PL100193B1 - Elektromagnetyczne sprzeglo cierne - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest elek¬ tromagnetyczne sprzeglo cierne, a w szczególnosci sprzeglo elektromagnetyczne z tarczami magnetycz¬ nie przewodzacymi. Wynalazek moze byc stoso¬ wany w przemysle obrabiarkowym i innych dzie¬ dzinach przemyslu maszynowego, w których maja zastosowanie sprzegla tego typu.

Elektromagnetyczne sprzegla z tarczaimi magne¬ tycznie przewodzacymi, dzieki ich powszechnie znanym zaletom technicznym i eksploatacyjnym, sa szeroko stosowane w obrabiarkach skrawaja¬ cych do metali i w innych maszynach.

Znane sa sprzegla z dwukrotnym przejsciem strumienia magnetycznego przez tarcze i dlatego dalsze omówienie dotyczy przykladowo tych typów sprzegiel.

Wade znanych sprzegiel elektromagnetycznych wymienionego typu stanowi w szczególnosci to, ze nie jest zapewniona w nich maksymalna wartosc ¦momentu, mozliwa dla danego sprzegla przy za¬ danych wymiarach, sile imagnetomotorycznej i ma¬ terialach pary ciernej.

Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie wy¬ mienionej wady i innych wad oraz wykonanie elektromagnetycznego sprzegla wymienionego typu o optymalnych wlasciwosciach.

Zadaniem wynalazku bylo uzyskanie w sprzegle elektromagnetycznym z tarczami magnetycznie przewodzacymi optymalnego wzajemnego stosunku opornosci elementów ukladu magnetycznego sprzegla, co zapewnialoby maksymalna wartosc si¬ ly ciagu d momentu sprzegla przy zadanych wy¬ miarach i konstrukcji.

Postawiony cel, zgodnie z niniejszym wynalaz¬ kiem, uzyskano przez zastosowanie sprzegla elek¬ tromagnetycznego z tarczami magnetycznie prze¬ wodzacymi posiadajacego korpus magnetycznie przewodzacy z pierscieniowym uzwojeniem wzbu¬ dzajacym, zwore i pakiet tarcz ciernych magne¬ tycznie przewodzacych.

Opornosc magnetyczna czynnej czesci pakietu, przez która zamyka sie roboczy strumien magne¬ tyczny, jest bliska lub równa podwojonej opornosci magnetycznej pozostalej czesci obwodu.

Przedstawione rozwiazanie techniczne zapewnia, przy jednakowych warunkach pozostalych, przy czym przez zwrot jednakowe warunki pozostale rozumie sie zadane wymiary obwodu magnetycz¬ nego, wymiary jego korpusu i selenoidu, dane je¬ go uzwojen itd., praktycznie maksymalna wartosc sily ciagu i momentu.

Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia rozplyw stru¬ mieni w sprzegle elektromagnetycznym z tarcza¬ imi magnetycznie przewodzacymi wedlug wynailaz- ku, fig. 2 przedstawia tarcze magnetycznie prze¬ wodzaca sprzegla, a fig. 3 przedstawia rozklad strumienia magnetycznego i sily magnetomotorycz- nej wzdluz pakietu tarcz sprzegla.

Sprzeglo elekrfromagnetyazne z tarczami magne- 100 193~*fr^ir 100193 tycznie _ przewodzacymi sklada sie z jednolitego albo skladanego karpusu 1 (fig. 1), nosnej tuled 2 magnetycznie przewodzacych wewnetrznych tarcz 3 i zewnetrznych tarcz 4, sprzezonych z prowad¬ nica 5 oraz zwory 6 obracajacej sie na niemagne¬ tycznej nakretce 7.

W korpusie umieszczony jestt równiez solenorid 8.

W ogólnym ipnzypadjtou, sumaryczny struunden (J) sklada sie ze stnumliiemia roboczego przeplywajace- go przez zewnetrzne ipojerscdienlie 9 tarcz, malejace¬ go w miare zblizania sie do zrwory wskutek stru- mdeni uplywowych 0e iprzez zlaczki tarcz, jak praedsitarwiono na ffiig. 2. Strumien zamyikajacy sie pnzez wewnetrzne pierscdende 10 tarcz posiada skla¬ dowe strumieni uplywowych do tuleL W zwiazku z tyim rozklad strumieni i sily magnerfxMnotoxycz- nej w pakiecie tarcz jest taki, jak przedstawiono na fig. 3.

