RU32841U1 - Электромагнитная муфта - Google Patents

Description

2003116724

MiiiniipllllpiWМПК: F16D27/07

г о , ч jf t i 1 г

Электромагнитная муфта.

Полезная модель относиться к области машиностроения и может быть использована для дистанционного и автоматического управления приводами металлорежущих станков и других машин, преимущественно в автоматических коробках скоростей, коробках подач, механизмах подач и вспомогательных перемещений, в качестве тормозов в позитивных и цикловых системах, а также в качестве сцепных (пусковых) устройств.

Известна электромагнитная муфта, выбранная в качестве прототипа (смотри авторское свидетельство СССР №708085, класс F16D27/07, дата подачи заявки: 10.07.1974г., дата публикации: 05.01.1980, бюллетень №1, заявитель: Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков).

Известное техническое решение содержит корпус с катушкой, фрикционный узел, представляющий собой пакет магнитопроводяш 1х плоских и упругих волнистых дисков, включающих два концентрично расположенных кольцевых элемента, связанных радиальньми перемычками, каждый из которых вьшолнен с синусообразной волной в окружном направлении. При этом радиальные перемычки скручены относительно радиальной оси и изогнуты относительно нормали к их радиальной оси так, что вершины волн наружного и внутреннего колец смещены относительно друг друга на 180°.

Известно, что радиальные перемычки упругого диска играют роль дополнительного упругого элемента (наряду с концентрично расположенными кольцевыми элементами, вьшолненными с синусообразной волной) с конечной величиной силы упругости при полностью деформированном (плоском) состоянии диска. Это дает более пологую жесткостную характеристику, то есть увеличивает потенциальную энергию сжатого диска, позволяя применять

меньшую высоту волны. При этом выполнение перемьгаек скрученных относительно радиальной оси приводит к увеличению времени включения и отключения муфт, вследствие того, что для обеспечения более полного прилегания плоскостей дисков скрученная поверхность перемьиек должна как бы полностью раскрутиться, а для обеспечения быстрого и четкого расцепления дисков скрученная поверхность перемычек должна как бы полностью скрутиться.

В известном техническом решении волны вьшолнены на внутреннем и наружном кольцевых элементгк диска.

Экспериментально установлено, что на дисках, имеюпцих наружные диаметры до 145 мм, целесообразно выполнять волны только на внутреннем кольцевом элементе, так как волновые поверхности расположены близко друг от друга, что приводит к повышенной жесткости и упругости дисков. Вследствие чего при сжатии фрикционных дисков волновые поверхности наружных дисков не успевают полностью вьшрямиться, что не обеспечивает более полного прилегания плоскостей фрикционных дисков. Задачей полезной модели является:

упроп ;ение конструкции упругих волнистых дисков;

снижение трудоемкости за счет упрощения конструкции формообразующей оснастки, предназначенной для изготовления упругих волнистых дисков;

уменьшение времени срабатывания муфты посредством снижения времени сцепления и расцепления дисков.

Для решения указанной задачи в электромагнитной муфте, содержащей корпус с катушкой, фрикционный узел, представляющий собой пакет магнитопроводящих плоских и упругих волнистых дисков с синусообразной

(/

волной в окружном направлении, согласно предлагаемой полезной модели,

волны вьшолнены только на внутреннем кольцевом элементе.

Согласно полезной модели, волны в радиальном направлении вьшолнены с одинаковой высотой по всей ширине кольцевого элемента.

Задача также решается за счет того, что согласно полезной модели, волны вьшолнены радиусами Ri(xi/2)+ai, где

xi - шаг волны по окружности среднего диаметра кольцевого элемента DI

ai - высота волны от осевой плоскости диска

Как видно из вьппе изложенного в предлагаемом техническом решении волны, вьшолнены только на внутреннем кольцевом элементе.

Экспериментальньш путем бьшо установлено, что на дисках, имеюпщх наружные диаметры до 145 мм, целесообразно выполнять волны только на внутреннем кольцевом элементе, что приводит к увеличению площади сцепления дисков и к снижению трудоемкости их изготовления.

При этом вьшолнение воли в радиальном направлении с одинаковой амплитудой по всей ширине bi внутреннего кольцевого элемента увеличивает жесткость и упругость диска.

Кроме того, волны вьшолнены радиусом RI равным (смотри фиг. 3):

R,(xi/2)4ai(1)

ai - высота волны от осевой плоскости диска (задается конструктивно);

Xi - шаг волны по окружности среднего диаметра внутреннего кольцевого элемента DI (смотри фиг.2, 3);

При этом шаг волны определяется следующим соотношением:

XI 7t DI / Щ(2)

Таким образом, при вариации количества волн HI меняется и шаг волны XL

Известно, что чем больше наружный диаметр диска D, тем количество волн ГЦ должно быть больше, так как чем больше пь тем короче волна, то есть меньше ее шаг xi, а это в свою очередь ведет к увеличению жесткости и упругости диска.

Средний диаметр внутреннего кольцевого элемента Dj можно выразить следуюшим образом:

Di d + bb(3)

d - внутренний диаметр упругого диска;

bi - ширина внутреннего кольцевого элемента (смотри фиг.2);

Подставляя в формулу (1) соотношение (2) получаем:

RI (7t DI /2ni)+ai

Экспериментальным путем установлено, что выполнение упругих дисков с синусообразными волнами в окружном направлении радиусом RI, позволяет получить радиальные перемычки, не скрученные относительно радиальной оси, а только изогнутые относительно нормали к их радиальной оси. Вследствие чего уменьшается время сцепления и расцепления дисков, посредством того, что изгибаюш;ие поверхности, по сравнению со скрученными поверхностями, имеют меньший ход сцепления и расцепления.

