Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО. ДВИЖЕНИЯ, содержащий магнитопровод, катушки прямого и обратного хода, установленный в направляющем цилиндре боек, имекиций форму цилиндра, торцы которого ограничены сферической поверхностью , и амортизатор, о т л к ч ающ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, на поверхности бойка вьшолнены продольные открытые пазы, на одном из его торцов со стороны амортизатора по линии сопряжения цилиндрической и сферической поверхностей выполнена кольцевая ка-;- . навка глубиной, больше глубины продольного паза, диаметр кромки одного из бортов которой со стороны цилиндрической поверхности равен диаметру бойка, а диаметр кромки противоположного борта канавки меньше диаметра бойка на глубину продольного паза, а в кольцевую канавку вплотную уложен односторонний эластичный клапан в виде кольцевой манжеты, наружный диаметр которой равен диаметру бойка, (Л а внутренний диаметр меньше наружного диаметра на глубину кольцевой канавки.

,„Яф„, 1134992 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ООВ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 02 К 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ния КПД и надежности, на поверхности бойка выполнены продольные открытые пазы, на одном из его торцов со стороны амортизатора по линии сопряжения цилиндрической и сферической поверхностей выполнена кольцевая канавка глубиной, больше глубины продольного паза, диаметр кромки одного из бортов которой со стороны цилиндрической поверхности равен диаметру бойка, а диаметр кромки противоположного борта канавки меньше диаметра бойка на глубину продольного паза, а в кольцевую канавку вплотную уложен односторонний эластичный клапан в виде кольцевой манжеты, наружный Я диаметр которой равен диаметру бойка, а внутренний диаметр меньше наружного диаметра на глубину кольцевой канавки.

Ю \

ЪФ

ФюА (21) 3615898/24-07 (22) 04.05.83 (46) 15.01.85. Бюл. У 2 (72) В,М. Никольский, А.А. Калашников, Г.А. Корбалев и В.К, Вороненко (71) Институт горного дела АН КазССР (53) 621.313.713(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И- 308690, кл. Н 02 К 33/.12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 782072, кл. Н 02 К 33/12, 1978. (54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО. ДВИЖЕНИЯ, содержащий магнитопровод, катушки прямого и обратного хода, установленный в направляющем цилиндре боек, имеющий форму цилиндра, торцы которого ограничены сферической поверхностью, и амортизатор, о т л н ч а. юшийся тем, что, с целью повышеу

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1134992

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в горном деле в качестве ударного узла бурильной машины для бурения шпуров и скважин. 5

Известен электрический двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий катушки прямого и обратного хода и боек с продольными пазами, уменьшающими в нем вихревые токи

k1j

Однако известный двигатель недостаточно надежен из-за разрушения амортизатора при обратном ходе бойка.

Наиболее близким к предлагаемой 1 по технической сущности является электромагнитный двигатель возвратнопоступательного движения, содержащий магнитопровод, катушки прямого и обратного хода, установленный в нап- 20 равляющем цилиндре боек,.имеющий форму цилиндра, торцы которого ограничены сферической поверхностью, и амортизатор (2).

Недостатком такого двигателя является низкий КПЦ, так как при применении сплошного бойка. снижается мощность удара из-за высокого аэродинамического сопротивления воздуха при движении бойка в направляющем цилинд-ЗО ре как по рабочему инструменту, так и по амортизатору, что, в свою очередь, приводит к увеличению сопротивления при движении бойка в направляющем цилиндре. Кроме того, энергия обратного хода бойка расходуется вхолостую, увеличивает вибрацию корпуса и снижает надежность работы амортизатора.

Цель изобретения — повышение КПД 40 и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном двигателе возвратно-поступательного движения, содержащем магнитопровод, ка- 45 тушки прямого и обратного хода, установленный в направляющем цилиндре боек, имеющий форму цилиндра, торцы которого ограничены сферической поверхностьк, и амортизатор, на поверх-5Q ности бойка выполнены продольные открытые пазы, на одном из его торцов со стороны амортизатора по линии сопряжения цилиндрической и сферической поверхностей выполнена кольцевая канавка глубиной, больше глубины продольного паза, диаметр кромки одного из бортов которой со стороны цилиндрической поверхности равен диаметру бойка, а диаметр кромки про— тивоположного борта канавки меньше диаметра бойка на глубину продоль-ного паза, а в кольцевую канавку вплотную уложен ОднОстОрОнний эластичный клапан в виде кольцевой манжеты, наружный диаметр которой равен диаметру бойка, а внутренний диаметр меньше наружного диаметра на глубину кольцевой канавки.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, продольный разрез; на фиг.2— направляющий немагнитный цилиндр, продольный разрез, и боек с частичным вырезом торца, на котором установлен односторонний эластичный клапан.

