RU106057U1 - ELECTROMECHANICAL CONVERTER FOR SHOCK ACTION MACHINES - Google Patents
ELECTROMECHANICAL CONVERTER FOR SHOCK ACTION MACHINES Download PDFInfo
- Publication number
- RU106057U1 RU106057U1 RU2010153817/07U RU2010153817U RU106057U1 RU 106057 U1 RU106057 U1 RU 106057U1 RU 2010153817/07 U RU2010153817/07 U RU 2010153817/07U RU 2010153817 U RU2010153817 U RU 2010153817U RU 106057 U1 RU106057 U1 RU 106057U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- armature
- accelerator
- housing
- stator
- motor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
1. Электромеханический преобразователь для машин ударного действия, включающий асинхронный двигатель переменного тока с катушками статора, подшипники, отличающийся тем, что введен двигатель постоянного тока, асинхронный двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока выполнены линейными цилиндрическими, якоря указанных двигателей объединены с возможностью регулирования ускорения образованного общего якоря и его возвратно-поступательного перемещения в ограниченных пределах соосно с катушками статора в подшипниках соответственно асинхронного двигателя переменного тока и двигателя постоянного тока, общий якорь снабжен средствами стабилизации от проворачивания его вокруг оси. ! 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что все подшипники выполнены в виде подшипников скольжения. ! 3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что якорь асинхронного двигателя переменного тока выполнен с параллельно расположенными поверхностями в виде лысок, средства стабилизации от проворачивания общего якоря вокруг оси выполнены в виде по меньшей мере двух стабилизирующих элементов, имеющих антифрикционное покрытие по сопрягаемым с лысками поверхностям. ! 4. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что для ускорения линейного перемещения общего якоря двигатель постоянного тока выполнен в виде ускорителя, включающего корпус статора, выполненный из мягкой электротехнической стали, катушки статора, расположенные радиально по внутреннему диаметру корпуса статора и имеющие башмаки, соединенные с цилиндром внутреннего магнитопровода, внутри которого расположен якорь, состоящий из подвижного корпуса, выполн 1. Electromechanical converter for impact machines, including an asynchronous AC motor with stator coils, bearings, characterized in that a DC motor is introduced, an asynchronous AC motor and a DC motor are linear cylindrical, the armature of these motors are combined with the ability to regulate the acceleration formed the common armature and its reciprocating movement to a limited extent coaxially with the stator coils in the bearings, respectively tween an asynchronous AC motor and a DC motor, the armature is provided with a common means stabilization against rotation around its axis. ! 2. The Converter according to claim 1, characterized in that all the bearings are made in the form of bearings. ! 3. The Converter according to claim 1, characterized in that the armature of an asynchronous AC motor is made with parallelly arranged surfaces in the form of flats, the means of stabilization from cranking the common armature around the axis are made in the form of at least two stabilizing elements having an antifriction coating mating with flats surfaces. ! 4. The Converter according to claim 1, characterized in that to accelerate the linear movement of the common armature, the DC motor is made in the form of an accelerator, comprising a stator housing made of mild electrical steel, stator coils located radially along the inner diameter of the stator housing and having shoes, connected to the cylinder of the internal magnetic circuit, inside of which is located an anchor consisting of a movable housing, made
Description
Полезная модель относится к области электрических машин с линейным возвратно-поступательным перемещением рабочего органа-якоря в ограниченных пределах и может быть использовано в механизмах ударного действия без применения промежуточных преобразователей, например, в приводах молотов кузнечно-прессового оборудования, для забивки в грунт металлических или железобетонных свай, рыхления и уплотнения грунта, разрушения породы и асфальтобетона и т.д.The utility model relates to the field of electric machines with linear reciprocating movement of the working armature within a limited range and can be used in impact mechanisms without the use of intermediate transducers, for example, in drives of hammers of forging and pressing equipment, for driving metal or reinforced concrete into the ground piles, loosening and compaction of the soil, destruction of rock and asphalt concrete, etc.
Известен линейный электромагнитный двигатель, содержащий цилиндрический статор с размещенной в нем катушкой и якорь с возвратной пружиной, цилиндрическая часть которого размещена внутри катушки с возможностью взаимодействия со статором, а дисковая часть размещена в направляющем корпусе с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью статора, отличающийся тем, что направляющий корпус выполнен из ферромагнитного материала, а его часть, прилегающая к статору, выполнена большего диаметра (см. патент РФ №2065659, Н02К 33/02, публ. 20.08.1996).A linear electromagnetic motor is known, comprising a cylindrical stator with a coil placed in it and an anchor with a return spring, the cylindrical part of which is placed inside the coil with the possibility of interaction with the stator, and the disk part is placed in the guide body with the possibility of interaction with the end surface of the stator, characterized in that the guide body is made of ferromagnetic material, and its part adjacent to the stator is made of a larger diameter (see RF patent No. 2065659, Н02К 33/02, publ. 08/20/1996).
В известной конструкции небольшой рабочий ход якоря и мало начальное тяговое усилия. Кроме того, он имеет низкую удельную энергию удара. Недостатком такого электромолота является низкая надежность в работе из-за сложности конструкции и плохих условий охлаждения якоря-бойка и статора линейного асинхронного двигателя.In the known design, a small working stroke of the anchor and little initial traction. In addition, it has a low specific impact energy. The disadvantage of this electric hammer is its low reliability due to the complexity of the design and poor cooling conditions of the armature and stator of a linear induction motor.
Известен электродвигатель для электромолота, содержащий размещенные в дополнительном корпусе верхний и нижний основные корпуса с трехфазными обмотками элементарных статоров линейных асинхронных электродвигателей, подшипники, установленные на концах основного корпуса, размещенный в статоре основного корпуса с возможностью свободного перемещения ферромагнитный якорь-боек с короткозамкнутой токопроводящей обмоткой по его внешней поверхности, датчики положения ферромагнитного якоря-бойка в основном корпусе электромолота, при этом верхний и нижний основные корпуса снабжены направляющими по длине хода ферромагнитного якоря-бойка, а дополнительный корпус выполнен из герметичных элементов, каждый из которых концентрично установлен относительно основных корпусов, верхней и нижней направляющих с образованием между ними воздушных промежутков, при этом верхняя направляющая выполнена с крышкой и пружинным амортизатором для взаимодействия с ферромагнитным якорем-бойком, в элементах дополнительного корпуса, концентрично размещенных относительно верхней и нижней направляющих, установлены соответственно всасывающий и вытяжной вентиляторы (см. патент РФ №2379422, кл. E02D 7/02, публ. 21.04.2008 г.).A known electric motor for an electric hammer, comprising upper and lower main bodies housed in an additional housing with three-phase windings of elementary stators of linear asynchronous electric motors, bearings mounted at the ends of the main body, a ferromagnetic armature with a short-circuited conductive winding placed on the stator of the main body with free movement its outer surface, the position sensors of the ferromagnetic striking anchor in the main body of the electric hammer, while The upper and lower main bodies are provided with guides along the stroke length of the ferromagnetic striking armature, and the additional body is made of sealed elements, each of which is concentrically mounted relative to the main bodies, upper and lower guides with the formation of air gaps between them, while the upper guide is made with a cover and a spring shock absorber for interacting with a ferromagnetic striker, in the elements of the additional housing concentrically placed relative to the upper and lower pressure vlyayuschih, respectively installed suction and exhaust fans (see. RF patent No. 2379422, cl. E02D 7/02, publ. April 21, 2008).
Недостатком такого электромолота является недостаточно высокая удельная энергия удара и низкая надежность в работе из-за сложности конструкции охлаждения якоря-бойка и статора линейного асинхронного двигателя.The disadvantage of this electric hammer is not enough high specific impact energy and low reliability due to the complexity of the design of the cooling armature and stator of a linear induction motor.
Известен линейный электромагнитный двигатель, содержащий статор с размещенной внутри катушкой и якорем, выполненным в форме цилиндрической и дисковой жестко связанных между собой частей, примыкающий к статору ферромагнитный корпус, являющийся одновременно направляющей якоря, подшипники скольжения, возвратную пружину и регулировочную ферромагнитную шайбу, причем направляющий корпус выполнен из ферромагнитного материала меньшей площадью поперечного сечения по отношению к статору и установлен с возможностью взаимодействия с внешней дисковой частью якоря (см. патент РФ №2084071, Н02К 33/02, публ. 10.07.1997 г.).A linear electromagnetic motor is known, comprising a stator with a coil and an armature located inside it, made in the form of a cylindrical and disk parts rigidly interconnected, a ferromagnetic housing adjacent to the stator, which is at the same time an armature guide, sliding bearings, a return spring and an adjusting ferromagnetic washer, with a guiding body made of ferromagnetic material with a smaller cross-sectional area with respect to the stator and installed with the possibility of interaction with an external disk part of the anchor (see RF patent No. 2084071, Н02К 33/02, publ. 07/10/1997).
