Электромагнитный ударник

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электромагнитным машинам ударного действия. Цель изобретения - повышение ударного уси- ЛИЯ. Электромагнитный ударник содержит катушку прямого хода 1 и катушку обратного хода 2, размещенные э ферромагнитном корпусе 3, при этом катуш ка обратного хода выполнена меньшей мощности, чем катушка прямого хода. Якорь ударника состоит из двух частей: передней, выполненной из электропроводного материала, и задней, ..выполненной из ферромагнитного материала . Ударное усилие определяется суммой двух составляющих: выталкивающего усилия, действующего на переднюю электропроводную часть якоря, и втя- . гивающего усилия, действующего на ферромагнитную часть якоря. 1 ил. (Л 3 ю 4ib СО СО 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1247998 А 1 (51)4 И 02 К 33! t 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИНЪЯЗ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3827325/24-07 (22) 17,12 ° 84

° (46) 30.07.86. Бюл. - 28 (» ) Украинский заочный политехнический институт им. И. 3. Соколова (72) В. И. Кушаков, М, К. Кравцов, В. Д. Софиенко и В. M. Трохин (53) 621,313.17(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 951567, кл. Н 02 К 33/12, 1980, Решенцев Н. П. и др . Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного деиствия. Наука, 1970, с, 33. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНИЙ УДАРНИК (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным машинам ударного действия. Цель изобретения — повышение ударного уси- лия. Электромагнитный ударник содержит катушку прямого хода 1 и катушку обратного хода 2, размещенные в ферромагнитном корпусе 3, при этом катушка обратного хода выполнена меньшей мощности, чем катушка прямого кода.

Якорь ударника состоит из двух частей: передней, выполненной иэ электронроводного материала, и задней,,выполненной из ферромагнитного материала. Ударное усилие определяется суммой двух составляющих: выталкивающего усилия, действующего на переднюю электропроводную часть якоря, и втяс0 гивающего усилия, действующего на ферромагнитную часть якоря. 1 ил.

С:

1247998

5 !

С

t5

30

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным машинам ударного действия, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, судостроения, в судоремонте для сборки и разборки преимущественно труднодоступных, крупногабаритных, высокопрочных неподвижных соединений.

Целью изобретения является повьппение ударного усилия, На чертеже изображен электромагнитный ударник, общий вид.

Электромагнитный ударник содержит электромагнитную силовую катушку 1 прямого хода из медного теплостойкого провода и .маломощную катушку 2 обратного хода, расположенные в корпусе 3 из ферромагнитного материала.

Катушки установлены на общей цилиндрической .оправке 4, изготовленной из немагнитного материала и закрепленной неподвижно в кронштейнах 5. Внутри оправки с возможностью возвратно-по-:, ступательного перемещения размещен рабочий орган — составной якорь, содержащий переднюю часть 6 из немагнитного материала с высокой электропроводностью и малой магнитной проницаемостью и заднюю рабочую ферро1магнитную часть 7.,На торце передней части бойка установлен сменный нако. нечник 8 из высокопрочного твердого материала. Материал передней-части

6, кроме высокой электропроводности, обладает высокой прочностью (например, алюминиевый сплав ВЛ 95). В задней части ударника установлена опора с демпфирующей подушкой 9. Между катушками 1 и 2 расположена распорная втулка 10 из немагнитного материала.

Ударник имеет установочную плиту 11, В исходном положении задний торец передней части бойка расположен посредине катушки прямого хода. Длина передней части бойка составляет 0,7 длины катушки прямого хода. Расстояние между серединами катушек прямого и обратного ходов равно рабочему ходу бойка. .Электромагнитный ударник работает следующим образом.

В исходном положении составной боек расположен так, что задний торец его передней немагнитной части совпадает с серединой катушки прямого хода, а середина рабочей части из ферромагнитного материала - с середи ной катушки обратного хода. После включения катушки прямого хода, питающейся пульсирующим выпрямленным током, вокруг нее создается электромагнитное поле. Возникающий магнитный поток индуктирует в передней части бойка из немагнитного материала с высокой электропроводностью и малой магнитной проницаемостью электродвижущую силу, а вихревые токи создают в этой части встречный магнитный поток. Взаимодействие двух встречных потоков в момент нарастания тока в катушке прямого-хода при ее включении вызывает движущую индукционнодинамическую силу, выталкивающую переднюю часть бойка из полости катушки -по направлению его рабочего хода. Эта сила сообщит массе равномерно ускоренно движущегося бойка начальную скорость v,. Расположение заднего торца немагнитной передней части бойка в момент включения катушки прямого хода по ее середине практически исключает встречную составляющую индукционно-динамического усилия выталкивания, направленную в сторону, противоположную рабочему ходу бойка. При этом индукционнодинамическая сила, выталкивающая немагнитную часть бойка из полости катушки прямого хода, максимальна.

Одновременно электромагнитное поле катушки взаимодействует с рабочей задней частью бойка, изготовленной иэ ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью, например из листовой электротехнической стали (при небольших усилиях удара бойка) или из прочной конструкционной кованой стали (при значительиых нагрузках на боек). Поле катушки . прямого хода втягивает в себя рабочую часть бойка. Возникающая при этом электромагнитная составляющая втягивания ферромагнитной части бойка сообщает движущейся массе бойка (с начальной скоростью выталкивания передней немагнитной части v ) скорость втягивания v . При этом в благодаря выполнению рабочей части бойка из материала с высокой магнитной проницаемостью потери от вихревых токов в этой части незначительны (до 15 ).

