Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Электромагнитные муфты скольжения

Бесконтактные муфты - Электромагнитные муфты скольжения

Оглавление
Электромагнитные муфты скольжения
Устройство и принцип действия
Разновидности магнитных систем
Магнитные системы синхронных муфт
Разветвленные магнитные системы
Комбинированные магнитные системы
Конструктивная компоновка
Материалы для магнитных систем
Муфты со скользящим токоподводом
Бесконтактные муфты
Конструкции муфт, объединенных с тормозами
Муфты с водяным охлаждением
Измерение вращающего момента, определение рассеиваемой мощности
Влияние параметров магнитных систем на механические характеристики муфт
Оптимальная длина зубцов-полюсов
Разновидности систем привода
Приводы с регулируемой скоростью маховика
Особенности процессов пуска муфт в системах автоматического управления
Способы ускорения переходных процессов
Системы управления муфтами
Системы с обратной связью по частоте вращения муфты
Системы с обратными связями по частоте вращения и моменту муфты
Системы с обратными связями по передаваемой мощности
Системы компаундирования муфт
Естественное охлаждение
Системы воздушного охлаждения
Шумовые характеристики систем вентиляции
Системы водяного охлаждения
Электромеханические передачи с муфтами и тормозами скольжения
Передачи с механическим дифференциалом
Кинематические соотношения и вращающие моменты в передачах

Приводы с муфтами по схеме рис. 1.16,а выпускаются фирмами Eaton (США) и Нееnаn (Англия). Фирма Нееnаn выпускает на базе подобной конструкции несколько модификаций приводов и отдельных муфт. Основные параметры и характеристики приводов и муфт фирмы Нееnаn приведены в [20].
На рис. 2.3 показана конструкция бесконтактной муфты фирмы Нееnаn. Корпус муфты образован трубчатой проставкой 5, зажатой подшипниковыми щитами 4 и 13, стянутыми болтами. Приводной двигатель крепится сбоку или сверху к подшипниковым щитам муфты и через ременную передачу и шкив 1 вращает ведущий ротор муфты, состоящий из ступицы 3 и якоря 8, снабженного лопатками центробежного вентилятора. На ведомом валу 2 закреплена полюсная система переменной полярности, состоящая из зубчатого ротора 9 и полюсного кольца 10, соединенных друг с другом кольцом 7 из немагнитной стали.
Обмотка возбуждения 11 установлена на неподвижном магнитопроводе 12, прикрепленном к подшипниковому щиту 13. В подшипниковом щите размещен статор 15 бесконтактного синхронного тахогенератора, залитый компаундом. Ротор 16 тахогенератора представляет собой постоянный магнит в виде звездочки с полюсами чередующейся полярности, залитой во втулку из немагнитного материала, укрепленную на ведомом валу. Для улучшения охлаждения трубчатая проставка корпуса имеет большие окна, закрытые сварной защитной сеткой 6. Выводы обмоток муфты и тахогенератора закреплены в коробке 14.
На рис. 2.4 показана конструкция бесконтактной муфты фирмы Stromag (ФРГ). Муфта предназначена для работы с фланцевым двигателем, крепящимся к корпусу муфты. Так, как ведущая часть муфты опирается через подшипники на корпус, то для использования муфты без двигателя в расточку ступицы устанавливается отдельный вал.
При использовании муфты с двигателем (рис. 2.4) фланец 1 последнего крепится к корпусу 2 муфты, а вал соединяется со ступицей ведущего индуктора 4, снабженного центробежным вентилятором 3. Индуктор панцирного типа содержит две половины с клювообразными зубцами, соединенные немагнитным кольцом. Детали 5 и 7 неподвижной части магнитной системы с обмоткой 6 и подшипниковый щит 9 крепятся удлиненными болтами к корпусу муфты. Якорь 11 выполнен в виде обода с радиальными ребрами-спицами, прикрепленными к ведомому валу 12. Для получения сигнала обратной связи по частоте вращения муфта имеет встроенный импульсный датчик 8 индукционного типа, ротором которого является участок обода 10 якоря муфты, имеющего на концевой части зубцы.