Известный двигатель имеет простую конструкцию, но не обеспечивает высокую удельную энергию удара.The known engine has a simple design, but does not provide high specific impact energy.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является привод электромолота, выполненный в виде трехфазного асинхронного двигателя, трехфазная обмотка статора которого размещена в верхней части цилиндрического корпуса, внутри которого в подшипниках с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен трубчатый, монолитный в нижней части якорь-боек с короткозамкнутой токопроводящей обмоткой, причем в цилиндрическом корпусе установлены датчики верхнего и нижнего положения якоря-бойка (см. патент РФ №2315181, кл. Е21С 37/00, E02D 7/02, публ. 20.01.2008 г. - прототип).Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is an electric hammer drive made in the form of a three-phase induction motor, the three-phase stator winding of which is located in the upper part of the cylindrical housing, inside of which tubular, monolithic, mounted in the lower part is installed in the bearings with reciprocating motion the anchor striker with a short-circuited conductive winding, and in the cylindrical body mounted sensors of the upper and lower position I anchor-pin (see RF patent №2315181, cells E21S 37/00, E02D 7/02, publ 20.01.2008, the -... the prototype).
Известная конструкция привода электромолота имеет небольшой рабочий ход якоря и невысокую удельную энергию удара, что ограничивает область использования привода. Кроме того, привод сложен из-за необходимости применения промежуточного преобразователя вращательного движения в поступательное линейное перемещение.The known design of the drive of the electric hammer has a small working stroke of the armature and a low specific impact energy, which limits the scope of use of the drive. In addition, the drive is complicated due to the need to use an intermediate transducer of rotational motion into linear translational motion.
Технический результат полезной модели: увеличение удельной энергии удара и рабочего хода общего якоря, обеспечение возможности регулирования скорости, ускорения, перемещения и энергии его движения, расширение области применения электромеханического преобразователя за счет обеспечения максимальной длины рабочего хода исполнительного ударного органа не менее 400 мм.The technical result of the utility model: increasing the specific energy of the impact and the working stroke of the common anchor, providing the ability to control the speed, acceleration, displacement and energy of its movement, expanding the scope of the electromechanical converter by ensuring the maximum working stroke length of the executive shock body is not less than 400 mm.
Технический результат достигается тем, что в электромеханический преобразователь для машин ударного действия, включающий асинхронный двигатель переменного тока с катушками статора, подшипники, введен двигатель постоянного тока, асинхронный двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока выполнены линейными цилиндрическими, якоря указанных двигателей объединены с возможностью регулирования ускорения образованного общего якоря и его возвратно-поступательного перемещения в ограниченных пределах соосно с катушками статора в подшипниках соответственно асинхронного двигателя переменного тока и двигателя постоянного тока, общий якорь снабжен средствами стабилизации от проворачивания его вокруг оси.The technical result is achieved by the fact that in an electromechanical converter for impact machines, including an asynchronous AC motor with stator coils, bearings, a DC motor is introduced, an asynchronous AC motor and a DC motor are linear cylindrical, the anchors of these motors are combined with the ability to control acceleration formed common anchor and its reciprocating movement to a limited extent coaxially with the stator coils bearings respectively asynchronous AC motor and a DC motor, the armature is provided with a common means stabilization against rotation around its axis.
Предпочтительно все подшипники выполнить в виде подшипников скольжения.Preferably, all bearings are in the form of plain bearings.
Якорь асинхронного двигателя переменного тока предпочтительно выполнить с параллельно расположенными поверхностями в виде двух продольных лысок, средства стабилизации от проворачивания общего якоря вокруг оси выполнены в виде, по меньшей мере, двух стабилизирующих элементов, имеющих антифрикционное покрытие по сопрягаемым с лысками поверхностям.The anchor of an AC induction motor is preferably made with parallel longitudinal surfaces in the form of two longitudinal flats, the means of stabilization from turning the common armature around the axis are made in the form of at least two stabilizing elements having an antifriction coating on the mating surfaces.
Для ускорения линейного перемещения общего якоря двигатель постоянного тока целесообразно выполнить в виде ускорителя, включающего корпус статора, выполненный из мягкой электротехнической стали, катушки статора, расположенные радиально по внутреннему диаметру корпуса статора и имеющие башмаки, соединенные с цилиндром внутреннего магнитопровода, внутри которого расположен якорь, состоящий из подвижного корпуса, выполненного цилиндрическим из магнитомягкого материала с торцевым фланцем, на указанном подвижном корпусе размещены дисковые катушки якоря, выводы которых подсоединены к контактным пластинам, расположенным на поверхности по внешнему диаметру дисковых катушек с возможностью включения в сеть тех дисковых катушек, которые расположены внутри цилиндра внутреннего магнитопровода ускорителя, внутри подвижного корпуса якоря ускорителя расположен неподвижный цилиндр с фланцем - дополнительный магнитопровод из мягкой стали, отделенный от корпуса якоря подшипником скольжения, верхняя часть неподвижного цилиндра - фланец закреплен на крышке ускорителя, в нижней части якоря ускорителя между фланцем и катушками расположен нулевой элемент, выполненный из непроводящего материала, на котором закреплены нижние контактные пластины катушек якоря ускорителя и непроводящая прокладка необходимого размера, между соседними дисковыми катушками якоря ускорителя размещены тонкие изолирующие прокладки, а между гайкой, стягивающей дисковые катушки якоря, и верхней дисковой катушкой размещена изолирующая прокладка.To accelerate the linear movement of the common armature, the direct current motor is expediently made in the form of an accelerator, including a stator housing made of mild electrical steel, stator coils located radially along the inner diameter of the stator housing and having shoes connected to the cylinder of the internal magnetic circuit inside which the armature is located, consisting of a movable housing made cylindrical of soft magnetic material with an end flange, on the specified movable housing placed dis new armature coils, the leads of which are connected to contact plates located on the surface of the outer diameter of the disk coils with the possibility of connecting to the network those disk coils that are located inside the cylinder of the internal magnetic circuit of the accelerator, inside the movable housing of the accelerator armature there is a fixed cylinder with a flange - an additional magnetic circuit from mild steel, separated from the anchor body by a sliding bearing, the upper part of the fixed cylinder - the flange is mounted on the accelerator cover, in the lower part of the accelerator armature between the flange and the coils there is a zero element made of non-conductive material on which the lower contact plates of the accelerator armature coils and a non-conductive gasket of the required size are fixed, thin insulating spacers are placed between adjacent disk coils of the accelerator armature, and between the nut tightening the disk armature coils , and an insulating pad is placed on the upper disc coil.
Предпочтительно подшипник скольжения якоря ускорителя выполнить в виде слоя тонкой ленты из антифрикционного материала, навитой и закрепленной на поверхности неподвижного цилиндра.Preferably, the sliding bearing of the accelerator armature is made in the form of a layer of a thin tape of antifriction material, wound and fixed to the surface of a stationary cylinder.
На фланце подвижного корпуса якоря ускорителя в нижней части подвижного корпуса якоря ускорителя целесообразно выполнить резьбовые отверстия для крепления якоря ускорителя к якорю асинхронного двигателя переменного тока.On the flange of the movable housing of the accelerator armature in the lower part of the movable housing of the accelerator armature, it is advisable to make threaded holes for fastening the accelerator armature to the armature of an AC induction motor.
Для предотвращения дисковых катушек якоря ускорителя от проворачивания вокруг подвижного корпуса якоря на указанном подвижном корпусе целесообразно выполнить пазы, а всю конструкцию якоря скрепить с помощью заливки ее компаундом по всей длине до стягивающей верхней гайки.To prevent the disk coils of the accelerator armature from turning around the armature housing on the indicated movable housing, it is advisable to make grooves and fasten the entire armature structure by filling it with the compound along the entire length to the tightening upper nut.
Целесообразно крышку ускорителя центрировать внутри корпуса статора ускорителя с помощью конического сочленения и закрепить ее на корпусе статора ускорителя с помощью болтового соединения с фланцем корпуса статора ускорителя.It is advisable to center the accelerator cover inside the accelerator stator housing using a conical joint and fix it to the accelerator stator housing using a bolted connection to the accelerator stator housing flange.
На фланце неподвижного цилиндра установлен корпус верхнего концевого датчика, в котором предусмотрены резьбовые отверстия для установки чувствительного элемента верхнего концевого датчика.On the flange of the fixed cylinder, a housing of the upper end sensor is installed, in which threaded holes are provided for installing the sensitive element of the upper end sensor.
На верхнем торце цилиндра внутреннего магнитопровода ускорителя на его боковой поверхности целесообразно расположить механический концевой выключатель нижнего положения якоря ускорителя и закрепить нижнюю часть корпуса аналогового датчика положения якоря, ползунок которого соединен с верхней частью гайки, стягивающей дисковые катушки якоря ускорителя, а верхняя часть корпуса указанного аналогового датчика прикрепить к корпусу статора ускорителя шпилькой.On the upper end of the cylinder of the accelerator’s internal magnetic circuit, on its lateral surface, it is advisable to place a mechanical limit switch for the accelerator’s anchor lower position and fix the lower part of the analog armature position sensor housing, the slider of which is connected to the upper part of the nut tightening the accelerator armature disk coils, and the upper part of the specified analog fasten the sensor to the accelerator stator housing with a pin.
Для включения в сеть дисковых катушек предпочтительно ввести щетки, закрепленные в щеточном узле, корпус которого закреплен на нижнем торце цилиндра внутреннего магнитопровода ускорителя.To include disk coils in the network, it is preferable to introduce brushes fixed in a brush assembly, the housing of which is fixed on the lower end of the cylinder of the internal magnetic circuit of the accelerator.
