Электромагнитный порошковый тормоз

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ ТОРМОЗ, содержащий концентрично установленные с зазором одна относительно другой неподвижную и подвижную части, обмотку возбуждения, приводной зубчатый элемент со ступицей и ферромагнитный наполнитель, причем последний размещен в зазоре, а обмотка возбуждения - в неподвижной части, отличающийся тем, что, с целью уменьшения инерционности подвижной части и остаточного момента тормоза fS 12 10 L на холостом ходу, подвижная часть снабжена полым валом с противоположно расположенными сквозными пазами, ферромагнитным штоком с коническим хвостовиком , вкладьш1ами с серповидными впадинами, сепараторами с шариками и возвратными пружинами, причем зубчатый приводной элемент смонтировав на полом валу с возможностью вращения , ферромагнитный шток установлен внутри полого вала и подпружинен в осевом направлении, вкладьш1И установлены в пазах полого вала, подпружинены в радиальном направлении и размещены внутри ступицы зубчатого приводного элемента,в серповидных впадинах вкладышей расположены подпружи«Л ненные сепараторы с шариками, шарики установлены с зазором относительно цилиндрической поверхности ступицы зубчатого приводного элемента, а шток - с возможностью взаимодействия с вкладышами при помощи конического хвостовика. J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

iNIW

РЕСПУБЛИК

09} (11) зов F 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ и ОТКРЫТИЙ (21) 3553242/25-27 (22) 16.02.83 (46) 23.06.84. Бюл. В 23 (72) E.В. Пашков и А.В.Карпов (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 62.592(088.8) (56) 1. Хабенский М.Я. Электромагнитные порошковые муфты.M. "Машиностроение", 1968, с. 23, рис. 15.

2. Патент США У 2656026, кл. 192-21.5, 1953 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПОРОШКОВЫЙ

ТОРМОЗ, содержащий концентрично установленные с зазором одна относительно другой неподвижную и подвижную части, обмотку возбуждения, приводной зубчатый элемент со ступицей и ферромагнитный наполнитель, причем последний размещен в зазоре, а обмотка возбуждения — в неподвижной части, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения инерционности подвижной части и остаточного момента тормоза на холостом ходу, подвижная часть снабжена полым валом с противоположно расположенными сквозными пазами, ферромагнитным штоком с коническим хвостовиком, вкладышами с серповидными впадинами, сепараторами с шариками и возвратными пружинами, причем зубчатый приводной элемент смонтировау на полом валу с возможностью вращения, ферромагнитный шток установлен внутри полого вала и подпружинен в осевом направлении, вкладыши установлены в пазах полого вала, подпружинены в радиальном направлении и размещены внутри ступицы зубчатого приводного элемента, в серповидных впади- е нах вкладышей расположены подпружиненные сепараторы с шариками, шарики установлены с зазором относительно цилиндрической поверхности ступицы зубчатого приводного элемента, а шток — с возможностью взаимодействия с вкладышами при помощи конического хвостовика.

1099141

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обеспечения требуемых законов движения исполнительных органов промьппленных роботов и другого технологического оборудования.

Известен электромагнитный порошко:вый тормоз, содержащий неподвижный корпус, снабженный обмоткой возбуждения, тонкостенный цилиндрический ротор, расположенный на подшипниках в центральной части корпуса, на залу ротора установлен приводной зубчатый элемент, между ротором и корпусом образованы цилиндрические зазоры„ за- 1 полненные ферромагнитной порошковой смесью и изолированные от подшипников уплотнениями (1 J.

Основными недостатками такой конструкции являются остаточный момент, обусловленный главным образом вязким трением наполнителя о рабочие поверхности и трением в уплотнениях муфты, а также инерционность подвижных частей на холостом ходу. Эти недостатки снижают точность позиционирования исполнительных органов технологического оборудования и отрицательно влияют на динамику их перемещения. ЗО

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является электромагнитный тормоз,.содержащий неподвижную часть с обмоткой возбуждения и подвижную часть, снабженную постоянным магнитом и установленную с возможностью осевого перемещения. В обеих частях тормоза имеются расположенные 40 одна против другой кольцевые проточки, .заполненные ферромагнитным порошком 52 7.

