Линейный электропривод

 

Изобретение откосится к электротехнике , к приводам линейных перемещений , и может быть использовано в различном технологическом оборудовании , а также в качестве механизма подачи пруткового материала. Цель состоит в повышении надежности путем исключения перемещения штока при обесточенном электроприводе под 4 2« . 79 21 77 f7 действием внешнего усилия. Устройство выполнено в виде 2 симметричных частей, объединенных общим корпусом .1 электромагнитов, при этом каждая из частей содержит катушки вибраторов 2 или 3, подпружиненные якоря 4 или 5, соединенные с корпусами муфт 6 или 7. Каждая муфта содержит группу ведущих шариков 10 или 11 и группу стопорящих шариков 17 или 18, взаимодействующих каждая со своей конической поверхностью и штоком. Ведущие шарики 10 и 11 индивидуально взз имодействуют с управляющими электромагнитами . Катушки вибраторов 2 и 3 одной части соединены электрически последовательно с катушками управляющих электромагнитов другой части и запитаны от одного источника. 1 а.п. ф-лы, 3 ил. С SS ii сл «ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVEiilHH

„„Я0„„34571 59 4 Н 02 К 41/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Иа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4227645/24-07 (22) 13.04.87 (46) 07.02.89. Вюл. N - 5 (72) В.А.Кожин (53) 621.313.282 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 243026, кл. Н 02 К 33/02, 1967.

Авторское свидетельство СССР

У 1047358, кл. Н 02 К 41/03, 1981. (54) ЛИНЕЙНЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, к приводам линейных перемещений, и может быть использовано в различном технологическом оборудовании, а также в качестве механизма подачи пруткового материала. Цель состоит в повышении надежности путем исключения перемещения штока при обесточенном электроприводе под в действием внешнего усилия. Устройство выполнено в виде 2 симметричных частей, объединенных общим корпусом

1 электромагнитов, при этом каждая из частей содержит катушки вибраторов 2 или 3, подпружиненные якоря 4 или 5, соединенные с корпусами муфт

6 или 7. Каждая муфта содержит группу ведущих шариков 10 или 11 и группу стопорящих шариков 17 или 18, вза« имодействующих каждая со своей кони ческой поверхностью и штоком. Ведущие шарики 10 и 1 1 индивидуально вза. имодействуют с управляющими электромагнитами. Катушки вибраторов 2 и 3 одной части соединены электрически последовательно с катушками управляющих электромагнитов другой части и запитаны от одного источника. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1457106

Изобретение относится к электротехнике, а именно к линейному электроприводу, и может быть использовано в качестве привода технологического оборудования, а также для подачи пруткового материала.

Цель изобретения — повышение надежности путем исключения перемещения штока при обесточенном электроприводе под действием внешних усилий.

На фиг, 1 изображен линейный электропривод, продольный разрез; на фиг. 2 — эпюры работы электропривода без фазосдвигающих конденсаторов; на фиг. 3 - то же, с фазосдвигающими конденсаторами.

Линейный электропривод содержит корпус 1 объединенных вибраторов, служащий общим основанием двигателя и магнитопроводом обоих вибраторов, катушку 2 вибратора правого направления, катушку 3 вибратора левого направления, якорь 4 вибратора пра25 вого направления, якорь 5 вибратора левого направления, корпус 6 муфты правого направления, корпус 7 муфты левого направления, пружины 8 и 9 вибраторов, ведущие шарики 10 муфты правого направления, ведущие шарики 11 муфты левого направления, управляющие электромагниты муфт правого и левого направлений, состоящие из магнитопровода 12, катушки 13 и 35 пружины 14, конические поверхности

15 корпуса 6 кинематически взаимодействующие с шариками 10, конические поверхности 16 корпуса 7, взаимодействующие с шариками 11, стопор- 40 ные механизмы муфт правого и левого направлений, состоящие из стопорящих шариков 17 и 18, пружин 19 и 20, конических поверхностей 21 и 22, взаимодействующих с шариками 17 или 18. 45