 

Бесконтактная муфта
Рис. 2.3. Бесконтактная муфта фирмы Keenan (Англия)

В рассмотренной муфте якорь является ведомым и эффективность охлаждения обеспечивается за счет большой площади поверхности его ребер. Данная конструкция является базовой основой блоков различных исполнений, выпускаемых фирмой. Фирма по требованию заказчика комплектует поставляемые приводы встроенными электромагнитным» тормозами индукционного и фрикционного типов. В зависимости от исполнения конструкции блоков имеют следующие обозначения: RTF   —  бесконтактная муфта скольжения (рис. 2.4); RTT   —  муфта с тормозов скольжения (см. рис. 2.10); RHF  — муфта с фрикционным тормозом сцепления; RHT   —  муфта с тормозами скольжения и сцепления.

Рис. 2.4. Бесконтактная муфта фирмы Stromag (ФРГ)
Основные данные приводов с бесконтактными муфтами фирмы Stromag различных исполнений приведены в [20].
Фирма Rogonot (Франция) выпускает бесконтактные муфты скольжения различной конструкции. Маломощные муфты на моменты от 5 до 25 -Н-м имеют магнитные системы с зубцами одной полярности (см. рис. 1.4,г).
Муфты с номинальными моментами от 50 до 3000 Н м имеют конструкцию, показанную на рис. 2.5. Разъемный корпус состоит из частей 5 и 7, между которыми размещена обмотка возбуждения 6. Обод якоря 4 с внутренней стороны снабжен охлаждающими ребрами, часть которых используется для соединения обода со ступицей, закрепленной на ведущем валу 12. На нем установлен также центробежный вентилятор 11. Индуктор муфты 5 о зубцами индукторного типа соединен с. ведомым валом боковиной 2, а через боковину 9 и подшипник опирается на ведущий вал. Подшипниковые щиты 1 и 10 снабжены окнами для входа и выхода охлаждающего воздуха. Тахогенератор 3 крепится на подшипниковом щите муфты и приводится от ведомого вала клиновым ремнем. Основные технические данные муфт приведены в [19, 20].
Фирмы Yaskawa и Fuji (Япония) выпускают комплектные электроприводы, силовая часть которых состоит из бесконтактной муфты скольжения с воздушным охлаждением и встроенным бесконтактным тахогенератором и фланцевого электродвигателя (рис. 2.6). К корпусу 3 муфты крепится двигатель 1, на валу которого закреплен центробежный вентилятор 2 с ведущим якорем 5. Ведомый индуктор 4 крепится на ведомом валу 9. Обмотка возбуждения 6 установлена на неподвижной части 7 магнитопровода. Тахогенератор вмонтировав в крышку 8.


Рис. 2.5. Конструкция бесконтактной муфты фирмы Ragonot (Франция)
Боковина стенки корпуса, имеющего прямоугольную форму, снабжена решетками или жалюзи, закрывающими входные и выходные отверстия. Направление охлаждающего воздуха в системе показано стрелками. Воздух засасывается через входные решетки в боковых стенках корпуса и с торцовой стороны через отверстия в крышке 8 и детали 7. Воздух, засасываемый с торцовой стороны, омывает обмотку возбуждения и, соединившись с потоком из входных решеток, проходит через междузубцовые впадины индуктора, охлаждает якорь и выбрасывается вентилятором через выходные решетки. Для муфт этой конструкции характерны малоинерционность якоря и индуктора и большая глубина междузубцовых впадин, что снижает скорость движения воздуха и улучшает охлаждение муфты.
Мощность встроенного тахогенератора на всех приводах составляет 60 Вт, используемые диапазоны регулирования от 1 :2,5 до 1:10. Блоки управления приводами выпускаются на мощности 200 и 400 Вт (см. рис. 10.3).