Корпус статора ускорителя предпочтительно выполнить из ферромагнитного материала.The accelerator stator housing is preferably made of ferromagnetic material.
В нижней части корпуса статора ускорителя по его внутренней поверхности целесообразно разместить фланец магнитопровода ускорителя с подшипником скольжения на внутренней поверхности.In the lower part of the accelerator stator housing along its inner surface, it is advisable to place the accelerator magnetic flange with a sliding bearing on the inner surface.
Во внутренней части подвижного корпуса якоря ускорителя содержится узел ограничительной демпфирующей пружины, корпус которого предпочтительно закрепить на нижнем торце неподвижного цилиндра - дополнительного магнитопровода.In the inner part of the moving housing of the accelerator armature there is a knot of a restrictive damping spring, the housing of which is preferably fixed to the lower end of the stationary cylinder — an additional magnetic circuit.
На башмаках магнитопровода ускорителя предусмотрены технологические резьбовые отверстия для сборки магнитопровода ускорителя и резьбовые отверстия для крепления башмаков к корпусу статора ускорителя.On the shoes of the accelerator magnetic circuit, technological threaded holes for assembling the accelerator magnetic circuit and threaded holes for attaching the shoes to the accelerator stator housing are provided.
Предпочтительно иметь асинхронный двигатель переменного тока, включающий корпус статора, во внутренней расточке которого в подшипниках скольжения статора расположен его якорь, выполненный из чередующихся колец из проводящего и ферромагнитного материала с возможностью продольного перемещения соосно с катушками статора, расположенными между пакетами магнитопровода статора, и содержащий корпус, выполненный цилиндрической формы из магнитномягкого материала и имеющий в верхней части фланец с отверстиями для крепления его к корпусу якоря ускорителя, на корпусе якоря линейного двигателя закреплены чередующиеся шайбы, набранные из тонких пластин электротехнической стали и диски из алюминия, две продольные лыски в виде параллельно расположенных поверхностей длиной, превышающей рабочий ход якоря, выполнены в нижней части якоря по его наружному диаметру, между фланцем и шайбами якоря линейного двигателя установлен верхний элемент магнитопровода подвижной части с пазами, а в нижней части цилиндра корпуса якоря линейного двигателя по его внутренней поверхности расположены крепежный фланец с резьбовыми отверстиями, упорное кольцо и стопорная шайба, стопорная шайба размещена в специальной канавке-проточке на внутренней поверхности корпуса якоря линейного двигателя, на внешней поверхности нижней части корпуса якоря линейного двигателя с помощью болтов закреплен нижний фланец подвижной части - якоря, стягивающий конструкцию из ферромагнитных шайб и алюминиевых колец, насаженных по внешнему диаметру корпуса якоря, и имеющий резьбовые отверстия для крепления рабочего инструмента, по внутреннему диаметру каждого кольца из алюминия между корпусом якоря и кольцом из алюминия размещено дополнительное кольцо магнитопровода меньшего диаметра, выполненное из тонких пластин электротехнической стали, а кольца из алюминия, расположенные выше продольных лысок, имеют дополнительные ферромагнитные кольца, набранные из тонких пластин электротехнической стали, стабилизирующие элементы закреплены на нижнем фланце, размещенном в нижней части корпуса статора линейного двигателя.It is preferable to have an AC induction motor including a stator housing, in the inner bore of which in the stator sliding bearings there is an anchor made of alternating rings of conductive and ferromagnetic material with the possibility of longitudinal movement coaxially with the stator coils located between the stator magnetic core packages, and containing the housing made of a cylindrical shape from soft magnetic material and having a flange in the upper part with holes for fixing it to the housing Along the accelerator, alternating washers mounted from thin plates of electrical steel and aluminum disks are fixed on the linear motor armature body, two longitudinal flats in the form of parallel surfaces with a length exceeding the working stroke of the armature are made in the lower part of the armature along its outer diameter, between the flange and the linear motor armature washers have the upper element of the magnetic circuit of the movable part with grooves installed, and in the lower part of the cylinder of the linear motor armature housing located on its inner surface A mounting flange with threaded holes, a thrust ring and a lock washer, a lock washer are placed in a special groove groove on the inner surface of the linear motor armature housing, on the outer surface of the lower part of the linear motor armature housing, the lower flange of the movable part, the anchors, is fastened a design of ferromagnetic washers and aluminum rings, mounted on the outer diameter of the armature housing, and having threaded holes for fastening the working tool, on the inner diameter each aluminum ring between the anchor body and the aluminum ring contains an additional ring of a smaller diameter magnetic circuit made of thin plates of electrical steel, and aluminum rings located above the longitudinal flats have additional ferromagnetic rings drawn from thin plates of electrical steel, the stabilizing elements are fixed on the lower flange located in the lower part of the stator housing of the linear motor.
Предпочтительно пакеты магнитопровода статора выполнить из тонких пластин электротехнической стали.Preferably, the stator magnetic circuit packs are made of thin plates of electrical steel.
Катушки и пакеты магнитопровода статора целесообразно сгруппировать в отдельные узлы по шесть катушек и семь пакетов, каждый указанный узел ограничить сверху и снизу стяжными пластинами.It is advisable to group the coils and packages of the stator magnetic circuit into separate units of six coils and seven packages, each indicated unit to be limited from above and below by tie plates.
Целесообразно стабилизирующие элементы выполнить в виде Г-образных ограничителей поворота общего якоря.It is advisable to stabilize the elements in the form of L-shaped limiters of rotation of the common anchor.
Корпус статора асинхронного двигателя переменного тока предпочтительно выполнить из ферромагнитного материала.The stator housing of an AC induction motor is preferably made of ferromagnetic material.
На корпусе статора асинхронного двигателя переменного тока на внешней его поверхности целесообразно разместить крепежный фланец.It is advisable to place a mounting flange on the stator housing of the AC induction motor on its outer surface.
Корпуса статоров асинхронного двигателя переменного тока и двигателя постоянного тока целесообразно соединить между собой соответствующими фланцами и выполнить с вентиляционными отверстиями.It is advisable to connect the cases of stators of the asynchronous AC motor and DC motor to each other with the corresponding flanges and to perform with ventilation holes.
Сущность изобретения в объединении в одной конструкции АЛЦД переменного тока и ускорителя, выполненного в виде ЛЦД постоянного тока, для ускорения общего якоря: трехфазный асинхронный линейный цилиндрический двигатель АЛЦД с ограниченными общегабаритными размерами и линейным возвратно-поступательным перемещением якоря для увеличения энергии удара до необходимого уровня в конце рабочего хода якоря совмещен с дополнительным электромеханическим преобразователем - ускорителем электродинамического типа, якорь которого жестко соединен с якорем АЛЦД, оба якоря перемещаются в подшипниках скольжения, величина перемещения (L) общего якоря непрерывно контролируется датчиком линейного перемещения общего якоря - аналоговым датчиком положения.SUMMARY OF THE INVENTION The combination of alternating current and an accelerator in the form of a direct current LCD for accelerating a common armature in a single ALLC design: an ALDC three-phase asynchronous linear cylindrical motor with limited overall dimensions and linear reciprocating movement of the armature to increase the impact energy to the required level in at the end of the working stroke, the anchors are combined with an additional electromechanical converter - an electrodynamic type accelerator, the anchor of which is rigidly connected ALTSD with the armature, the armature moving in two sliding bearings, the amount of movement (L) of the armature is continuously monitored total linear displacement sensor armature general - an analog position sensor.
При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному, а, следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна».When conducting patent research, no solutions were found that are identical to the declared one, and, therefore, the claimed utility model meets the criterion of "novelty."
На фиг.1 изображена верхняя часть электромеханического преобразователя для машин ударного действия, выполненная в виде линейного цилиндрического двигателя (ЛЦД) постоянного тока.Figure 1 shows the upper part of the electromechanical transducer for impact machines, made in the form of a linear cylindrical motor (LCD) DC.
На фиг.2 изображена нижняя часть электромеханического преобразователя для машин ударного действия, выполненная в виде трехфазного асинхронного линейного цилиндрического двигателя (АЛЦД).Figure 2 shows the lower part of the electromechanical transducer for impact machines, made in the form of a three-phase asynchronous linear cylindrical motor (ALDC).
На фиг.3 изображен увеличенный фрагмент электромеханического преобразователя для машин ударного действия в области сопряжения трехфазного асинхронного линейного цилиндрического двигателя (АЛЦД) с линейным цилиндрическим двигателем (ЛЦД) постоянного тока.Figure 3 shows an enlarged fragment of an electromechanical converter for impact machines in the field of pairing a three-phase asynchronous linear cylindrical motor (ALDC) with a linear cylindrical DC motor.