Кроме того, вьшолнение упругих дисков с синусообразными волнами в окружном направлении радиусами RI, позволяет получить более пологую жесткостную характеристику диска, вследствие чего уменьшается ход расцепления пакета дисков, то есть увеличивается четкость срабатывания муфты посредством уменьшения времени ее отключения.

нормативами, что в свою очередь обеспечивает точность остановки обрабатывающего инструмента в заданном положении.

Заявляемое техническое решение имеет отличия от прототипа (смотри авторское свидетельство СССР №708085, класс F16D27/07, дата подачи заявки: 10.07.1974г., дата публикации: 05.01.1980, бюллетень №1, заявитель: Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков), следовательно, соответствует критерию новизна.

Заявляемое техническое решение может быть получено и использовано в промьппленности, следовательно, соответствует критерию промышленная применимость.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - схематически изображен продольный разрез по оси муфты;

на фиг. 2 - один из вариантов упругого наружного диска с радиальными перемычками;

на фиг. 3 - развертка диска;

на фиг. 4 - схема дисков прототипа;

на фиг. 5 - схема дисков заявляемого технического решения.

Пример конкретного выполнения.

Заявляемая электромагнитная муфта содержит корпус 1, катушку 2, фрикционный узел, представляющий собой пакет магнитопроводяпщх плоских дисков 3 и упругих волнистых дисков 4, якорь 5, втулку 6 (смотри фиг 1).

На втулке 6, имеющей шлицевое или шпоночное отверстие, посредством которого муфта устанавливается на ведущем или ведомом элементе механизма кинематической цепи, установлен неподвижно корпус 1 с катушкой 2 и свободно скользящий вдоль оси якорь 5. Между корпусом 1 и якорем 5 расположен фрикционный узел, в котором плоские диски 3 расположены между

упругими волнистыми дисками 4. Плоские (внутренние) диски 3 установлены на втулке 6. Упругие волнистые (наружные) диски 4 входят своими пазами в выступы ведомого или ведущего поводка (на фиг. не показано), являющего соединительной деталью механизма, в котором используется муфта.

Упругие волнистые диски 4 включают два концентрично расположенных кольцевых элемента 7 и 8, связанных радиальными перемычками 9 (смотри фиг 2). Кольцевой элемент 7 вьщолнен с синусообразными волнами 10 в окружном направлении радиусом RI и с щагом волны xi по окружности среднего диаметра внутреннего кольцевого элемента DI (смотри фиг. 3).

При этом шаг волны xi и радиус RI определяются следующими соотношениями:

XI я DI / щ, где

HI - количество волн, вьшолненных на внутреннем кольцевом элементе;

при чем

а наружный диаметр упругого диска D 110 мм

Ri(7r DI /2ni)+ai

ai - высота волны от осевой плоскости диска (задается конструктивно);

Di d + bb где

d - внутренний диаметр упругого диска; bi - щирина внутреннего кольцевого элемента (смотри фиг.2); Волны 10 в радиальном направлении могут быть вьшолнены с одинаковой амплитудой по всей ширине bi внутреннего кольцевого элемента 7.

:J/

в отключенном положении наружные диски 4 и внутренние диски 3, соединенные ведущим и ведомым элементами механизма кинематической цепи, вращаются относительно друг друга, при этом передача вращения от одного элемента на другой не происходит.

При включении муфты ток проходит по катушке 2 в корпусе 1, создавая магнитный поток, который замыкается на якоре 5 и притягивает его к корпусу 1. Пакет фрикционных дисков, находящихся между корпусом 1 и якорем 5, сжимается, при чем между сжатыми дисками возникает фрикционное сцепление, с вьшрямлением волны в плоскость посредством чего передается вращение с ведущего элемента кинематической цепи на ведомый.

При отключении муфты с падением магнитного потока падает усилие притяжения якоря 5. В момент, когда усилие притяжения якоря 5 становиться меньще постоянно действующего усилия отталкивания, создаваемого упругими дисками 4, пакет дисков расцепляется, и передача вращения с ведущего элемента кинематической цепи на ведомый прекращается.

Сцепление и расцепление фрикционного пакета при срабатывании муфты обеспечивается упругими наружными дисками 4, кольцевой элемент 7, которых выполнен с синусообразными волнами 10 в окружном направлении радиусом RI и с шагом волны xi

Опытным путем установлено, что использование, вьппе описанных, упругих наружных дисков, имеющих наружный диаметр не более 145 мм и вьшолненных с синусообразными волнами только на внутреннем кольцевом элементе, цриводит не только к уменьшению времени срабатьгоания муфты, посредством снижения времени сцепления и расцепления дисков, но и к упрощению конструкции упругих дисков и снижению трудоемкости их изготовления, за счет упрощения конструкции формообразующей оснастки.

/

Claims (3)

1. Электромагнитная муфта, содержащая корпус с катушкой, фрикционный узел, представляющий собой пакет магнитопроводящих плоских и упругих волнистых дисков с синусообразной волной в окружном направлении, отличающаяся тем, что волны выполнены только на внутреннем кольцевом элементе.

2. Электромагнитная муфта по п.1, отличающаяся тем, что волны в радиальном направлении выполнены с одинаковой высотой по всей ширине кольцевого элемента.

3. Электромагнитная муфта по п.1, отличающаяся тем, что волны выполнены радиусами

R₁=(x₁/2)²+а₁,

где x₁ – шаг волны по окружности среднего диаметра кольцевого элемента D₁;

a₁ – высота волны от осевой плоскости диска.