Электродвигатель возвратно-поступательного движения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах ударного действия. Цель изобретения - повышение КПД. Устройство выполнено в виде цилиндрического магнитопровода с торцовыми и средним полюсом, катушками прямого 1 и обратного 2 хода. Якорь 3 с продольным отверстием расположен в полости магнитопровода. На заднем конце якоря выполнена конусная проточка, в которой размещен конусный захват 8, движение которгого ограничено упором 10. В отверстии якоря размещены трубчатая втулка 6 с упором 7 и боек 11 с упором 12. В переднем торце устройства размещена пружина-фиксатор бойка, в заднем амортизатор. Повышение КПД достигается за счет обеспечения свободного хода бойка 11 до удара по хвостовику держателя, инструмента .13 при освобождении конусного захвата 8 после разгона бойка 11 якорем 3 до рабочей скорости . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 H 02 К 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПГИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° le

МФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775581/07 (22) 29 12.89 (46) 23.03.92. Бюл. hL 11 (71) Усть- Каменогорский строительно-дорожный институт (72) К. М. Дусалиев (53) 62 1.313;283(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1601708, кл. Н 02 K 33/12, 1988.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1424103, кл. Н 02 К 33/12, 1986, (54). ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах ударного действия. Цель изобретения — повышение КПД. Устройство выполнено в виИзобретение относится к электромашиностроению, строительному и горному машиностроению. в частности к линейным . двигателям и устройствам ударного действия (молоткам, бурильным машинам).

Известен электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий. электромагнит с поршнем-якорем, поршневая часть которого размещена в цилиндре. При рабочем ходе поршня происходит сжатие воздуха в передней камере цилиндра, и обратный ход совершается эа . счет. давления сжатого воздуха в этой камере. Поэтому при работе возникают потери энергии, связанные с сжатием газа в передней камере цилиндра. Это снижает КПД двигателя.

5U 1721740 А1 де цилиндрического магнитопровода с торцовыми и средним полюсом, катушками прямого 1 и обратного 2 хода. Якорь 3 с продольным отверстием расположен в полости магнитопровода. На заднем конце якоря выполнена конусная проточка, в которой размещен конусный захват 8, движение которгого ограничено упором 10. В отверстии якоря размещены трубчатая втулка 6 с упором 7 и боек 11 с упором 12. В переднем торце устройства размещена пружина-фиксатор бойка. в заднем амортизатор. Повышение КПД достигается за счет обеспечения свободного хода бойка 11 до удара по хвостовику держателя. инструмента 13 при освобождении конусного захвата 8 после разгона бойка 11 якорем 3 до рабочей скорости. 2 ил, ° юввЪ

Известен также электромагнитный дви- . 4 гатель возвратно-поступательного движения, содержащий цилиндрический магнитопровод с полюсами. катушки прямо- Д го и обратного хода, подвижную направля- Д. ющую трубу и ферромагнитную подвижную направляющую с торцовыми фланцами-ограничителями, в полости которой расположен якорь.

Якорь выполняет одновременно функцию элемента магнитопровода и бойка, поэтому он изготовлен из магнитотвердого материала. При работе двигателя происходят потери энергии, что приводит к снижению КПД.

Известен наиболее близкий к предлагаемому электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий статор, 1721740 выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с полюсами,в котором размещена катушка прямого хода, якорь, расположенный в полости магнитопровода, боек и втулку с ограничителями хода, амортизатор и 5 хвостовик держателя рабочего инструмента.

При работе обратный ход бойка и якоря совершается за счет упругой силы амортизатора. При прямом ходе часть энергии затра- 10 чивается на сжатие пружины амортизатора, что приводит к снижению КПД устройства.

Целью изобретения является повышение КПД электродвигателя.

