Регулируемая муфта-тормоз

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для передачи, распределения, регулирования и торможения вращательного движения. Регулируемая муфта-тормоз содержит корпус, заполненный ферромагнитной жидкостью, размещенные в корпусе ведущую и ведомые полумуфты, индукторы магнитного поля. При вращении ведущая полумуфта увлекает за собой ведомые полумуфты посредством ферромагнитной жидкости. Чем больше напряженность магнитного поля, создаваемого полюсами индукторов, тем больше сила сцепления между полумуфтами. Техническим результатом является повышение функциональной возможности муфты-тормоза. 7 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для передачи, регулирования, распределения и торможения вращательного движения.

Известна муфта сцепления (SU 1497410, кл. F 16 D 35/00, 1986), содержащая ведущую и ведомую полумуфты, взаимодействующие своими рабочими поверхностями через жидкость, при этом каждая из полумуфт выполнена в виде тела вращения с плоским торцом и цилиндрической боковой поверхностью, на рабочих поверхностях ведущей и ведомой полумуфт выполнены лиофобные и лиофильные участки, чередующиеся между собой.

Недостатком аналога являются низкие функциональные возможности.

Также известна электромагнитная порошковая муфта (SU 1672030 A1, кл. F 16 D 37/02, опубл. 23.08.91), содержащая ведущую и ведомую полумуфты, размещенный на ведущей полумуфте индуктор неоднородного магнитного поля с расположенным по оси выступом, имеющим уменьшающееся в направлении к ведомой полумуфте поперечное сечение, и ферромагнитный наполнитель, расположенный в зазоре между полумуфтами, ферромагнитный наполнитель выполнен в виде коллоидной магнитной жидкости и грубодисперсных немагнитных частиц, имеющих удельный вес больший, чем у коллоидной магнитной жидкости, при этом ось муфты расположена вертикально. Эта электромагнитная порошковая муфта выбрана в качестве прототипа.

Недостатком прототипа являются низкие функциональные возможности.

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции муфты. Это достигается тем, что в регулируемой муфте-тормозе (далее муфта), содержащей корпус, заполненный ферромагнитной жидкостью, размещенные в корпусе ведущую и ведомую полумуфты, индуктор магнитного поля, содержатся дополнительные индукторы магнитного поля, полумуфты расположены параллельно друг другу, внутренние стенки корпуса имеют выступы, полюса индукторов расположены с возможностью создания магнитных полей перпендикулярно осям вращения полумуфт как между полумуфтами, так и между полумуфтами и выступами на стенках корпуса. С целью расширения функциональных возможностей, а именно отбора энергии у нескольких источников вращательного движения и распределения ее между несколькими потребителями, муфта снабжена дополнительными ведущими или ведомыми полумуфтами. Во избежание потери сцепления между полумуфтами при аварийном отключении индукторов муфта содержит постоянные магниты, поля которых параллельны магнитным полям индукторов. Для снижения потерь на создание магнитного поля, противодействующего полю постоянных магнитов, постоянные магниты размещены с возможностью удаления. Для охлаждения, замены и изменения состава ферромагнитной жидкости корпус муфты гидравлически связан с резервуаром с ферромагнитной жидкостью, при этом циркуляция ферромагнитной жидкости между корпусом и резервуаром может осуществляться как свободно, так и принудительно. С целью снижения магнитных потерь из-за замыкания магнитного поля по элементам конструкции муфты эти элементы, кроме элементов индукторов, выполнены из немагнитного материала. Для расширения функциональной возможности муфты, а именно использования ее в качестве редуктора (в том числе и повышающего), различные полумуфты, входящие в ее конструкцию, имеют различные геометрические размеры.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи: фиг. 1 - общий вид муфты спереди, в разрезе; фиг. 2 - то же, вид сбоку; фиг. 3 и фиг. 4 - виды муфт, имеющих более одной ведомой полумуфты; фиг. 5 - общий вид муфты спереди, в разрезе, на внутренней поверхности корпуса которой выполнены выступы; фиг. 6 - общий вид муфты, содержащей постоянный магнит.