Внутренняя часть корпуса 1 вибратора имеет торцовые поверхности 23, взаимодействующие со стопорящими шариками 17 и 18, а в отключенном состоянии отстоящие от них на расстоянии Ь . На торцах корпусов 6 и 7 муфт закреплены нажимные подпружиненные втулки 24,торцы 25 которых кинематически взаимодействуют с ведущими шариками 10 и 11. Центральное 55 отверстие корпуса 1 покрыто, например, фторопластовой пленкой 26 с липким односторонним слоем и через него проходит шток 27, являющийся движителем и передающий рабочее усилие.

Схема управления двигателем содержит автотрансформатор 28, ключ 29 выбора направления движения, подстроечный резистор 30 в цепи вибратора правого направления, подстроечный резистор 31 в цепи вибратора ле-. вого направления, фазосдвигающие конденсаторы 32.

Электропривод работает следующим образом, Посольку двигатель состоит из двух симметричных частей и все элементы этих частей работают аналогично, рассмотрим работу двигателя при движении штока 27 вправо. Пока двигатель не подключен к источнику питания, все шарики, задвигаемые своими пружинами в конусы, образованные коническими поверхностями и наружной поверхностью штока 27, заклинивают шток.

При переводе из нейтрали влево ключ

29 подключает к автотрансформатору

28 катушку 2 и включенные с ней последовательно управляющие электромагниты ведущих шариков 11. Переменный магнитный поток катушки 2, замыкаясь через магнитопровод корпуса 1 и якорь 4, создает пульсирующую электромагнитную силу Fgy, (фиг.2), приложенную к якорю 4. Одновременно переменный магнитный поток, наводимый катушкой 13 в магнитопроводе 12, создает пульсирующую электромагнитную силу Е „,, приложенную к шарику 11, Электромагнитным силам Г „, и

F» противодействуют усилия пружин

8 F и 14 F . Когда эти усилия сравниваются, начинается движение шариков 11 и якоря 4, а вместе с ним корпуса 6 муфты (моменты t, и фиг. I) Шарики 11 расклинивают шток 27 и подготавливают его к перемещению, в месте с тем шарики 10 оставляют его заклиненным с корпусом

6 муфты, следовательно, шток 27 пере-. мещается вместе с корпусом 6 муфты.

С началом движения корпуса 6 муфты совместно со штоком 27 после преодоления зазора и = 0,3 мм шарики

17 вступают в контакт с торцовой плоскостью 23, расклинивая стопорящий механизм левого направления.

Когда якорь 4 полностью притянется, шток 27 захватывается стопорящим механизмом правого направления, а именно шариками 18, 1457106

Достигнув максимума, электромагнитные силы F „,,и F „, начинают убывать. Когда они сравниваются с силами F „ и Р„, шарики 11 и корпус 6 муфты совместно с якорем 4 под действием пружин 8 и 14 возвращаются назад (моменты времени t и-t4, фиг. 2). Очередность моментов t u t не имеет значения, так как шток 27 1р стоит на месте, заклиненный шариками 18. При этом стопорный механизм левого направления, расклиненный торцовой плоскостью 23 корпуса 1, дает возможность корпусу 6 муфты 15 вернуться назад. Корпус 6 может воз,вращаться назад до тех пор, пока плоскость 23 не выйдет из контакта с шариками 17. С этого момента корпус 6 и шток 27 заклиниваются шари- 2р ками 17, и движение корпуса 6 прекращается. Этого не происходит, если новое нарастание электромагнитной силы F осуществляется быстрее, чем шарик 17 успеет заклинить кор- 25 пус 6 и шток 27.

В следующий полупериод нарастание электромагнитных сил приводит к повторению описанного вьппе и перемещению штока 27 еще на один шаг. Таким образом, скорость перемещения штока

27 определяется частотой и амплитудой колебаний корпуса 6 муфты.

