Статорный магнитный редуктор-мультипликатор узякова с внутренним зацеплением

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к магнитным редукторам. Несоосный статорный магнитный редуктор-мультипликатор с внутренним зацеплением содержит два вала - быстроходный и тихоходный. На валах закреплены роторы на постоянных магнитах. Ротор быстроходного вала имеет на внешней поверхности четное число полюсов 2n. Ротор тихоходного вала имеет на внутренней поверхности также четное число полюсов, в передаточное число раз большее, чем у быстроходного ротора. Статор, выполненный из ферромагнитных элементов, установленных с зазором, расположен между полюсами быстроходного и тихоходного роторов. Магнитный поток, создаваемый всеми постоянными магнитами быстроходного ротора, замыкается с магнитным потоком, создаваемым частью постоянных магнитов тихоходного ротора, число которых равно 2n, в зоне полюса зацепления, и через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод - статор. Достигается возможность увеличения передаваемого крутящего момента. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и электротехнике, оно может быть использовано в качестве редуктора - механизма для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента, а также в качестве мультипликатора - механизма для повышения угловой скорости с понижением вращающего момента, с передаточным отношением большим, меньшим и равным единице.

Известны разнообразные магнитные редукторы, которые работают по принципу механических редукторов - непосредственного взаимодействия зубцов ведущего зубчатого колеса с зубцами ведомого колеса, но через магнитное взаимодействие. При этом сохраняются кинематические характеристики, аналогичные механическим редукторам (см. например, Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов. Справочник. Л., Машиностроение, 1980.)

Общим недостатком известных устройств является то, что величина вращающих моментов магнитных редукторов значительно меньше, чем механических. В связи с чем данные механизмы не нашли широкого практического применения.

Близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является редуктор цилиндрический одноступенчатый с внутренним зацеплением, содержащий установленный консольно быстроходный вал с быстроходным звеном - шестерней, тихоходный вал с тихоходным звеном - зубчатым колесом с внутренним зацеплением, опоры валов (подшипники) и корпус (см. например, рис. 42, Цехнович Л.И., Петриченко И.П. Атлас конструкций редукторов. - Учебное пособие для вузов. Киев: «Вища школа». 1979. - 128 с.).

К недостаткам устройства можно отнести высокую точность изготовления, отказы, связанные с механическим контактом зубьев в зоне зацепления, и необходимость смазывания.

Близким по физической сущности к предлагаемому изобретению является синхронная активная многополюсная цилиндрическая муфта с магнитом «звездочка» (см. например, Ганзбург Л.Б., Федотов А.И. Проектирование электромагнитных и магнитных механизмов. Справочник. Л., Машиностроение, 1980). Эта муфта обычно выполняется с явно выраженными полюсами обеих полумуфт. При холостом ходе муфты относительное смешение полумуфт отсутствует, существуют лишь силы их взаимного притяжения, действующие радиально. При приложении движущего момента и момента сопротивления возникает рассогласование полюсов полумуфт, изменение магнитной проводимости зазора и перераспределение магнитного потока в нем. В результате этого возникают касательные силы, стремящиеся вернуть систему в исходное взаимное положение и уменьшить угол рассогласования. Вследствие чего при вращении одной полумуфты синхронно вращается и вторая полумуфта.

Недостатком устройства является то, что оно позволяет реализовать только одно передаточное отношение, равное единице.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является конструкция с внутренним зацеплением магнитной передачи, содержащей ведомый и ведущий валы, на которых установлены, соответственно, ведомый и ведущий диски из магнитопроницаемого материала с постоянными магнитами. Постоянные магниты, по меньшей мере, одного цилиндра выполнены трапециевидной формы и установлены в трапециевидных полостях, выполненных в диске с зазором (Патент RU №2524813 от 12.02.2013).

Недостатком устройства является сложность конструкции и малое число зубцов (магнитов), находящихся во взаимодействии.

Задачей изобретения является повышение передаваемого вращающего момента магнитных редукторов с внутренним зацеплением.

Поставленная задача решается тем, что несоосный статорный магнитный редуктор-мультипликатор Узякова с внутренним зацеплением содержит установленные на подшипниках на межосевом расстоянии два вала - быстроходный и тихоходный, на которых закреплены роторы на постоянных магнитах и ферромагнитный магнитопровод - статор. Ротор быстроходного вала имеет на внешней поверхности четное число полюсов - два и более - 2n. Ротор тихоходного вала имеет на внутренней поверхности также четное число полюсов - два и более, в передаточное число раз большее, чем у быстроходного ротора. Статор, выполненный из ферромагнитных элементов, установленных с зазором, расположен между полюсами быстроходного и тихоходного роторов. Между роторами и статором имеются основные воздушные зазоры минимально возможной величины. Зазор между элементами статора как минимум в десять раз больше, чем основной воздушный зазор. Магнитный поток, создаваемый всеми постоянными магнитами быстроходного ротора, замыкается с магнитным потоком, создаваемым частью постоянных магнитов тихоходного ротора, число которых равно 2n, в зоне полюса зацепления, а также через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод - статор. Результирующий момент касательных сил в воздушных зазорах полюсов роторов и статора будет больше, чем момент, возникающий при замыкании магнитного потока в зоне полюса зацепления без статора, как в большинстве известных магнитных редукторах, благодаря чему передаваемые вращающие моменты будут больше при одинаковых габаритах.

Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлена принципиальная схема несоосного статорного магнитного редуктора-мультипликатора Узякова с внутренним зацеплением, без нагрузки (корпус, валы и опоры не показаны), а на фигуре 2 представлена принципиальная схема несоосного статорного магнитного редуктора-мультипликатора Узякова с внутренним зацеплением, под нагрузкой. Стрелками показаны направления сил притяжения магнитов тихоходного ротора к элементам статора и магнитам быстроходного ротора.

Представленная на фигурах 1 и 2 схема изобретения состоит из следующих основных элементов: быстроходного ротора 1, содержащего пять пар полюсов, тихоходного ротора 2, содержащего десять пар полюсов, и статора 3, состоящего из ферромагнитных магнитопроводов, между которыми имеется значительный зазор (заполненный немагнитным материалом не показан).

Несоосный, статорный магнитный редуктор-мультипликатор Узякова с внутренним зацеплением работает следующим образом. Без нагрузки (в условиях отсутствия момента сопротивления на ведомом роторе) быстроходный 1 и тихоходный 2 роторы занимают положение сцепления, соответствующее минимальному магнитному сопротивлению магнитной цепи. При этом силы притяжения направлены перпендикулярно поверхностям роторов. Магнитный поток, создаваемый всеми постоянными магнитами быстроходного ротора 1, замыкается с магнитным потоком, создаваемым частью постоянных магнитов тихоходного ротора 2, число которых равно 2n (на представленной схеме - 10), в зоне полюса зацепления, и через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод - статор 3.

Под нагрузкой при повороте на небольшой угол ведущего ротора (например, быстроходного 1) происходит смещение оси зон максимальной магнитной индукции в полюсе зацепления и ферромагнитных магнитопроводах статора, что приводит к появлению касательных сил магнитного взаимодействия, под действием которых ведомый ротор 2 поворачивается, стремясь занять положение сцепления. При непрерывном вращении ведущего ротора 1 вращение ведомого ротора 2 происходит с частотой в два раза меньше. Для представленной на чертежах конструкции передаточное отношение i=2. Если ведущим звеном будет тихоходный ротор, мы получаем мультипликатор с передаточным отношением i=0,5.

Максимальный момент, передаваемый несоосным статорным магнитным редуктором-мультипликатором Узякова с внутренним зацеплением, определяется конструктивными характеристиками элементов устройства и величиной магнитной индукции в зазорах.

Компьютерное моделирование в программах комплексного моделирования электромагнитного поля методом конечных элементов показало, что введение в конструкцию магнитного редуктора с внутренним зацеплением статора, состоящего из ферромагнитных магнитопроводов, между которыми имеется зазор, повышает передаваемый момент.

Несоосный статорный магнитный редуктор-мультипликатор с внутренним зацеплением, содержащий установленные на подшипниках два вала - быстроходный и тихоходный, на которых закреплены роторы на постоянных магнитах, ротор быстроходного вала имеет на внешней поверхности четное число полюсов 2n, ротор тихоходного вала имеет на внутренней поверхности также четное число полюсов, в передаточное число раз большее, чем у быстроходного ротора, отличающийся тем, что статор, выполненный из ферромагнитных элементов, установленных с зазором, расположен между полюсами быстроходного и тихоходного роторов, а магнитный поток, создаваемый всеми постоянными магнитами быстроходного ротора, замыкается с магнитным потоком, создаваемым частью постоянных магнитов тихоходного ротора, число которых равно 2n, в зоне полюса зацепления, и через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод - статор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству для преобразования пневматической энергии в энергию вращения. Технический результат – повышение экологичности преобразования энергии.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству для преобразования пневматической энергии в энергию вращения. Технический результат – повышение экологичности преобразования энергии.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к асинхронным муфтам с постоянными магнитами. Управляемая асинхронная муфта с постоянными магнитами содержит полумуфты и анизотропные постоянные магниты с чередованием полюсов по окружности.

Изобретение относится к машиностроению и электротехнике и может быть использовано в качестве редукторов и мультипликаторов в обычном исполнении, а также для передачи энергии с герметичным разделением полостей ведущего и ведомого валов.

Настоящее изобретение относится к магнитным муфтам. Технический результат - обеспечение возможности передачи крутящего момента с повышенной эффективностью.