Wywolywany przez takie sprzeglo moment skla¬ da sie z momentów kazdej pary ciernej ,pTopoirojo- nalnych do sily prostopadlej, dzialajacej na dana pare. Sile te stanowi sila przyciagania elektromag¬ netycznego, okreslana dla szczeliny plaskiej zalez¬ noscia 1. 02i praktycznie maksymalne wartosci sily i momentu danego sprzegla, dla dokonania której nalezy bar¬ dziej szczególowo rozpatrzyc rozplyw strumieni w ukladzie magnetycznym sprzegla.

W zwiazku z upjywem strumienia 0e, przez zlaczki, a w wielu przypadkach takze z rozprosze¬ niem z wewnetrznych tarcz do tulei, strumien $i jest malejaca funkcja odleglosci x od plaszczyzny biegunów i posiada najwiejksza wartosc przy bie¬ gunach, a najmniejsza przy zworze flfig. 3).

W ten sposób, przy zadanym wapóliczynnikiu tar¬ cia, wynikowy moment sprzegla zalezy od wiel¬ kosci strumienia, jego rozkladu przestrzennego wzdluz dlugosci pakietu i czynnej powierzchni tarcz magnetycznie przewodzacych, to jest Me=K"Z ST i=>l <2) F'=^ Si (1) gdzie 0i, oznacza strumien przez i-ta pare cierna, natomiast Si oznacza czynna powierzchnie - sasia¬ dujacych tarcz (fig. 2).

Przy rozpatrywaniu czynników okreslajacych wartosci sily i momentu danego sprzegla o ustalo¬ nych wymiarach, zadanych wymiarach korpusu, so- lenoidu, jego sile magnetomotorycznej oraz ilosci, rozmiarach i materiale tarcz itd., mozna zalozyc, ze te parametry sprzegla, to jest sila i moment, przy jednakowych warunkach pozostalych, zaleza od powierzchni Si tarcz, poniewaz wielkosc tej po- wierzchnd po pierwsze okresla opornosc magnetycz¬ na pakietu tarcz, bedaca czescia opornosci ogólnej obwodu magnetycznego , a zatem wplywa na war¬ tosci strumienia 0i, a po drugie bezposrednio wplywa na wielkosc sily.

Jtednakze, zmiana powierzchni tarcz, na przy¬ klad jej zwiekszenie, wplywa odwrotnie na wy¬ mienione skladowe sily. Mianowicie, zwiekszenie powierzchni Si bezposrednio zmniejsza sile, lecz nieznacznie zwieksza strumien, poniewaz opornosc obwodu sklada sie z opornosci pakietu tarcz i opornosci korpusu.

Zarówno stosunkowo duze jak i stosunkowo ma¬ le wartosci Si, prowadza wiec do zmniejszenia sily, w pierwszym przypadku bezposrednio wskutek zwiekszenia Si, a w drugim przypadku wskutek zmniejszenia strumienia ze wzgledu na zwieksze¬ nia Su a w drugim przypadku wskutek zmniejsze¬ nia strumienia ze wzgledu na zwiekszenie opor¬ nosci magnetycznej obwodu.

Kazda wartosc powierzchni Si tarcz okresla osta¬ tecznie pewien wzajemny stosunek opornosci ma¬ gnetycznych korpusu i pakietu tarcz, przy czym pewien stosunek odpowiada maksymalnym war¬ tosciom sily i momentu sprzegla.

W riiniejszym wynalazku przyjeto wymieniony stosunek równy w przyblizeniu 1:2, co zapewnia gdzie KM jest stalym dla danego sprzegla wspól- czynnikiem uwzgledniajacyim sredni promien tar¬ cia i liczbe tarcz. Te wielkosci oraz wymiary i wszystkie pozostale elementy ukladu magnetycz¬ nego, oprócz powierzchni Si, beda traktowane jako zadane.