В момент удара бойка по объекту

его конечная скорость является суммой двух конечных скоростей выталки- . вания его немагнитной части из поло1247998

Как показали испытания ударника, выполнение бойка составным в виде передней части из немагнитного электропроводного материала, составляющего по длине 0,7 длины катушки прямого хода, при расположении заднего торца передней части посредине катушки удара повьппает силу удара бойка по сравнению с известными молотами, имеющими сплошной боек из ферромагнитного материала, в l,8-2,0 раза. При этом скорость движения бойка в момент его удара по объекту примерно на 40 больше, чем сплошного бойка (при прочих равных условиях}.

Увеличение длины передней части .свыше 0,7 длины катушки удара уменьш рт силу. Причем с увеличением длины передней части бойка сверх 0,7 снижение силы удара более заметно. . Величину рабочего хода бойка можно изменять путем замены распорной втупки 10 соответствующей длины и продоль. ного перемещения катушки возврата.

При этом необходимо выполнить условие. чтобы расстояние между серединами катушек прямого и обратного ходов было равно (йли несколько больше) максимальному рабочему ходу бойка.

Такая регулировка расположения частей бойка обеспечивает нанесение ударов с максимальным усилием при необходимости увеличить рабочий ход бойка прй удаленных объектах и значительной длине сопрягаемых деталей, сти катушки удара и втягивания ферромагнитной части.

В связи с тем, что кинетическая энергия равномерно ускоренно движущейся массы бойка в каждый момент времени прямо пропорциональна квадрату скорости, увеличение последней вызывает значительное повышение ударного импульса и полезной энергии удара бойка. 10

Длина передней части .бойка выбрана равной 0,7 длины катушки прямого хода, так как при большей длине масса этой части будет удаляться от электромагнитного поля катушки и вза-15 имодействие с полем будет ослабевать.

Удаленная часть массы практически станет балластной, так как полезная сила выталкивания в ней действовать не будет. 20

После нанесения удара катушки прямого хода отключается и включается маломощная катушка обратного хода, которая втягивает боек в исходное положение до совпадения середины фер-25 ромагнитной части бойка с серединой катушки прямого хода (й одновременного контакта заднего торца бойка с демпфирующей подушкой 9).

Путь бойка, равный расстоянию между серединами катушек прямого и обратного ходов, является участком разгона, после чего начинается участок электромагнитного торможения.

Для исключения перемещения бойка на участке торможения необходимо, чтобы максимальная величина рабочего хода бойка равнялась (или была меньше) длине участка его разгона. Благодаря этому окончание рабочего хода бойка 40 и его удар по объекту будут соответствовать максимальной скорости.

Указанные соотношения размеров составного бойка и его расположение относительно катушки удара обеспечи- 45 вают повышение полезной энергии удара благодаря повьппению усилия удара, равного сумме двух составляющих: индукционно-динамической выталкивания и электромагнитной втягивания (за счет расположения немагнитной части бойка впереди, а ферромагнитной— сзади), устранению участка торможения бойка (эа счет того, что расстояние между серединами катушек прямого и обратного ходов, равное участку разгона, больше максимального рабочего хода бойка) и направлению индукционно-динамической составляющей удара в сторону рабочего хода (за счет расположения заднего торца немагнитной части бойка посредине катушки прямого хода).

Пример. Основные размеры ударника: длина каждой катушки 300 мм; диаметр бойка 80 мм; длина его передней части из немагнитного материала — высокопрочного электропроводного алюминиевого материала (парамагнетика) ВЛ 95-210 мм; длина рабочей задней части из ферромагнитного материала — стали 56-1210 мм. В исходном положении задний торец передней части бойка располагается посредине катуш-. ки удара. Сечение провода марки ПСДК, из которого намотана катушка прямого хода, 60 мм, сечение. провода катушх ки обратного хода 12 мм . Максимальная величина рабочего хода бойка

500 мм.

Составитель С. Венгржановская

Редактор А. Лежнина Техред Г,Гербер Корректор О. Луговая

Заказ 4137/55

Тираж 631, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1247998 ь подлежащих сборке или разборке на вающий катушки прямого и обратного .предлагаемом устройстве, ходов и ферромагнитный якорь, о тКатушка обратного хода в предла- л и ч а ю шийся тем, что, с гаемом устройстве выполнена маломощ- .целью повышения ударного усилия, фер-. ной по сравнению с катушкой прямого S ромагнитный якорь снабжен цилиндричесхода, что снижает потребляемую мощ- ким Участком из немагнитного электро- ность по сравнению с ударником-про- проводного материала, размещенным на тотипом, у которого все работающие по- передней части бойка, длина участка переменно катушки потребляют одинако- якоря из электропроводного материала вую мощность. Наличие в предлагаемом )о в осевом направлении равна 0,7 длины устройстве двух катушек, одна из ко- катушки прямого хода, при этом плосторых маломощная, обеспечивает зна- кость раздела между ферромагнитным и чительную энергию удара при уменьше- электропроводным участками якоря совнии- габаритов устройства по сравне- падает с поперечной осью симметрии нию с многосекторным ударником-про- 1 катушки прямого хода, а расстояние тотипом и упрощении конструкции, между поперечными осями симметрии

C o p M у л а и з о б р е т е н и я катушек равно максимальному рабочему

Электромагнитный ударник, содер- ходу жащий ферромагнитный корпус, охваты