Рис. 2.6. Бесконтактная муфта фирм Yaskawa и Fuji (Япония)
Экспериментальным НИИ кузнечно-прессового машиностроения (ЭНИКМАШ) разработаны три типоразмера приводов с бесконтактными электромагнитными муфтами скольжения типа ПЭМС (50, 100 и 200 Н-м). Силовая часть привода (рис. 2.7) состоит из двигателя, муфты и тахогенератора. Приводной асинхронный короткозамкнутый двигатель 17 через промежуточный фланец 15 крепится к корпусу 9 муфты, снабженному внешними охлаждающими ребрами. В корпусе установлены два полюсных кольца 10, между которыми размещена обмотка возбуждения 11. Ведущий ротор состоит из частей 8 и 12, соединенных латунным швом и приваренных к массивным лопаткам ступицы 16, которая крепится на валу двигателя. Противоположная часть ведущего ротора через боковину 7 и подшипник опирается на подшипниковый щит 5 муфты. Ведомый ротор 6 имеет внутренние ребра, приваренные к ведомому валу 3 и конической части 14, опирающейся через подшипник на ступицу ведущего ротора.
Тахогенератор 2 приводится в движение клиновым ремнем от шкива 4, закрепленного на ведомом валу.


Рис. 2.7. Конструкция силовой части привода типа ПЭМС50


Рис. 2.8. Привод с бесконтактной бескорпусной муфтой

Выводы обмотки и тахогенератора закреплены на клеммах 1, закрытых кожухом. При синхронной частоте вращения приводного двигателя 1500 об/мин и ниже дополнительно применяется вентилятор 13, улучшающий охлаждение муфты. Вентилятор крепится к ведущему валу. Зубцы-полюсы муфты выполнены на одной из половин каждого ротора и расположены напротив гладкой части второго ротора. Таким образом, одна половина (зубчатая) каждого ротора является индуктором, а вторая (гладкая)  — якорем. Такое исполнение распределяет тепловые потери между двумя роторами, что повышает общую охлаждаемую поверхность и улучшает охлаждение. Поверхность охлаждения каждого ротора увеличивается также из-за наличия на них зубцов, частично выполняющих функцию охлаждающих ребер [61].
На рис. 2.8 показана конструкция силовой части привода с бесконтактной муфтой, разработанная в ЭНИКМАШе для кузнечно-прессовых машин и других механизмов, приводимых в движение клиноременной передачей. Характерной особенностью муфты является отсутствие корпуса и подшипниковых щитов [72]. Конструкция смонтирована на опорной втулке с фланцем 14, который крепится к фланцу 15 приводного двигателя, имеющего также лапы для установки на механизм или плиту. Внешний массивный Г-образный якорь состоит из обода 7, который вентиляторными лопатками 4 соединен с боковиной 2, прикрепленной к ведущему валу 1, надетому на вал двигателя. Неподвижная часть магнитопровода состоит из ферромагнитных деталей 3 и 9 с обмоткой возбуждения 6, закрепленных на опорной втулке. Индуктор содержит полюсные кольца 5 и 8, соединенные немагнитным материалом. Боковиной 10 индуктор закреплен на ведомом шкиве 11, имеющем запасной ручей для возможности соединения с тахогенератором. Зубчатый диск 12 и импульсный датчик 13 служат для обратной связи по частоте вращения. Для уменьшения потоков рассеяния через подшипники детали 10 и 2 выполнены из немагнитной стали. Вместо детали 2 немагнитным может изготовляться вал 1.
Отсутствие в муфте корпуса и подшипниковых щитов обеспечивает минимальные размеры и массу конструкции, достоинством которой является также отсутствие радиальных и осевых нагрузок на вал двигателя.
При эксплуатации муфта вместе с ременной передачей ограждается кожухом из сетки, имеющей большую площадь ячеек для прохода воздуха.

Конструкция бескорпусной муфты (рис. 2.8) по сравнению с муфтой, имеющей внешний корпус (см. рис. 2.7), при одинаковых номинальных моментах 50 Н-м обеспечивает снижение номинальной частоты скольжения на 80 об/мин, плотности тока возбуждения   —  на 23, мощности возбуждения на 51, габаритного объема на 54, массы на 30, объема меди на 46, стоимости изготовления на 47% и уровня шума (по шкале А)  — на 10 дБ (82 вместо 92) при 3000 об/мин ведущего вала.



 
« Электромагнитные индукционные насосы   Электромашинные преобразователи »
электрические сети