На фиг.1-3 приняты следующие обозначения:Figure 1-3 adopted the following notation:
- корпус 1 статора (АЛЦД);- stator housing 1 (ALTSD);
- катушка 2 статора (АЛЦД);- stator coil 2 (ALTSD);
- пакеты 3 магнитопровода статора (АЛЦД);- packages 3 of the stator magnetic circuit (ALTSD);
- пластины 4 из электротехнической стали (пакетов 3 магнитопровода статора);- plates 4 of electrical steel (packages 3 of the stator magnetic circuit);
- подшипники 5 скольжения статора (АЛЦД);- bearings 5 of the stator (ALTSD);
- корпус 6 якоря (АЛЦД);- hull 6 anchors (ALTSD);
- кольца 7 якоря (из ферромагнитного материала);- rings 7 anchors (from ferromagnetic material);
- кольца 8 из алюминия;- rings 8 of aluminum;
- подвижный корпус 9 якоря ускорителя;- movable housing 9 of the accelerator armature;
- подшипник 10 скольжения якоря ускорителя;- bearing 10 of the sliding armature of the accelerator;
- корпус 11 статора ускорителя;- housing 11 of the accelerator stator;
- катушки 12 статора ускорителя (8 шт.);- coils 12 of the accelerator stator (8 pcs.);
- башмаки 13 (катушек 12 статора ускорителя);- shoes 13 (coils 12 of the accelerator stator);
- цилиндр 14 внутреннего магнитопровода;- cylinder 14 of the internal magnetic circuit;
- фланец 15 (подвижного корпуса 9 якоря ускорителя);- flange 15 (movable housing 9 of the accelerator armature);
- дисковые катушки 16 (якоря ускорителя);- disk coils 16 (accelerator anchors);
- контактные пластины 17 (по 2 шт.на каждую дисковую катушку 16);- contact plates 17 (2 pcs. on each disk coil 16);
- щетки 18;- brushes 18;
- корпус 19 щеточного узла;- housing 19 brush assembly;
- неподвижный цилиндр 20 (дополнительный магнитопровод);- fixed cylinder 20 (additional magnetic circuit);
- фланец 21 неподвижного цилиндра 20;- flange 21 of the stationary cylinder 20;
- крышка 22 ускорителя;- cover 22 of the accelerator;
- коническое сочленение 23;- conical joint 23;
- корпус 24 верхнего концевого датчика;- housing 24 of the upper end sensor;
- сердечник 25 верхнего концевого датчика (из ферромагнитного материала);- core 25 of the upper end sensor (from ferromagnetic material);
- немагнитный шток 26;- non-magnetic rod 26;
- пружина 27;- spring 27;
- болтовое соединение 28;- bolted connection 28;
- фланец 29 корпуса 11 статора ускорителя;- flange 29 of the housing 11 of the accelerator stator;
- концевой датчик 30 (выключатель нижнего положения якоря ускорителя);- end sensor 30 (switch lower position of the accelerator armature);
- гайка 31 (стягивающая дисковые катушки 16 якоря ускорителя);- nut 31 (tightening disk coils 16 of the accelerator armature);
- нулевой элемент 32 (из непроводящего материала, например, текстолита);- zero element 32 (from non-conductive material, for example, PCB);
- текстолитовая прокладка 33;- textolite gasket 33;
- тонкие изолирующие прокладки 34 (по числу дисковых катушек 16);- thin insulating gaskets 34 (according to the number of disk coils 16);
- изолирующая прокладка 35;- insulating gasket 35;
- пазы 36;- grooves 36;
- резьбовые отверстия 37 (для крепления якоря ускорителя к якорю АЛЦЦ);- threaded holes 37 (for fastening the accelerator armature to the ALCC anchor);
- фланец 38 корпуса 6 (АЛЦД);- flange 38 of the housing 6 (ALTSD);
- отверстие 39 во фланце 38;- hole 39 in the flange 38;
- первая продольная лыска 40;- the first longitudinal flange 40;
- вторая продольная лыска 41;- the second longitudinal flange 41;
- верхний элемент 42 магнитопровода;- the upper element 42 of the magnetic circuit;
- пазы 43 верхнего элемента 42 магнитопровода;- grooves 43 of the upper element 42 of the magnetic circuit;
- крепежный фланец 44;- mounting flange 44;
- упорное кольцо 45;- a persistent ring 45;
- стопорная шайба 46;- lock washer 46;
- канавка-проточка 47;- groove groove 47;
- болты 48 (4 шт.);- bolts 48 (4 pcs.);
- нижний фланец 49 якоря АЛЦД;- lower flange 49 of the ALTSD anchor;
- дополнительные кольца 50 магнитопровода (из тонких пластин электротехнической стали);- additional rings 50 of the magnetic circuit (from thin plates of electrical steel);
- дополнительные ферромагнитные кольца 51;- additional ferromagnetic rings 51;
- фланец 52 корпуса 1 АЛЦД;- flange 52 of the housing 1 ALTSD;
- фланец 53 (для соединения корпуса 11 ускорителя и корпуса 1 АЛЦД);- flange 53 (for connecting the case 11 of the accelerator and case 1 ALTSD);
- отверстия 55 (вентиляционные);- holes 55 (ventilation);
- стабилизирующие элементы 56 (2 шт.);- stabilizing elements 56 (2 pcs.);
- антифрикционное покрытие 57 (на стабилизирующих элементах 56);- anti-friction coating 57 (on stabilizing elements 56);
- нижний фланец 58 (для установки корпуса 1 АЛЦД);- bottom flange 58 (for installation of housing 1 ALTSD);
- фланец 59 магнитопровода ускорителя (для замыкания магнитного потока);- flange 59 of the accelerator magnetic circuit (for magnetic flux closure);
- ограничительная демпфирующая пружина 60 хода общего якоря;- restrictive damping spring 60 of the stroke of the common anchor;
- корпус 61 узла ограничительной демпфирующей пружины;- the housing 61 node restrictive damping spring;
- корпус 62 аналогового датчика положения общего якоря;- housing 62 of the analog sensor position of the common anchor;
- ползунок 63 аналогового датчика;- slider 63 of the analog sensor;
- шпилька 64;- hairpin 64;
- стяжные пластины 65;- coupling plates 65;
- отверстия 66 (для стяжек статора АЛЦД);- holes 66 (for ALTSD stator couplers);
- технологические отверстия 67 резьбовые (для сборки магнитопровода ускорителя);- technological holes 67 threaded (for assembling the accelerator magnetic circuit);
- отверстия 68 резьбовые (для крепления башмаков 13 к корпусу 11 статора ускорителя);- threaded holes 68 (for attaching shoes 13 to the accelerator stator housing 11);
- отверстия 69 резьбовые (для установки верхнего концевого датчика);- holes 69 are threaded (for installing the upper end sensor);
- фланец 70 (в верхней части корпуса 1 статора АЛЦД);- flange 70 (in the upper part of the housing 1 of the stator ALTSD);
- подшипник 71 скольжения (на фланце 59 якоря ускорителя);- bearing 71 (on the flange 59 of the accelerator armature);
- корпуса 72 подшипников 5 скольжения (3 шт.) АЛЦД;- housing 72 bearings 5 bearings (3 pcs.) ALTSD;
- L-длина рабочего хода общего якоря.- L-stroke length of the common anchor.
Электромеханический преобразователь для машин ударного действия включает (фиг.1, 2, 3) асинхронный линейный цилиндрический двигатель (АЛЦД) переменного тока (фиг.2), в корпусе 1 статора которого размещены катушки 2 статора. К корпусу 1 присоединен и корпус 11 линейного цилиндрического двигатель (ЛЦД) постоянного тока (фиг.1), причем якоря указанных двигателей объединены с возможностью регулирования ускорения образованного общего якоря и его возвратно-поступательного перемещения в ограниченных пределах соосно с катушками 2 статора в трех подшипниках скольжения 5 АЛЦД, подшипнике 10 скольжения ЛЦД, подшипнике 71 на фланце 59 ЛЦД, общий якорь снабжен средствами стабилизации от проворачивания его вокруг оси. Якорь АЛЦД переменного тока выполнен с параллельно расположенными поверхностями в виде первой и второй продольных лысок 40, 41. Средства стабилизации от проворачивания общего якоря вокруг оси выполнены в виде по меньшей мере двух стабилизирующих элементов 56, имеющих антифрикционное покрытие 57 по сопрягаемым с указанными лысками 40, 41 поверхностям.The electromechanical converter for impact machines includes (Fig. 1, 2, 3) an asynchronous linear cylindrical motor (ALCD) of alternating current (Fig. 2), in the stator housing 1 of which stator coils 2 are placed. The housing 1 is connected to the housing 11 of a linear cylindrical DC motor (LCD) (Fig. 1), and the anchors of these motors are combined with the ability to control the acceleration of the formed common armature and its reciprocating movement to a limited extent coaxially with the stator coils 2 in three bearings ALDC slide 5, LCD bearing 10, bearing 71 on the LCD flange 59, the common armature is equipped with stabilization means from turning it around the axis. The ALDC AC armature is made with parallel surfaces in the form of the first and second longitudinal flats 40, 41. The stabilization means from turning the common armature around the axis are made in the form of at least two stabilizing elements 56 having an antifriction coating 57 for matching flats 40, 41 surfaces.
