complete isolation of the drive and driven shafts from the penetration of aggressive or explosive substances and gases. The ferromagnetic disks of the screen define a small magnetic resistance between the ferromagnetic sectors of the drive and driven shafts.

Claims

Электромагнитная муфта, содержащая тороидальный магнитопровод, кольцевую обмотку, диски ведущего и диски ведомого валов, имеющие чередующиеся секторы из ферромагнитного и немагнитного материалов, отличающаяся тем, что введен экран, отделяющий диски ведущего и ведомого валов и содержащий в активной зоне ферромагнитные диски, имеющие малую магнитную проводимость в тангенциальном направлении. An electromagnetic clutch comprising a toroidal magnetic circuit, an annular winding, drive disks and driven shaft disks having alternating sectors of ferromagnetic and non-magnetic materials, characterized in that a screen is introduced separating the drive and driven shaft disks and containing ferromagnetic disks having a small magnetic tangential conductivity.