Изобретение относится к машиностроению и электротехнике и может быть использовано в качестве редукторов и мультипликаторов. Технический результат - повышение удельных характеристик.

Изобретение относится к электротехнике и машиностроению и может быть использовано в качестве редукторов и мультипликаторов. Техническим результат - повышение удельных характеристик.

Изобретение относится к магнитным редукторным передачам и может быть использовано в различных отраслях. Магнитная передача содержит ведущие и ведомые элементы, магнитопроводы, постоянные магниты и экран.

Изобретение относится к щелевой трубе (39) и способу изготовления такой трубы. Гидравлическая машина и приводной мотор могут быть помещены в корпус, если в электромоторе между ротором и статором осуществляется разделение посредством трубчатой конструктивной части - так называемой щелевой трубы (39).

Изобретение относится к электротехнике, к высокотемпературным газоохлаждаемым реакторам. Технический результат состоит в достижении полного уплотнения, что обеспечивает управляемость и надежность работы с большим вращающим моментом, длительный и стабильный срок службы, частые пуски и остановки, и т.п.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к редукторам. Магнитный редуктор содержит расположенные соосно в корпусе быстроходный входной и тихоходный выходной валы.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к приводам. Волновой привод содержит корпус, выходной вал, волновую зубчатую передачу с гибким и жестким колесами, генератором волн, размещенным внутри гибкого колеса, через промежуточный редуктор связанным с ротором электродвигателя.

Изобретение относится к устройствам изменения скорости вращения, а более конкретно к волновым зубчатым передачам. Устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи имеет кольца и элемент генератора волн.

Изобретение предназначено для подачи шариков, воздействующих на рабочие органы исполнительных механизмов. Подаватель роторный состоит из корпуса, имеющего сквозные каналы для прохода шариков, роторного колеса, жестко закрепленного на рабочем валу и имеющего вид цилиндра с расположенными на внешней образующей продольными канавками, равно распределенными по длине окружности с шагом, обеспечивающим достаточную толщину перемычек между канавками.

Изобретение относится к авиационным двигателям, а более конкретно к одноступенчатым редукторам. Одноступенчатый понижающий редуктор для авиационного двигателя имеет коаксиальную пару кольцевых шестерен, коаксиальную пару прямозубых шестерен и несущий элемент, соединенный с входным валом редуктора.

Изобретение относится к роторным машинам. Роторная машина использует шарики, обладающие механической энергией, и преобразует их поступательное движение в крутящий момент своего рабочего вала.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к зубчатым волновым передачам. Способ изготовления волновой передачи в герметичном и негерметичном ее исполнениях заключается в том, что предварительно деформируют гибкое звено с изменением его формы.

Изобретение относится к волновым передачам. Волновая передача с двумя деформируемыми зубчатыми или фрикционными колесами включает корпус, крышку, соосные входной и выходной валы, два деформируемых зубчатых колеса, неподвижное и подвижное, каждое деформируемое гибкое зубчатое колесо снабжено по крайней мере одним генератором.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении вакуумного технологического оборудования. Способ изготовления волновой герметичной передачи предусматривает следующие операции: гибкое герметичное звено, установочный фланец, дно, входное и выходное звенья деформируют предварительно с внешней стороны; установке гибкой негерметичной оболочки в герметичную оболочку предваряют установку втулки; при сборке/разборке используют сквозные резьбовые отверстия; подшипниковые опоры устанавливают на хвостовике герметичного звена и в корпусе; в резьбовые отверстия крышки и трубы ввинчивают винты.

Изобретение относится к волновой герметичной передаче вакуумного технологического оборудования. Способ изготовления и сборки/разборки волновой герметичной передачи заключается в установке гибкого подшипника на гибкое герметичное звено недеформированным.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к асинхронным муфтам с постоянными магнитами. Управляемая асинхронная муфта с постоянными магнитами содержит полумуфты и анизотропные постоянные магниты с чередованием полюсов по окружности.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к магнитным редукторам. Несоосный статорный магнитный редуктор-мультипликатор с внутренним зацеплением содержит два вала - быстроходный и тихоходный. На валах закреплены роторы на постоянных магнитах. Ротор быстроходного вала имеет на внешней поверхности четное число полюсов 2n. Ротор тихоходного вала имеет на внутренней поверхности также четное число полюсов, в передаточное число раз большее, чем у быстроходного ротора. Статор, выполненный из ферромагнитных элементов, установленных с зазором, расположен между полюсами быстроходного и тихоходного роторов. Магнитный поток, создаваемый всеми постоянными магнитами быстроходного ротора, замыкается с магнитным потоком, создаваемым частью постоянных магнитов тихоходного ротора, число которых равно 2n, в зоне полюса зацепления, и через многоэлементный ферромагнитный магнитопровод - статор. Достигается возможность увеличения передаваемого крутящего момента. 2 ил.

Наверх