К недостаткам известной конструкции относятся овьппенные габариты и масса тормоза вследствие использования в его составе постоянного магнита, и также повьппенная инерционность подвижной части тормоза, где расположен постоянный магнит. Кроме того, для запитывания обмотки возбуждения требуется специальный источник питания, обеспечивающий поляризованное напряжение. Эти недостатки затрудняют встраиваемость тормоза в конструкцию технологического оборудования, а также отрицательно влияют на точность позиционирования и чувствительность его исполнительных органов °

Целью изобретения является уменьшение инерционности подвижных частей. и остаточного момента тормоза на холостом ходу.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном порошковом тормозе, содержащем концентрично установленные с зазором одна относительно другой неподвижную и подвижную части, обмотку возбуждения, приводной зубчатый элемент со ступицей и ферромагнитный наполнитель, причем последний размещен в зазоре, а обмот,ка возбуждения — в неподвижной части, 1подвижная часть тормоза снабжена полым валом с.противоположно расположенными сквозными пазами, ферромагнитным штоком с коническим хвостовиком, вкладьппами с серповидными впадинами, сепараторами с шариками и возвратными пружинами, причем зубчатый приводной элемент смонтирован на полом валу с возможностью вращения, ферромагнитный шток установлен внутри полого вала и подпружинен в осевом направлении, вкладыши установлены в пазах полого вала, подпружинены в.радиальном направлении и размещены внутри ступицы зубчатого приводного элемента, в серповидных впадинах вкладышей расположены подпружиненные сепараторы с шариками, шарики установлены с зазором относительно цилиндрической поверхности ступицы зубчатого приводного элемента, а шток — с возможностью взаимодействия с вкладышами при помощи конического хвостовика.

На фиг. 1 показан тормоз, общий . вид в разрезе; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг.

Электромагнитный порошковый тормоз содержит неподвижную и подвижную части. Неподвижная часть состоит из полого корпуса. 1 и крышки 2, выполненных из ферромагнитного материала.

На внутренней части крышки с помощью стакана 3 из немагнитного материала закреплен полюсный наконечник 4 в виде диска иэ ферромагнитного материала. Подвижная часть тормоза выполнена в виде размещенной в зазоре между полюсным наконечником 4 и корпусом

1 тонкостенной чашки 5, закрепленной на конце полого вала б из ферромагнитного материала, смонтированного с помощью подшипников 7 внутри стакана

3. На конце полого вала установлено с, возможностью свободного вращения

1099

3 зубчатое колесо 8 с полой ступицей.

Внутри полого вала 6 размещен подпружиненный в осевом направлении ферромагнитный шток 9, конический хвостовик 10 которого, расположенный внутри ступицы зубчатого колеса, взаимодействует с поджатыми к нему пружинами 11, вкладышами 12 установленными с возможностью радиального перемещения в пазах полого вала 6. Вкладыши имеют 1g серповидные впадины, в средней части которых размещены на пружинных растяжках 13 сепараторы 14 с шариками

15, установленными с зазором относительно внутренней цилиндрической полости ступицы зубчатого колеса 8.

В полости, образованной корпусом

1, крышкой 2, стаканом 3 и полюсным наконечником 4, размещена обмотка 16 возбуждения. Зазоры между подвижной тонкостенной чашкой 5, корпусом 1 и

:полюсным наконечником 4 заполнены ферромагнитным порошком (карбонильным железом) .

Тормоз работает следующим образом. 2

Приводное зубчатое колесо 8 (фиг. 1) связано, например, зубчатой рейкой (не показана) с исполнительным органом технологического оборудования, например промышленного робота. При отключенной обмотке возбуждения зубчатое колесо свободно вращается на полом валу 6 и остаточный момент, создаваемый вязким трением ферромагнитного порошка о рабочие по35 . верхности тонкостенной чашки 5 и тренйем в уплотнениях, на влияет на динамику перемещения исполнительного органа. При подаче напряжения на обмотку 16 возбуждения создаваемый ею магнитный поток замыкается через корпус 1, крышку 2, полый вал 6,шток .

141 4

9, полюсный наконечник 4, чашку 5 и зазоры, в которых расположен ферро" магнитный порошок, вызывая сцепление его частиц между собой, чашкой 5 и неподвижными частями. тормоза. Одновременно магнитный поток перемещает в осевом направлении шток 9, конический хвостовик 10 которого разводит в радиальном направлении вкладыши 12 до соприкосновения шариков 15 с внутренней поверхностью ступицы зубчатого колеса 8. Шарики 15 за счет сил трения заклиниваются между ступицей и поверхностями серповидных впадин вкладышей, способствуя образованию жесткой кинематической связи зубчатого колеса 8 полого вала 6 и тонкостенной чашки 5. В результате обеспечивается торможение зубчатого колеса

8 и связанного с ним посредством зубчатой рейки исполнительного органа технологического оборудования.

При отключении питания обмотки 16 возбуждения магнитный поток исчезает, шток 9 под действием пружины возвращается в исходное положение, освобождая вкладыши 12, которые под действием пружин 11 смещаются к центру, расфиксируя шарики 15 и разрывая жесткую кинематическую связь между колесом 8 и полым валом 6.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить точность позиционирования исполнительных органов технологического оборудования, устранить влияние остаточного момен-та и инерционных частей тормоза на динамику перемещения исполнительных устройств, уменьшить массу и габариты тормоза путем удаления из конструкции постоянного магнита.

ВНИИПИ . Заказ 4349/31

Тираж 913 Подписное

Филиал ДПП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4