Указанная цель достигается тем, что иэ- 15 вестный электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий статор, выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с полюсами, в котором размещена катушка прямого хода, якорь, 20 расположенный в полости магнитопровода, боек с ограничителем хода, выполненным в виде кольцевого выступа, втулку с orðàíè÷èтелем хода, расположенную между якорем и бойком, амортизатор и хвостовик иистру- 25 мента, снабжен катушкой обратного хода, захватом, упором для захвата, плоской пружиной-фиксатором бойка. Причем магнитопровод .выполнен с дополнительным полюсом, размещенным в его средней час- 30 ти. Катушка прямого хода размещенамежду передним и средним, а катушка обратного хода между задним и средним полюсами. В якоре выполнено продольное отверстие с коиусиой расточкой на заднем конце, вт ул- 35 ка расположена в продольном отверстии якоря и выполнена в виде кольцевой трубки, немзгнитной, с кольцевым упором в передней части. Боек расположен в отверстии втулки, пружина-фиксатор закреплена на 40 переднем. а амортизатор на заднем торце статора. Захват выполнен из немагнитного материала в виде конуса с осевым отверстием, равным по диаметру внешнему диаметру бойка, углом коиусности, равным углу 45 расточки заднего конца якоря, снабжен пружинящими надсечками и установлен на бойке между якорем и упором для захвата, закрепленным на заднем конце якоря, Длина втулки от заднего конца до упора втулки 50 . меньше длины якоря не менее чем на величину осевой длины захвата, а длина бойка от заднего конца до упора бойка превышает расстояние от амортизатора до переднего торца упора втулки. 55

На фиг. 1 изображен предлагаемый электродвигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез А-А, Электродвигатель возвратно-поступательного движения содержит соленоидные электромагниты прямого 1 и обратного 2 хода с катушками, цилиндрическими магнитопроводзми и полюсами. а также якорь 3, в котором выполнено продольное отверстие

4 с конусной расточкой 5 на заднем торце.

Втулка 6 в виде кольцевой трубки (немагнитной) с упором 7 в передней части свободно расположена в продольном отверстии 4 якоря. В конусной расточке 5 якоря 3 размещен захват 8 в виде конуса с осевым отверстием, Захват 8, выполненный из немагнитного материала, снабжен пружинящими надсечками 9. С заднего торца якоря 3 закреплены упоры 10, ограничивающие возможное продольное перемещение захвата 8. В полости втулки 6 размещен с возможностью движения боек 11, нз котором в передней части его выполнен упор 12. В передней части двигателя установлен инструмент 13. а в задней части — амортизатор, включающий корпус 14 и подпружиненный поршень 15.

В держателе инструмента 13 расположена плоская пружина-фиксатор 16.

Двигатель работает следующим образом.

Питание обмоток катушек электромагнитов осуществляется короткими импульсами тока. Пусть якорь 3, боек 11, втулка 6 и захват 8 находятся в крайних положениях, показанных на фиг. 1, При подаче импульса тока на обмотку катушки электромагнита 1 пор действием возникающей электромагнитной силы якорь 3 начинает перемещаться вправо (по фиг. 1) и перемещает вправо посредством упора 12 боек 11, который посредством этого же упора отжимает плоскую пружину-фиксатор 16, обеспечивающую фиксацию бойка 11 в крайнем заднем положении. При этом движении якоря 3 захват 8 за счет возникающей силы инерции прижимается к упорам 10; и поэтому не происходит зажима захватом 8 бойка 11. Якорь 3, двигаясь ускоренно вправо, сообщает достаточный запас кинетической энергии бойку 11. Выбрав короткий рабочий воздушный зазор относительно хода бойка 11, якорь 3 . занимает положение магнитного равновесия. При этом упор 7 втулки 6 опирается о держатель инструмента 13, а задний торец этой втулки — о торец захвата 8, поэтому захват 8 не заклинивается в конусной расточке 5 якоря 3. а значит. не зажимает (не заклинивает) боек 11, который, ускоренно перемещаясь вправо за счет сообщенного запаса кинетической энергии, совершает рабочий ход. Рабочий ход бойка 11 закзнчивается ударом по инструменту 13.

В момент удара бойка 11 о инструмент

13 подается импульс тока на обмотку катушки электромагнита 2 обратного хода. Под

1721740

30

40

50

55 действием электромагнитной силы якорь 3 начинает перемещаться влево (по фиг. 1).