Линейный цилиндрический двигатель (ЛЦД) постоянного тока выполнен в виде ускорителя и предназначен для сообщения необходимой скорости общему якорю в конце рабочего хода, что обеспечивает требуемую энергию на рабочем инструменте, закрепленном на общем якоре. Ускоритель состоит (фиг.1) из корпуса 11 статора, выполненного из мягкой электротехнической стали, катушек 12 статора, расположенных радиально по внутреннему диаметру корпуса 11 статора. Башмаки 13 катушек 12 соединены с цилиндром 14 внутреннего магнитопровода и с корпусом 11 статора ускорителя. На башмаках 13 магнитопровода ускорителя предусмотрены технологические отверстия 67 резьбовые и отверстия 68 резьбовые для крепления башмаков 13 к корпусу 11 статора ускорителя. Внутри цилиндра 14 внутреннего магнитопровода расположен якорь ускорителя, состоящий из цилиндрического подвижного корпуса 9, выполненного из магнитномягкого материала с торцевым фланцем 15. На подвижном корпусе 9 размещены дисковые катушки 16 якоря, выводы которых подсоединены к контактным пластинам 17, расположенным на поверхности по внешнему диаметру дисковых катушек 16 так, что включенными в сеть остаются дисковые катушки 16, расположенные внутри цилиндра 14 внутреннего магнитопровода ускорителя. Включение дисковых катушек 16 осуществляется щетками 18, закрепленными в щеточном узле, корпус 19 которого закреплен на нижнем торце цилиндра 14 внутреннего магнитопровода ускорителя. Внутри подвижного корпуса 9 якоря ускорителя содержится неподвижный цилиндр 20 - дополнительный магнитопровод, выполненный из мягкой стали и отделенный от подвижного корпуса 9 якоря ускорителя подшипником скольжения 10 в виде слоя тонкой ленты из антифрикционного материала, навитой на его наружной поверхности и закрепленной с помощью сварки или пайки. Верхняя часть неподвижного цилиндра 20 - фланец 21 закрепляется на крышке 22 ускорителя, центрируется с крышкой 22 с помощью конического сочленения 23 и закрепляется на корпусе 11 статора с помощью болтового соединения 28 с фланцем 29 указанного корпуса 11.The linear cylindrical DC motor (LCD) is made in the form of an accelerator and is designed to communicate the required speed to the common armature at the end of the stroke, which provides the required energy on the working tool mounted on a common armature. The accelerator consists (Fig. 1) of the stator housing 11 made of mild electrical steel, stator coils 12 located radially along the inner diameter of the stator housing 11. The shoes 13 of the coils 12 are connected to the cylinder 14 of the internal magnetic circuit and to the housing 11 of the accelerator stator. On the shoes 13 of the accelerator magnetic circuit, technological holes 67 are threaded and holes 68 are threaded for fastening the shoes 13 to the case 11 of the accelerator stator. Inside the cylinder 14 of the internal magnetic circuit there is an accelerator armature, consisting of a cylindrical movable housing 9 made of soft magnetic material with an end flange 15. On the movable housing 9 are placed disk coils 16 of the armature, the terminals of which are connected to contact plates 17 located on the surface of the outer diameter of the disk coils 16 so that disk coils 16 located inside the cylinder 14 of the internal magnetic circuit of the accelerator remain plugged into the network. The inclusion of disk coils 16 is carried out by brushes 18, mounted in a brush assembly, the housing 19 of which is mounted on the lower end of the cylinder 14 of the internal magnetic circuit of the accelerator. Inside the movable housing 9 of the accelerator armature there is a fixed cylinder 20 — an additional magnetic circuit made of mild steel and separated from the movable housing 9 of the accelerator armature by a sliding bearing 10 in the form of a layer of a thin tape of antifriction material wound on its outer surface and fixed by welding or soldering . The upper part of the stationary cylinder 20 — the flange 21 is fixed on the accelerator cover 22, is centered with the cover 22 by means of a conical joint 23, and is fixed on the stator housing 11 by means of a bolt connection 28 with the flange 29 of the said housing 11.
В нижней части корпуса 11 статора ускорителя по его внутренней поверхности размещен фланец 59 магнитопрповода ускорителя с подшипником 71 скольжения на его внутренней поверхности. Во внутренней части подвижного корпуса 9 якоря ускорителя содержится узел ограничительной демпфирующей пружины 60 хода общего якоря, корпус 61 которого закреплен на нижнем торце неподвижного цилиндра 20 - дополнительного магнитопровода.In the lower part of the case 11 of the accelerator stator along its inner surface there is a flange 59 of the accelerator magnet drive with a bearing 71 on its inner surface. In the inner part of the moving housing 9 of the accelerator armature there is a node of a restrictive damping spring 60 of the common armature stroke, the housing 61 of which is fixed to the lower end of the stationary cylinder 20 — an additional magnetic circuit.
На поверхности крышки 22 ускорителя и фланца 21 неподвижного цилиндра 20 содержится корпус 24 верхнего концевого датчика (выключателя верхнего положения общего якоря), выполненный из немагнитного материала, и ряд отверстий для установки других видов датчиков.On the surface of the cover 22 of the accelerator and the flange 21 of the fixed cylinder 20 contains a housing 24 of the upper end sensor (switch upper position of the common armature), made of non-magnetic material, and a number of holes for installing other types of sensors.
Внутри указанного корпуса 24 находится сердечник 25 из ферромагнитного материала, закрепленный на немагнитном штоке 26 и подпружиненный в нижней части пружиной 27. На верхнем торце цилиндра 14 внутреннего магнитопровода ускорителя на его боковой поверхности расположен механический концевой датчик 30 - выключатель нижнего положения общего якоря и закреплена нижняя часть корпуса 62 аналогового датчика положения общего якоря. Ползунок 63 указанного аналогового датчика соединен с верхней частью гайки 31, стягивающей дисковые катушки 16 якоря ускорителя, а верхняя часть корпуса 62 аналогового датчика положения прикреплена к корпусу 11 статора ускорителя шпилькой 64. В нижней части якоря ускорителя между фланцем 15 подвижного корпуса 9 и дисковыми катушками 16 расположен нулевой элемент 32, выполненный из непроводящего материала (текстолита), на внешней поверхности которого закреплены нижние контактные пластины 17 дисковых катушек 16 якоря ускорителя и текстолитовая прокладка 33 необходимого размера. Между соседними дисковыми катушками 16 якоря ускорителя размещаются тонкие изолирующие прокладки 34 и между гайкой 31, стягивающей дисковые катушки 16 якоря, и верхней дисковой катушкой 16 размещена изолирующая прокладка 35. Для предотвращения дисковых катушек 16 якоря ускорителя от проворачивания вокруг подвижного корпуса 9 якоря на подвижном корпусе 9 якоря ускорителя выполнены пазы 36, а вся конструкция якоря скрепляется с помощью заливки ее твердеющим компаундом (например, эпоксидной смолой) по всей длине до стягивающей верхней гайки 31, а на фланце 15 в нижней части цилиндрического подвижного корпуса 9 якоря ускорителя выполнены резьбовые отверстия 37 для крепления якоря ускорителя к якорю АЛЦД переменного тока.Inside the specified housing 24 is a core 25 of ferromagnetic material, mounted on a non-magnetic rod 26 and spring-loaded in the lower part by a spring 27. On the upper end of the cylinder 14 of the accelerator’s internal magnetic circuit, a mechanical end sensor 30 is located on its lateral surface — a switch for lowering the general position of the common armature and fixing the lower part of the housing 62 of the analog sensor position of the common anchor. The slider 63 of the specified analog sensor is connected to the upper part of the nut 31 tightening the disk coils 16 of the accelerator armature, and the upper part of the housing 62 of the analog position sensor is attached to the body 11 of the accelerator stator by a pin 64. In the lower part of the accelerator armature between the flange 15 of the movable housing 9 and the disk coils 16 there is a zero element 32 made of non-conductive material (PCB), on the outer surface of which are fixed the lower contact plates 17 of the disk coils 16 of the accelerator armature and the textolite 33 frets required size. Thin insulating gaskets 34 are placed between adjacent disk coils 16 of the accelerator armature and an insulating gasket 35 is placed between the nut 31 tightening the armature disk coils 16 and the upper disk coil 16. To prevent the disk coils 16 of the accelerator armature from turning around the movable armature body 9 of the armature 9 9, the accelerator anchors have grooves 36, and the entire structure of the armature is fastened by pouring it with a hardening compound (for example, epoxy resin) along the entire length to the tightening upper nut 31, and the flange 15 in the lower part of the cylindrical movable housing 9 of the accelerator armature has threaded holes 37 for fastening the accelerator armature to the AC current armature.