Муфта (фиг. 1) содержит корпус 1, заполненный ферромагнитной жидкостью 2, размещенные в корпусе ведущую 3 и ведомую 4 полумуфты на валах 5, полюса 6 индуктора, между которыми наведено магнитное поле 7.

На фиг. 2 изображена та же муфта, только вид сбоку, на которой помимо вышеперечисленных элементов можно видеть индуктор 8, содержащий сердечник 9 с полюсами 6 и катушку 10 с выводами 11.

На фиг. 3 и 4 показаны муфты с несколькими ведомыми полумуфтами 4, на фиг. 4 - также подшипники 12, в которых установлены валы 5.

Внутренняя поверхность корпуса 1 муфты (фиг. 5) имеет выступы 13.

Фиг. 6 показывает общий вид муфты, содержащей постоянный магнит 14, силовые линии 15 магнитного поля которого параллельны силовым линиям 6 магнитного поля индуктора.

Ферромагнитная жидкость на фиг. 3-5 не показана.

Принцип действия. Разработанное устройство может работать в нескольких режимах.

1. Режим муфты. При вращении ведущая полумуфта 3 (фиг. 1), боковая поверхность которой выполнена, например, в виде лопастей, увлекает за собой ведомую полумуфту 4 посредством находящейся между ними ферромагнитной жидкости 2. При этом, чем больше магнитное поле 7, создаваемое между полюсами 6 индуктора (не показан), тем больше ферромагнитных элементов, входящих в состав ферромагнитной жидкости, будет находиться в пространстве между полумуфтами, и тем сильнее будет сцепление. Следует отметить, что скорость вращения ведомой полумуфты будет зависеть от скорости вращения ведущей полумуфты, нагрузки на ведомой полумуфте и магнитного поля индуктора. Так же работают муфты на фиг. 2-6.

При аварийном отключении электроэнергии недопустимое снижение сцепления между полумуфтами будет обеспечено постоянным магнитом 14, постоянно размещенным в зоне полумуфт или вводимым в нее временно.

2. Режим тормоза. Помимо того что полумуфты могут тормозиться при помощи друг друга, как, например, при торможении автомобиля, осуществляемым двигателем, так и при помощи выступов 13 (фиг. 5), сцепление полумуфты с которыми осуществляется аналогично сцеплению между двумя полумуфтами.

Отметим, что кроме ведущего и ведомого механизмов еще одна полумуфта может быть связана с накопителем энергии (маховик или еще один приводной механизм), который накапливает энергию при торможении привода и отдает ее при разгоне.

Данная муфта обладает возможностью регулируемой связи нескольких генераторов, потребителей и накопителей механической энергии, что позволяет более эффективно использовать последнюю.

По сравнению с прототипом очевидно значительное расширение функциональных возможностей.

Формула изобретения

1. Регулируемая муфта-тормоз, содержащая корпус, заполненный ферромагнитной жидкостью, размещенные в корпусе ведущую и ведомую полумуфты, индуктор магнитного поля, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными индукторами магнитного поля, полумуфты расположены параллельно друг другу, внутренние стенки корпуса имеют выступы, полюса индукторов расположены с возможностью создания магнитных полей перпендикулярно осям вращения полумуфт как между полумуфтами, так и между полумуфтами и выступами на стенках корпуса.

2. Регулируемая муфта-тормоз по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными ведущими и ведомыми полумуфтами.

3. Регулируемая муфта-тормоз по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит постоянные магниты, поля которых параллельны магнитным полям индукторов.

4. Регулируемая муфта-тормоз по п.3, отличающаяся тем, что постоянные магниты размещены с возможностью удаления.

5. Регулируемая муфта-тормоз по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что корпус гидравлически связан с резервуаром с ферромагнитной жидкостью.

6. Регулируемая муфта-тормоз по п.5, отличающаяся тем, что циркуляция ферромагнитной жидкости между корпусом и резервуаром - принудительная.

7. Регулируемая муфта-тормоз по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что ее элементы конструкции, кроме элементов индукторов, выполнены из немагнитного материала.

8. Регулируемая муфта-тормоз по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что различные полумуфты имеют различные геометрические размеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6