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения содержит магнитопровод, состоящий из ярма

1 и общего полюса 2. Секции катушек прямого 3 и обратного 4 хода размещены в каркасах 5, расположенных последовательно вдоль оси двигателя. Кар— касы 5 имеют фланцы б, наружные торцовые поверхности 7 которых соединены герметично, а внутренние — с Образованием распределенных по окружности полостей 8 и 9. Соединенные указанным образом фланцы б образуют теплообменники в виде кольцевых полостей 10.

Полости 8 и 9 сообщаются с одной стороны с полостями 10 теплообменников, с другой стороны полости 8 сообщаются с подводящим коллектором 11, а полости 9 — с отводящим коллектором

12. В направляющей немагнитной трубе

13, являющейся осью двигателя, размещены боек 14 с продольными пазами

15 по цилиндрической поверхности и с полусферическими торцами, хвостовик

16 рабочего инструмента и амортизатор 17 для гашения и аккумуляции энергии обратного хода. На торце бойка 14 со стороны амортизатора 17 по линии напряжения цилиндрической и сферической поверхностей выполнена кольцевая канавка 18 глубиной больше глубины продольного паза 15, диаметр кромки одного из бортов которой со стороны цилиндрической поверхности равен диаметру бойка 14, а диаметр кромки противоположного борта кольцевой канавки 18 меньше диаметра бойка

14 на глубину продольного паза 15.

В кольцевую канавку 18 вплотную улоВНИИПИ Заказ 10099/44 Тирах 646 Подписное

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

3 113499 жен односторонний эластичный клапан

19 в виде кольцевой манжеты, наружный диаметр которой равен диаметру бойка

14, а внутренний диаметр меньше наружного .диаметра на глубину кольцевой канавки 18.

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения работает следующим образом.

Охлаждение катушек прямого 3 и 1п обратного 4 хода осуществляется охлаждающим агентом, который поступает в подводящий коллектор 11, а затем .через полость 8 подается одновременно во все полости 10 теплообменников, отбирает тепло и через полость 9 поступает в отводящий коллектор 12 и выводится наружу. Питание катушек

3 и 4 двигателя осуществляется импульсами тока, которые поочередно 2О подаются в обмотки электромагнитов.

При протекании тока по катушке 3 пря- мого хода боек 14 движется влево, совершая полезную работу, при этом аэродинамическое сопротивление возду-25 ха не оказывает практически влияния на боек 14, так как воздух, находящийся в полости направляющего немагнитного цилиндра 13 между хвостовико

16 рабочего инструмента и бойком 14, Зр через продольные пазы 15 открывает эластичный клапан 19 и по образовавшемуся каналу между клапаном и стенкой направляющего немагнитного цилиндра поступает в полость между бойком 14 и амортизатором 17. При

2 4 протекании тока по катушке 4 обратно-, го хода боек 14 движется вправо, со- вершая холостой ход, при этом эласI тичный клапан 19 под действием воздуха перекрывает продольные пазы !5 бойка 14 и, сжимая воздух, находящийся в полости направляющего немагнитного цилиндра между торцом бойка 14 и амортизатора 17, снижает жесткость и мощность удара бойка об амортизатор. При отключении катушки 4 обратного хода сжатый воздух стремится занять первоначальный объем и двигает боек 14, придавая ему определенную начальную скорость, на что не затрачиваются "полезные" электромагнитные силы при включении катушки 3 прямого хода. Затем цикл повторяется.

Таким образом, односторонний эластичный клапан, установленный на торце бойка со стороны амортизатора, позволяет снизить аэродинамическое сопротивление"воздуха при рабочем ходе бойка, повышая мощность удара по хвостовику рабочего инструмента, и повысить аэродинамическое сопротивление воздуха при холостом ходе бойка, тем самым уменьшить мощность удара по амортизатору, что существенно повышает надежность и срок службы двигателя. Кроме того, на придание начальной скорости бойку не затрачиваются "полезные" электромагнитные силы, что позволит повысить КПД двигателя на 5-10Х.