В АЛЦД переменного тока якорь содержит корпус 6, выполненный из магнитомягкого материала цилиндрической формы и содержащий в верхней части фланец 38 с отверстиями для крепления его с подвижным корпусом 9 якоря ускорителя. На корпусе 6 якоря АЛЦД закреплены чередующиеся кольца 7 якоря из ферромагнитного материала, набранные из тонких пластин электротехнической стали и кольца 8 из алюминия. В нижней части якоря АЛЦД по его наружному диаметру выполнены первая и вторая продольные лыски 40 и 41 с параллельно расположенными поверхностями на длину, превышающую рабочий ход (L) якоря. Между фланцем 38 корпуса 6 и указанными кольцами 7 и 8 якоря АЛЦД содержится верхний элемент 42 магнитопровода подвижной части с пазами 43, а в нижней части цилиндрического корпуса 6 якоря АЛЦД по его внутренней поверхности расположены крепежный фланец 44 с резьбовыми отверстиями, упорное кольцо 45 и стопорная шайба 46. Стопорная шайба 46 размещена в специальной канавке-проточке 47 на внутренней поверхности корпуса 6 линейного двигателя. На внешней поверхности нижней части корпуса 6 якоря АЛЦД с помощью болтов 48 закреплен нижний фланец 49 подвижной части - якоря АЛЦД, стягивающий конструкцию в виде колец 7 из ферромагнитного материала и колец 8 из алюминия, расположенных по внешнему диаметру цилиндра 6 корпуса якоря АЛЦД. На фланце 49 предусмотрены резьбовые отверстия для крепления рабочего инструмента (не показан). По внутреннему диаметру каждого кольца 8 из алюминия между корпусом 6 и указанным кольцом 8 размещено дополнительное кольцо 50 магнитопровода меньшего диаметра, набранное из тонких пластин электротехнической стали, а кольца 8 из алюминия, расположенные выше продольных лысок 40 и 41, имеют дополнительные ферромагнитные кольца 51, набранные из тонких пластин электротехнической стали. Статоры АЛЦД и ускорителя размещены соответственно в корпусах 1 и 11 из ферромагнитного материала, соединенных между собой с помощью соответствующих фланцев 52, 53 и сцентрированных специальной посадкой. На корпусе 1 статора АЛЦД на внешней его поверхности размещен крепежный фланец 70. Катушки 2 статора и пакеты 3 (ферромагнитные) магнитопровода статора АЛЦД сгруппированы в узлы по шесть катушек 2 статора и семь указанных пакетов 3 каждый. Сверху и снизу каждый узел ограничен стяжными пластинами 65, а для стягивания всей конструкции статора АЛЦД в нем и в корпусах 72 его подшипников 5 скольжения предусмотрены отверстия 66.In AC ALDC, the armature comprises a housing 6 made of soft magnetic material of a cylindrical shape and containing in the upper part a flange 38 with holes for mounting it with the movable armature housing 9 of the accelerator. Alternating rings 7 of an anchor made of ferromagnetic material, assembled from thin plates of electrical steel and rings 8 of aluminum, are fixed on the body 6 of the ALTSD anchor. The first and second longitudinal flats 40 and 41 with parallel parallel surfaces for a length exceeding the working stroke (L) of the anchor are made in the lower part of the ALDC armature according to its outer diameter. Between the flange 38 of the housing 6 and the indicated rings 7 and 8 of the ALDC anchor, the upper element 42 of the magnetic circuit of the movable part with grooves 43 is contained, and a fastening flange 44 with threaded holes, a stop ring 45 and a snap ring are located on its inner surface the washer 46. The lock washer 46 is placed in a special groove-groove 47 on the inner surface of the housing 6 of the linear motor. On the outer surface of the lower part of the body 6 of the ALTSD anchor, bolts 48 are used to fasten the lower flange 49 of the movable part, the ALTSD anchor, which tightens the structure in the form of rings 7 of ferromagnetic material and rings 8 of aluminum located along the outer diameter of the cylinder 6 of the ALTSD anchor body. Threaded holes are provided on flange 49 for mounting a tool (not shown). On the inner diameter of each aluminum ring 8 between the body 6 and the specified ring 8 there is an additional ring 50 of a smaller diameter magnetic circuit drawn from thin plates of electrical steel, and the aluminum rings 8, located above the longitudinal flats 40 and 41, have additional ferromagnetic rings 51, recruited from thin plates of electrical steel. The ALTSD and accelerator stators are housed in housings 1 and 11 of ferromagnetic material, respectively, interconnected by means of respective flanges 52, 53 and centered by a special fit. A mounting flange 70 is placed on the ALTSD stator housing 1 on its outer surface. The stator coils 2 and the stator packages 3 (ferromagnetic) of the ALDC stator are grouped into nodes of six stator coils 2 and seven of these 3 packages. At the top and bottom, each node is limited by clamping plates 65, and holes 66 are provided for tightening the entire stator structure of the ALDC in it and in the housings 72 of its sliding bearings 5.
На корпусах 1, 11 статоров соответственного АЛЦД и ускорителя предусмотрены вентиляционные отверстия 55.On the cases 1, 11 of the stators of the respective ALDC and accelerator, ventilation holes 55 are provided.
Образованный общий якорь всего устройства фиксируется от проворачивания вокруг оси двумя стабилизирующими элементами 56, имеющими антифрикционное покрытие 57 по сопрягаемым с якорем поверхностям - первой и второй продольным лыскам 40 и 41. Стабилизирующие элементы 56 закреплены на нижнем фланце 58, размещенном в нижней части корпуса 1 статора АЛЦД и выполнены в виде Г-образных ограничителей поворота общего якоря.The formed common anchor of the entire device is fixed from turning around the axis by two stabilizing elements 56 having an antifriction coating 57 along the surfaces mating with the anchor — the first and second longitudinal flanges 40 and 41. The stabilizing elements 56 are mounted on the lower flange 58 located in the lower part of the stator housing 1 ALTSD and made in the form of L-shaped limiters of rotation of the common anchor.
Устройство работает следующим образом. На катушки 2 статора АЛЦД подается система трехфазных напряжений так, что общий якорь АЛЦД и ускорителя движется от своего нижнего положения, определяемого величиной рабочего хода (L), до верхнего положения. В зависимости от требований технологического процесса скорость подъема может регулироваться за счет подключения ускорителя на обратный ход, т.е. на подъем. По достижении максимума подъема срабатывает верхний концевой датчик (указанный датчик не показан, показан только его корпус 24) и система питания (не показана) всего устройства переключается на режим опускания общего якоря, т.е. реверсируется. Общий якорь совершает движение вниз, производя рабочий ход. При движении общего якоря вниз на него действуют три силы: сила тяжести общего якоря, сила, создаваемая при взаимодействии магнитного поля статора АЛЦД с проводниками якоря АЛЦД, и сила, создаваемая якорем ускорителя при взаимодействии магнитного поля катушек дисковых 16 якоря ускорителя, находящихся в магнитном поле катушек 12 статора ускорителя, с магнитным полем катушек 12 статора ускорителя.The device operates as follows. A system of three-phase voltages is supplied to the coils 2 of the ALDC stator so that the common armature of the ALDC and the accelerator moves from its lower position, determined by the magnitude of the stroke (L), to the upper position. Depending on the requirements of the technological process, the lifting speed can be controlled by connecting the accelerator to the return stroke, i.e. on the rise. Upon reaching the maximum lift, the upper end sensor is activated (the specified sensor is not shown, only its body 24 is shown) and the power system (not shown) of the entire device switches to the lowering mode of the common armature, i.e. is reversed. The common anchor moves downward, making a working stroke. When the common armature moves down, three forces act on it: the gravity of the common armature, the force generated by the interaction of the magnetic field of the ALDC stator with the conductors of the ALDC armature, and the force created by the accelerator arm when the magnetic field of the coils of the disk 16 armature of the accelerator located in the magnetic field coils 12 of the accelerator stator, with a magnetic field of coils 12 of the accelerator stator.
Магнитное поле дисковых катушек 16 якоря ускорителя создается током в указанных катушках 16, подводимым с помощью щеток 18 к тем дисковым катушкам 16, которые находятся в данный момент в магнитном поле катушек 12 статора ускорителя. Магнитное поле статора ускорителя концентрируется в рабочем воздушном зазоре во внутренней части цилиндра 14 внутреннего магнитопровода статора ускорителя, где в данный момент находятся дисковые катушки 16 якоря с током.The magnetic field of the disk coils 16 of the accelerator armature is created by the current in the indicated coils 16, supplied by brushes 18 to those disk coils 16 that are currently in the magnetic field of the coils 12 of the accelerator stator. The magnetic field of the accelerator stator is concentrated in the working air gap in the inner part of the cylinder 14 of the internal magnetic circuit of the accelerator stator, where at present there are disk coils 16 of the armature with current.
Магнитопровод ускорителя состоит из двух ветвей. Первая ветвь состоит из корпуса 11 статора ускорителя, башмаков 13 катушек 12 статора, цилиндра 14 внутреннего магнитопровода, подвижного корпуса 9 якоря ускорителя, неподвижного цилиндра 20, фланца 21, крышки 22 ускорителя. Вторая ветвь состоит из корпуса 11 статора ускорителя, башмаков 13 катушек 12 статора, цилиндра 14 внутреннего магнитопровода, подвижного корпуса 9 якоря ускорителя, корпуса 6 якоря АЛЦД, колец 7 якоря из ферромагнитного материала якоря АЛЦД и фланца 59, замыкающего магнитную цепь второй ветви. Суммарный магнитный поток, замыкающийся по двум ветвям, создает в воздушном зазоре между цилиндром 14 внутреннего магнитопровода и подвижным корпусом 9 якоря ускорителя требуемую индукцию, а магнитное поле проводников с током дисковых катушек 16, находящихся в магнитном поле катушек 12 статора ускорителя при взаимодействии с ним создает необходимое усилие, действующее на общий якорь всего устройства.The accelerator magnetic circuit consists of two branches. The first branch consists of an accelerator stator housing 11, shoes 13 of the stator 12 coils, an internal magnetic core cylinder 14, an accelerator armature housing 9, a fixed cylinder 20, a flange 21, an accelerator cover 22. The second branch consists of the housing 11 of the accelerator stator, the shoes 13 of the stator 12 coils, the cylinder 14 of the internal magnetic circuit, the movable housing 9 of the accelerator armature, the housing 6 of the ALDC armature, the rings 7 of the armature from the ferromagnetic material of the ALDC armature and the flange 59, which closes the magnetic circuit of the second branch. The total magnetic flux, which closes along two branches, creates the required induction in the air gap between the cylinder 14 of the internal magnetic circuit and the movable body 9 of the accelerator armature, and the magnetic field of the conductors with the current of the disk coils 16 located in the magnetic field of the coils 12 of the accelerator during interaction with it creates necessary force acting on the common anchor of the entire device.