При этом, поскольку захват 8 и втулка 6 выполнены иэ немагнитного материала. втулка 6 и захват 8 в начальный момент движения якоря 3 остаются в покое, При дальнейшем движении влево якоря 3 задний конец втулки 6 не касается торца за хвата 8, и поэтому за счет возникающей силы инерции захват 8 заклинивается в. конусной расточке 5 якоря 3. Так как на суживающейся части захвата 8 выполнены пружинящие надсечки 9, то при заклинивании захвата 8 он одновременно эаклинивает боек 11. Теперь якорь 3, двигаясь влево, также перемещает влево. боек 11. Совместное движение влево бойка 11 и якоря 3 продолжается до момента. пока последний не займет положение магнитного равновесия в электромагните 2. Боек 11 к этому моменту имеет определенный запас кинетической энергии, поэтому он расклинивает захват & и продолжает перемещаться влево. При этом боек 11 упором 12 касается упора 7 втулки 6 и,. двигаясь влево, перемещает . втулку 6 влево. Продольное перемещение влево захвата 8 ограничено упорами 10. В конце холостого хода боек 11 затормаживается подпружиненным поршнем 15 амортизатора. При.этом захват 8 кинематически связан с втулкой 6, а втулка 6 и боек 11 кинематически связаны посредством упоров.7 и 12, также боек 11 посредством упора

l2 зафиксирован (кинематически связан) плоской пружиной-фиксатором 16

В конце обратного хода бойка 11 подается импульс тока на обмотку электромагнита 1 прямого хода..Якорь 3 под действием электромагнитной силы начинает перемещаться вправо(фиг. 1) и перемещает вправо втулку 6 и боек 11, а захват 8 упирается при этом движении якоря 3 в упоры 10, Так начинается новый цикл работы двигателя.

Таким образом. в предлагаемом двигателе благодаря снабжению захватом, упорами, выполнению отверстия и конусной расточки в якоре, размещению электромагнита обратного хода соосно с электромагнитом прямого хода. захвата в конусной расточке, втулки и бойка в отверстии якоря; выполнению упоров,на бойке и втулке и пружинящих надсечек; кинематической связи бойка с плоской пружиной-фиксатором

16 повышается эффективность передачи ударной энергии бойка путем резкого снижения сопротивления движения бойка и снижаются потери энергии, что повышает его КПД.

Использование изобретения на практике позволяет сэкономить электроэнергию в

1 — 1 5 раза за счет меньшего хода якоря относительно хода бойка; повысить производительность в 1-1,3 раза за счет увеличения ударной энергии бойка, Формула изобретения

Электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий статор, выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с полюсами, в котором размещена катушка прямого хода, якорь, расположенный в полости магнитопровода. боек с ограничителем хода, выполненным в виде кольцевого выступа, втулку с ограничителем хода, расположенную между якорем и бойком, амортизатор и хвостовик держателя рабочего инструмента. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен катушкой обратного хода, захватом, упором для.захвата, плоской пружинойфиксатором бойка, причем магнитопровор выполнен с дополнительным полюсом, размещенным в его средней части, катушка прямого хода размещена между передним и средним, а катушка обратного хода между задним и средним полюсами, в якоре выполнено продольное отверстие с конусной расточкой wa заднем конце, втулка расположена в продольном отверстии якоря и выполнена в виде кольцевой .трубки, немагнитной, с кольцевым упором в передней части, боек расположен в отверстии втулки, пружина-фиксатор закреплена на переднем. а амортизатор на заднем торце статора, захват выполнен из немагнитного материала в виде конуса с осевым отверстием, равным по диаметру внешнему диаметру бойка, углом конусности равным углу расточки заднего конца якоря, снабжен пружинящими надсечками и устайовлен на бойке между якорем и упОром для захвата, закрепленным на заднем конце якоря, причем длина втулки от заднего конца до упора втулки меньше длины якоря не менее чем на величину осевой длины захвата, а длина бойка от заднего конца до упора бойка превышает расстояние от амортизатора до переднего торца упора втулки.

1721740 ю у з àg гд

Фиг/

А-А

У

4c/8. 8

Составитель КДусалиев

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор О.Стенина

Заказ 960 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитете по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101