Przy zmianie powierzchni Si zmienia sie zarów¬ no strumien magnetyczny, poniewaz opornosc pa¬ kietu jest odwirioitnlie proporcjonalna do Si, jak i bezposredindo wielkosc S2 wchodzaca do podanych zaleznosci (jl) i (2). Dlatego zaleznosci (li) i j2) mo¬ zna wiyirazic FtMe = - Const (Hk + ^Si (3) ai 40 gdzie Rk oznacza opornosc korpusu, — = r ozna- Si cza opornosc pakietu tarcz, natmoiast ai = rSi sta¬ nowi dla danego sprzegla wartosc stala.

Z zaleznosci (3) wynika, ze przy okreslonym wza¬ jemnym stosunku opornosci Rk korpusu i opornosci ai — pakietu tarcz lub przy okreslonym stosunku Si wzajemnym wewnetrznych wymiarów ukladu magnetycznego, sila ciagu i moment sprzegla moga przyjmowac maksymalne wartosci.

W celu uzyskania stosunków ilosciowych, roz¬ patrujac sprzeglo z tarczami przewodzacymi magnetycznie jako zwarta na koncu linie dluga, mozna otrzymac nastepujaca zaleznosc na srednia wartosc sily ciagu dla pakietu. 55 gdzie: Iv 1 — sila.

Iw2thvl — W magnetomotaryoana solenoidu, 60 ¦/¥ r = ]/ rago — stala rozchodzenia sie, Zo opornosc falowa, 1 — dlugosc pakietu tarcz, r0, go — jednostkowa opornosc i uplywmosc w pakie¬ cie tarcz, Rk — opornosc korpusu lacznie ze szcze¬ lina miedzy biegunami a pierwsza tarcza, Zwe = = Z0 th vi — opornosc wejsciowa pakietu tarcz.

Rozwijajac th vi w szereg i podstawiajac w100193 miejsce vi, Z0,:—=K& parametry ukladu magne- tycznego, otrzymuje sie zaleznosc (5). l+/ar fm 'Kf 1 +,3air / 1 + arV o gdzie: KF — staly wspólczynnik, r — opornosc pa- go1 kietu tarcz, a = —~.

Badajac zwyklym sposobem ekstremom zalez¬ nosci (5) otrzymuje sie zaleznosc (6).

Rk = r, opt i + aropt 1 + 3 aropt .(«) stad -» Topt= "^ <7) Przy praktycznie wykonalnych wymiarach zla- azek promieniowych i szczelin niemagnetycznych miedzy tarczami oraz innymi elementami, okresla¬ jacych wielkosc a, obliczenie prowadzi do war¬ tosci stosunku ropt = (1,5-^2) Rk (8) 6 w którym duze wartosci wspólczynnika odnosza sie do duzych rozmiarów sprzegiel. .._.....

UwziglednraSjac, ze odchylka parametrów od war¬ tosci optymailnej w granicach 25tyo dla zaleznosci (5) jest nieistotna, praktycznie* z bledem nie wiek¬ szym niz 25% w porównaniu z teoretyczna war¬ toscia maksymalna mozna przyjac Lopt = 2Rk Spelnienie zaleznosci (0) zapewnia mozliwa tech¬ nicznie do spelnienia wartosc maksymalna sily ciagu i momentu w sprzegle z tarczami magne¬ tycznie przewodzacymi, przy zadanych wymiarach i sile magnetomotorycznej solenoidu.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Elektromagnetyczne sprzeglo cierne z tarczami 20 magnetycznie przewodzacymi, zawierajace korpus magnetycznie przewodzacy z pierscieniowym uzwo¬ jeniem wzbudzajacym, zwore i pakiet magnetycz¬ nie przewiodzacych tarcz ciernych, znamienne tym, ze opornosc magnetyczna czynnej czesci paikietu (3, 4), przez która zamyka sde roboczy strumien 25 magnetyczny (0), jest bliska lub równa podwojo¬ nej opornosci magnetycznej pozostalej czesci ob¬ wodu (1, 6).100 193 FIE.1 r/B.2 rmj Drukarnia Narodowa Zaklad Nr 6, zam. 646/78 Cena 45 zl