Результат такого взаимодействия определяется силой Ампера в видеThe result of this interaction is determined by the Ampere force in the form
F=B·la·I·W,F = B · la · I · W,
гдеWhere
F - сила определяется в Ньютонах (Н), 1(Н)=0,102 кГ;F - force is determined in Newtons (N), 1 (N) = 0.102 kg;
В - индукция в зазоре (Тл);B - induction in the gap (T);
la - активная длина одного проводника катушки;la is the active length of one coil conductor;
I - ток в проводнике (А);I is the current in the conductor (A);
W - число проводников, одновременно находящихся в магнитном поле цилиндра 14 внутреннего магнитопровода.W is the number of conductors simultaneously located in the magnetic field of the cylinder 14 of the internal magnetic circuit.
Регулируя составляющие В (Тл) и I (А) можно получать различные усилия, действующие на общий якорь устройства. Толщина материалов, составляющих отдельные участки цепи магнитопровода, подбирается так, что при любом положении общего якоря суммарная магнитная проводимость для магнитного потока статора ускорителя остается примерно постоянной, это дает возможность регулировать усилие, создаваемое на якоре ускорителя в необходимых пределах.By adjusting the components B (T) and I (A), various forces acting on the common armature of the device can be obtained. The thickness of the materials that make up individual sections of the magnetic circuit is selected so that for any position of the common armature, the total magnetic conductivity for the magnetic flux of the accelerator stator remains approximately constant, this makes it possible to control the force generated at the accelerator armature within the required limits.
Вторая составляющая общего усилия, создаваемого на якоре устройства это усилие, возникающее при взаимодействии магнитного поля катушек 2 статора АЛЦД с кольцами 8 (проводниками) из алюминия и кольцами 7 якоря АЛЦД. Магнитное поле статора АЛЦД изменяется с частотой питающей сети, равной 50 Гц и наводимая в кольцах 8 (проводниках) ЭДС от изменяющегося поля создает внутри проводников соответствующий ток, который взаимодействуя с магнитным полем катушек 2 статора создает на якоре некоторое усилие.The second component of the total force created at the device’s anchor is the force arising from the interaction of the magnetic field of the coils 2 of the ALDC stator with rings 8 (conductors) of aluminum and rings 7 of the ALDC armature. The ALTSD stator magnetic field changes with a supply network frequency of 50 Hz and the EMF induced in rings 8 (conductors) from the changing field creates a corresponding current inside the conductors, which, when interacting with the magnetic field of the stator coils 2, creates some force at the armature.
При выборе соотношений между размерами катушек 2 статора, пакетами 3 магнитопровода статора и якоря, рабочего воздушного зазора между статором и якорем, полюсного шага и ряда других могут быть использованы рекомендации при проектировании трехфазных асинхронных цилиндрических линейных двигателей. Рекомендации учтены при проектировании АЛЦД переменного тока. Наличие воздушного зазора между статором и якорем линейного двигателя позволяет ограничить толщину пакетов 3 магнитопровода статора и толщину ферромагнитных колец 7 магнитопровода якоря АЛЦД. С целью увеличения глубины проникновения переменного магнитного потока, создаваемого катушками 2 статора АЛЦД в якорь, и уменьшения потоков рассеяния на якоре АЛЦД предусмотрены дополнительные кольца 50 магнитопровода, набранные из тонких пластин электротехнической стали, и дополнительные ферромагнитные кольца 51.When choosing the ratios between the sizes of stator coils 2, packages 3 of the stator and armature magnetic circuits, the working air gap between the stator and the armature, the pole pitch and a number of others, recommendations can be used when designing three-phase asynchronous cylindrical linear motors. The recommendations were taken into account when designing ALDC AC. The presence of an air gap between the stator and the armature of the linear motor allows you to limit the thickness of the packets 3 of the stator magnetic circuit and the thickness of the ferromagnetic rings 7 of the magnetic circuit of the ALCD armature. In order to increase the penetration depth of the alternating magnetic flux generated by the ALDC stator coils 2 into the armature, and to reduce the scattering fluxes on the ALCD armature, additional magnetic core rings 50, drawn from thin plates of electrical steel, and additional ferromagnetic rings 51 are provided.
Магнитные потоки катушек 2 статора, по которым в данный момент протекает переменный ток, замыкаются по цепи, состоящей из пакетов 3 магнитопровода статора АЛЦД, воздушного зазора между статором и якорем АЛЦД (на фигурах не показано), колец 7 якоря (из ферромагнитного материала), дополнительных ферромагнитных колец 51 и дополнительного кольца 50 - магнитопровода якоря АЛЦД. В качестве материала для изготовления магнитопроводов статора и якоря АЛЦД использована изотропная тонкая в виде пластин электротехническая сталь, магнитные свойства которой одинаковы во всех направлениях в отличии от анизотропной электротехнической стали, используемой в магнитопроводах трансформаторов.The magnetic fluxes of the stator coils 2, through which alternating current is currently flowing, are closed by a circuit consisting of packets 3 of the ALDC stator magnetic circuit, an air gap between the stator and the ALDC armature (not shown in the figures), rings 7 of the armature (made of ferromagnetic material), additional ferromagnetic rings 51 and additional ring 50 — the magnetic core of the ALDC armature. An isotropic thin plate-shaped electrical steel, the magnetic properties of which are the same in all directions, unlike anisotropic electrical steel used in the magnetic circuits of transformers, was used as a material for the manufacture of stator and ALDC magnetic circuits.
Переменный магнитный поток катушек 2 статора АЛЦД, замыкаясь по магнитопроводам указанным выше, полностью охватывают кольца 8 из алюминия, наводя в них ЭДС, мгновенное значение которой определяется скоростью изменения магнитного потока в виде е=-dФ/dt, т.е. первой производной от потока во времени. Мгновенное значение тока (i) в кольце 8 из алюминия, протекающего под действием ЭДС (е) определяется как i≈e/R, где R - активное сопротивление кольца 8 из алюминия (индуктивным сопротивлением указанного кольца 8 можно пренебречь).The alternating magnetic flux of the coils 2 of the ALDC stator, closing along the magnetic circuits indicated above, completely covers the rings 8 of aluminum, inducing an emf in them, the instantaneous value of which is determined by the rate of change of the magnetic flux in the form e = -dF / dt, i.e. the first derivative of the flow in time. The instantaneous value of current (i) in ring 8 of aluminum flowing under the influence of EMF (e) is defined as i≈e / R, where R is the active resistance of ring 8 of aluminum (the inductive resistance of this ring 8 can be neglected).
Наведенный в кольце 8 из алюминия ток (i) создает свой магнитный поток. Взаимодействие магнитных потоков статора и кольца 8 из алюминия определяет силу взаимодействия статора и якоря АЛЦД. Направление взаимодействия можно изменять, изменяя последовательность чередования фаз катушек 2 статора АЛЦД. При одной последовательности подключения статорных катушек 2 статора в АЛЦД усилие, действующее на якорь АЛЦД, направлено на подъем якоря, при другой последовательности чередования фаз катушек 2 статора усилие на якорь действует в сторону опускания.The current (i) induced in the aluminum ring 8 creates its magnetic flux. The interaction of the magnetic fluxes of the stator and the ring 8 of aluminum determines the strength of the interaction of the stator and the ALLC armature. The direction of interaction can be changed by changing the sequence of alternating phases of the coils 2 of the ALDC stator. With one sequence of connecting the stator coils 2 of the stator in the ALCD, the force acting on the armature of the ALCD is directed to raise the armature, with another sequence of alternating phases of the coils of the 2 stator, the force exerts on the arm toward lowering.
Перемещение общего якоря, образованного якорем АЛЦД и якорем ускорителя, контролируется датчиком линейного перемещения общего якоря - аналоговым датчиком положения общего якоря, корпус 62 которого нижней частью закреплен на цилиндре 14 внутреннего магнитопровода, а верхней частью с помощью шпильки 64 прикреплен к корпусу 11 статора ускорителя. Ползунок 63 аналогового датчика, соединенный с верхней частью гайки 31 поводком (на фигурах не показано), синхронно перемещается с общим якорем на величину (L) рабочего общего якоря, изменяя общее сопротивление аналогового датчика положения общего якоря. Аналоговый датчик положения общего якоря выполнен как реостатный с двумя параллельными ветвями, которые объединяются с помощью ползунка 63.The movement of the common armature formed by the ALLC armature and the accelerator armature is controlled by the linear displacement sensor of the common armature - an analog position sensor of the common armature, the casing 62 of which is fixed with the lower part to the cylinder 14 of the internal magnetic circuit, and the upper part with the help of a pin 64 is attached to the casing 11 of the accelerator stator. The analog sensor slider 63 connected to the top of nut 31 by a leash (not shown in the figures) synchronously moves with the common armature by the amount (L) of the working common armature, changing the total resistance of the analog common armature position sensor. The analog sensor for the position of the common anchor is made as rheostatic with two parallel branches, which are combined using the slider 63.