При питании от обычной сети частота колебаний корпуса муфты составляет 100 Гц, а при использовании диодов в цепи питания катушек вибраторов 50 Гц, что хорошо согласуется с собственной частотой колебания муфт.

Амплитуда колебаний корпуса муфты 4р определяется инерционностью подвижных частей, характеристикой пружин вибраторов и необходимым запасом по мощности. Возможность индивидуального взаимодействия управляющих элек- 45 тромагнитов с ведущими шариками 10 и 11 позволяет получить электромагнитные системы управляющих электромагнитов минимальных размеров, а корпуса муфт изготовить из алюминия, сведя к минимуму инерционность подвижных деталей.

Условием работоспособности двигателя является опережение момента начала движения в данном случае ведущих шариков 11 под действием электромагнитных сил, т.е. момента по отношению к моменту начала движения корпуса 6 муфты, т.е.моменту tz (фиг.2). Это условие можно обеспечить соответствующим подбором жесткостей пружин 14 и 8 или их регулировкой. Но в любом случае реализация этого способа сложнее, чем использование фазосдвигающих конденсаторов.

Включение конденсаторов 32 параллельно катушкам 2 и 3 вибраторов обеспечивает сдвиг фаз токов 1, и в катушках вибраторов и управляющих электромагнитов. Это вызывает сдвиг фаз электромагнитных сил F « и

F „, что заметно раздвигает моменты

t< и tz (фиг.З), обеспечивая надежное срабатывание двигателя.

При перемещении штока 27 в обратном направлении необходимо установить ключ 29 в другое положение. При этом симметричные элементы двигателя работают так же, как при движении в правую сторону. За счет подстроечньп. резисторов 30 и 31 можно нас .роить различную скорость прямого и обратного хода.

На фиг. 2 и 3 в координатах дан график перемещения подвижных час. тей двигателя, т.е, ведущих шариков и корпусов муфт.

Для ручного перемещения штока 27 нужно нажать с двух сторон на нажимные втулки 24, при этом торцовые плоскости 23 и 25 расклинивают шарики 10, 11, 17 и 18 и освобождают шток 27. После этого шток 27 можно свободно перемещать.

Таким образом, изобретение позволяет использовать для работы двигателя один источник питания, что существенно упрощает схему управления двигателем, уменьшить массу меди и стали в управляющих электромагнитахи, следовательно, уменьшить потери на нагрев, обеспечить фиксацию штока в обоих направлениях в любое время, простым переключением ключа изменить направление движения и одновременно получить нужную скорость обратного хода.

Формула изобретения

1. Линейный электропривод, содержащий неподвижный магнитопровод с электромагнитами, шток, проходящий через полость магнитопровода, два подпружиненных якоря, подвижно размещенные на штоке по обеим сторонам магнитопровода и выполненные с по1457106

Составитель В.Наровлянский

Редактор В.Петраш Техред N.Xîäàíè÷ Корректор С.Шекмар

Заказ 7488/55 Тираж 645. Подписное

ВНИИПИ ;о ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

L.ð,. ëâ äñ; åííî-nortvrpa@ ecrcoe предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лостями с коническими ограничивающими. поверхностями, охватывающими шток, в которых размещены ведущие шарики, а также подпружиненные стопорящие шарики, размещенные во встречно направленных конических полостях, отличающийся тем, что., с целью повышения надежности путем исключения перемещения штока при 10 обесточенном электроприводе под действием внешних усилий, он снабжен управляющими электромагнитами, расположенными в конической полости для

15 ведущих шариков и взаимодействующими, с последними, выполненными из ферромагнитного материала, а стопорящие шарики упираются в торцовые поверхности магнитопровода, причем катушки электромагнитов соединены последовательно с катушками управляющих электромагнитов.

2. Электропривод по п.1, о т л и - ч а ю шийся тем, что параллельно катушкам рабочих электромагнитов включены фазосдвигающие конденсаторы, 1