В зависимости от положения ползунка 63 меняется общее сопротивление проводящей цепи указанного аналогового датчика (проводника). Изменение сопротивления аналогового датчика от перемещения ползунка 63 носит линейный характер,Depending on the position of the slider 63, the total resistance of the conductive circuit of the indicated analog sensor (conductor) changes. The change in the resistance of the analog sensor from moving the slider 63 is linear,
R=k·l,R = k
где R - общее сопротивление (Ом);where R is the total resistance (Ohms);
l - величина перемещения ползунка 63 (м), l<L;l is the amount of movement of the slider 63 (m), l <L;
k - постоянный коэффициент, зависящий от материала проводника датчика (Ом/м).k is a constant coefficient depending on the material of the sensor conductor (Ohm / m).
При движении общего якоря вверх, на расстоянии, равном примерно 0,1·Lmax до верхней мертвой точки, срабатывает верхний концевой датчик (на фигурах не показан), корпус 24 которого закреплен на фланце 21 и крышке 22 ускорителя, а сердечник 25, закрепленный на немагнитном штоке 26 и подпружиненный снизу пружиной 27, перемещаясь вверх, взаимодействует с верхним концевым датчиком, который с помощью резьбового отверстия 69 закрепляется на корпусе 24 указанного датчика. В качестве верхнего концевого датчика может быть использован индуктивный датчик. По сигналу верхнего концевого датчика система питания (на фигурах не показана) всего устройства или реверсируется, или переводится в режим удержания общего якоря в верхней точке хода якоря в соответствии с требованиями технологического процесса.When the common armature moves upward, at a distance of approximately 0.1 · Lmax to the top dead center, the upper end sensor (not shown in the figures) is activated, the housing 24 of which is mounted on the flange 21 and the cover 22 of the accelerator, and the core 25, mounted on non-magnetic rod 26 and spring-loaded from below by a spring 27, moving upward, interacts with the upper end sensor, which is fastened with a threaded hole 69 to the housing 24 of the specified sensor. An inductive sensor can be used as the upper end sensor. According to the signal of the upper end sensor, the power system (not shown in the figures) of the entire device is either reversed or transferred to the mode of holding the common armature at the top of the armature stroke in accordance with the requirements of the process.
Аналогично работает нижний концевой датчик 30, который согласно требованиям технологического процесса при достижении общим якорем крайнего нижнего положения выдает сигнал на управляющую систему (на фигурах не показана) и управляющая система либо отключает питание от всего устройства либо реверсирует его.The lower end sensor 30 works in a similar way, which, according to the requirements of the technological process, when the common anchor reaches the lowest position, gives a signal to the control system (not shown in the figures) and the control system either disconnects the power from the entire device or reverses it.
Для смягчения жесткости удара при остановке общего якоря в крайнем верхнем положении используется ограничительная демпфирующая пружина 60 цилиндрической формы, корпус 61 узла которой закреплен на нижнем торце неподвижного цилиндра 20 - дополнительного магнитопровода ускорителя. По внешней поверхности неподвижного цилиндра 20 установлен подшипник скольжения 10 в виде навитой ленты из антифрикционного материала (бронза или латунь) толщиной 0,25÷0,50 мм, которая закрепляется на поверхности неподвижного цилиндра 20 либо пайкой, либо сваркой. Наличие указанной ленты между подвижным корпусом 9 якоря ускорителя и неподвижным цилиндром 20 магнитопровода ускорителя уменьшает коэффициент трения и предохраняет трущиеся поверхности от залипания при прохождении по ним магнитного потока.To mitigate the stiffness of the impact when the common anchor stops in its highest position, a cylindrical restrictive damping spring 60 is used, the node body 61 of which is fixed to the lower end of the stationary cylinder 20 — an additional accelerator magnetic circuit. A sliding bearing 10 is installed on the outer surface of the stationary cylinder 20 in the form of a wound tape of antifriction material (bronze or brass) with a thickness of 0.25 ÷ 0.50 mm, which is fixed to the surface of the stationary cylinder 20 either by soldering or welding. The presence of the specified tape between the movable housing 9 of the accelerator armature and the stationary cylinder 20 of the accelerator magnetic circuit reduces the friction coefficient and protects the friction surfaces from sticking when the magnetic flux passes through them.
Для включения якоря ускорителя в работу при его верхнем положении предназначен нулевой элемент 32, расположенный в нижней части якоря ускорителя и имеющий на внешней поверхности две контактные пластины 17, закрепленные диаметрально противоположно относительно друг друга и контактирующие со щетками 18. Через щетки 18 и контактные пластины 17 к системе питания подключаются дисковые катушки 16 якоря ускорителя, находящиеся внутри цилиндра 14 внутреннего магнитопровода ускорителя. Все дисковые катушки 16 якоря ускорителя соединены так, что при перемещении якоря ускорителя вверх или вниз, с помощью щеток 18, подключенными к источнику питания (на фигурах не показано) остаются только те дисковые катушки 16 (четыре дисковые катушки 16), которые в данный момент находятся внутри цилиндра 14 внутреннего магнитопровода. Этим обеспечивается минимум потерь в дисковых катушках 16 якоря ускорителя. Подведение электроэнергии внутрь преобразователя и вентиляция осуществляется через отверстия 55 в корпусах 1, 11 статоров соответственно АЛЦД и ускорителя.To turn on the accelerator armature in its upper position, the zero element 32 is located, located in the lower part of the accelerator armature and having two contact plates 17 on the outer surface, diametrically opposed to each other and in contact with the brushes 18. Through the brushes 18 and contact plates 17 to the power system are connected disk coils 16 of the accelerator armature, located inside the cylinder 14 of the internal magnetic circuit of the accelerator. All disk coils 16 of the accelerator armature are connected so that when moving the accelerator arm up or down, using brushes 18, only those disk coils 16 (four disk coils 16) that are currently available remain connected to a power source (not shown in the figures) are inside the cylinder 14 of the internal magnetic circuit. This ensures a minimum of losses in the disk coils 16 of the accelerator armature. The supply of electricity to the inverter and ventilation is carried out through openings 55 in the cases 1, 11 of the stators, respectively, ALDC and the accelerator.
Предлагаемый электромеханический преобразователь имеет высокую удельную энергию удара, возможность регулирования скорости, ускорения, перемещения и энергии движения исполнительного ударного органа при обеспечении максимальной длины рабочего хода исполнительного ударного органа не менее 400 мм.The proposed electromechanical converter has a high specific impact energy, the ability to control the speed, acceleration, displacement and movement energy of the executive impact organ while ensuring a maximum working stroke length of the executive impact organ of at least 400 mm.
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010153817/07U RU106057U1 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | ELECTROMECHANICAL CONVERTER FOR SHOCK ACTION MACHINES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010153817/07U RU106057U1 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | ELECTROMECHANICAL CONVERTER FOR SHOCK ACTION MACHINES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU106057U1 true RU106057U1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010153817/07U RU106057U1 (en) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | ELECTROMECHANICAL CONVERTER FOR SHOCK ACTION MACHINES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU106057U1 (en) |
-
2010
- 2010-12-27 RU RU2010153817/07U patent/RU106057U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4860601B2 (en) | Wave energy converter (WEC) with speed multiplication | |
| JP4870375B2 (en) | Electromagnetic actuator and control method thereof | |
| CA2814530C (en) | An improved magnetic motor | |
| KR20060039895A (en) | Linear electrical machine for electric power generation or motive drive | |
| US20110175463A1 (en) | Reciprocating magnet engine | |
| RU2454777C1 (en) | Electro-mechanical converter for impact machines | |
| JP3725272B2 (en) | Vibration generation mechanism | |
| RU106057U1 (en) | ELECTROMECHANICAL CONVERTER FOR SHOCK ACTION MACHINES | |
| US10720817B1 (en) | DC induction motor driven by a unidirectional current induced in to a rotor ring | |
| RU106056U1 (en) | LINEAR CYLINDER ELECTROMAGNETIC MOTOR | |
| RU2454778C1 (en) | Linear cylindrical electro-magnetic engine | |
| Jiang et al. | Design and modelling of a novel linear electromagnetic vibration energy harvester | |
| RU113616U1 (en) | LINEAR CYLINDER ENGINE AND PLANE COLLECTOR FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| JP2014107179A (en) | Three-phase bulk operation circuit breaker | |
| FI119791B (en) | linear generator | |
| RU2483418C2 (en) | Linear cylindrical motor and flat collector for its realisation | |
| RU2340068C1 (en) | Electrical machine with disk rotor | |
| RU2705205C1 (en) | Linear electric motor | |
| RU2792975C1 (en) | Linear electric motor | |
| RU2379422C1 (en) | Electric hammer | |
| RU2599258C1 (en) | Magnetic induction voltage generator | |
| SU889795A1 (en) | Vibro-percussive device | |
| SU1515275A1 (en) | Reciprocating electric drive | |
| FI20206303A1 (en) | A hammer device | |
| RU101879U1 (en) | PERMANENT MAGNET DRIVE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120627 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161228 |