Электрический отбойный молоток

 

Класс 87 b, 3„.Х 54926

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Зарегиси рировано в Бюр изобреи ений Госплана при

А. И. Москвитин.

Электрический отбойный мол

Ириоритет по и. 1 „предмета изобретения" исчисляется с 8 яивар с приоритетом заявки Л& 184025 того же лпц ), а приорит с 31 января 1937 года.

Заявлено 31 января 1937 года за ле 41

Опубликовано 31 мая 1939 года.

Предметом настоящего изобретения является электрический отбойный молоток с одной катушкой, питаемой переменным током, и с ферромагнитным сердечником - бойком, имеющим частоту ударов, вдвое меньшую, чем частота питающего тока. При этом, согласно изобретению, магнитопровод, весь или частично, с целью получения колебания бойка в обе стороны от положения равновесия, выполнен из постоянных магнитов.

Магнитная система такого молотка может быть выполнена в виде полого цилиндра, две половины которого являются постоянными магнитами и снабжены полюсными зубчатыми насадками, снабженными нормальной двухполюсной обмоткой переменного тока. В видоизмененной четырехполюсной системе постоянные магниты могут чередоваться с магнитными вставками, причем полюса в этом случае выполняются сдвинутыми попарно друг относительно друга в осевом направлении и снабжаться нормальной четырехполюсной обмоткой переменного тока.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена принципиальная конструкция предлагаемого молотка в разрезе; фиг. 2 поясняет работу этого молотка; на фиг. 3 и 4 изображен в двух проекциях второй вариант молотка, на фиг, 5 и б — третий вариант, на фиг. 7 и 8 — четвертый вариант.

В варианте по фиг. 1 молоток состоит из железного или стального бойка 1., являющегося сердечником

1 катушки 2, и из неподвижного магнитопровода 3, 4, 5 с указанной катушкой.

Любая часть магнитопровода (в том числе и боек) может быть и ри этом выполнена из постоянных магнитов, однако лучше всего выполнить из постоянных магнитов внешнюю замыкающую трубу 3. При выполнении какой-либо части магнитопровода из постоянных магнитов молоток при питании от сети переменного тока частотой в 50 герц будет работать с высоким коэфициентом мощности при 1500 ударах в минуту (без этого, т. е. когда весь магнитопровод выполнен из железа, молоток дает 3000 ударов в минуту, а при режиме 1500 ударов в минуту работает с низким

cos р).

Причину работы молотка на 1500 ударов в минуту и высокого cos p можно понять, если рассмотреть изменение потока постоянного магнита за время одного хода бойка. Предположим, что боек 1 (фиг. 2) находится в крайнем нижнем положении, т, е. верхний конец его будет на линии а, и предположим, что в этот момент переменный ток катушки создает ампервитки, совпадающие по направлению с магнито-движущей силой постоянного магнита.

Боек под действием суммы этих двух магнитодвижущих сил будет втягиваться. Пусть сила втягивания и масса бойка так рассчитаны, что к моменту, когда боек достигнет среднего положения (линии д), направление тока в катушке изменится. При этом результирующая магнитодвижущая сила будет меньше, чем у катушки и постоянного магнита порознь, и будет равна их разности, а не сумме. В идеале эта магнитодвижущая сила будет равна, примерно, нулю.

Соответственно, тормозящая сила, препятствующая вылету бойка из среднего положения, будет весьма малой (сила тяжения изменяется, примерно, пропорционально квадрату магнитодвижущей силы). Боек по инерции пролетает дальше срецнего положения до линии с буфера 6.

Пусть скорость и путь так рассчитаны, что после отражения бойка от буфера б ток в катушке снова изменится по направлению и теперь его магнитодвижущая сила будет снова складываться с магнитодвижущей силой постоянного магнита. Под действием этой суммарной магнитодвижущей силы снова начинается втягивание бойка к среднему положению, но теперь уже книзу. По достижении бойком среднего положения (линии д) направление тока в катушке снова меняется, и тормозящая сила будет весьма малой. Под действием инерции боек пролетает вниз до линии а и ударяет, о зубок, после чего цикл повторяется.

Как видим, за время хода бойка кверху и книзу ток в катушке четыре раза менял свое направление, т. е. время от этого удара до другого равно двум периодам. При частоте тока 50 периодов в секунду молоток будет давать 1500 ударов в минуту.

Высокий cos такого молотка объясняется тем, что здесь возбуждение идет от постоянного магнита, т. е. двигатель будет синхронным, а не синхронно-реактивным, как это имеет место в молотке без магнита. Расчет показывает, что зцесь возможно получить величину cos - 0,8. Благодаря этому снижается вес меди и потери в меди.

Некоторый недостаток молотка по фиг. 1 состоит в том, что здесь величина потока постоянного магнита изменяется по мере движения бойка, вследствие чего в этом магните имеют место потери на гистерезис и токи

Фуко. Второй недостаток состоит в том, что поток проходит по оси бойка. При этом бывает трудно выполнить боек из расслоенного железа. вследствие чего повышаются потери в нем.

Второго нецостатка можно избегнуть, выполнив магнитопровод так, как показано фиг. 3 и 4. Здесь 1— боек, выполненный частью из пакетов

9 железных листов (горизонтальная штриховка), частью из немагнитногo материала, 7 — полюса с выступами

8, 2 — обмотка (катушка), надетая на полюс и приключенная к цепи переменного тока, 3 — труба из постоянного магнита, разрезанная пополам по образующим и намагниченная в тангенциальном направлении. Пути замыкания магнитного потока ф представлены пунктирными линиями на фиг. 4. Как видно из этой фигуры, магнитная система такого молотка выполнена по типу обычной двухполюсной машины с выступающими полюсами, причем станина выполнена из постоянных магнитов.

Принцип действия такого молотка аналогичен принципу действия молотка по первому варианту (фиг. 1).

Также в те моменты, когда магнитодвижущая сила катушек суммируется с магнитодвижущей силой постоянных магнитов, боек 1 втягивается, стремясь занять такое положение, чтобы железные пакеты бойка пришлись против выступов полюсов. В тот момент, когда боек дошел до этого среднего положения, переменный ток катушек меняет свое направление и боек летит дальше по инерции. Число ударов и здесь 1500 в минуту при токе частотой в 50 герц.

На фиг. 5 — б изображен молоток, в котором: а) боек выполнен из расслоенного железа и б) поток постоянных магнитов не пульсирует; таким образом в этом варианте нет потерь в магнитах.

Путь замыкания потока Ф постоянного магнита виден в плане из фиг. б.

В этой конструкции поток постоянного магнита остается постоянным и только перераспределяется то в один, то в другой полюс статора, в зависимости от того, совпадают ли ампервитки оомотки данного полюса магнитодвижущей силой постоянного магнита или направлены встречно. Соответственно, железные пакеты бойка подтягиваются к тому полюсу, у которого магнитодействующая сила обмотки и постоянных магнитов суммируются. Нетрудно видеть, что такая конструкция при ходе на одно полюсное деление дает 3000 ударов в минуту, а при входе на два полюсных деления 1500 ударов в минуту.

В этом варианте можно выполнить и боек из постоянного магнита. Тогда замыкающая труба из постоянного магнита не нужна.

Конструкцию молотка можно видоизменить согласно фиг. 7 — 8. Боек 1 (на фиг. 7 и 8 не показан) здесь также составлен из чередующихся железных и немагнитных пакетов.

Четыре полюса 7 и 7" снабжены катушками 2, приключаемыми к цепи переменного тока и соединяемыми таким образом, чтобы в любой момент времени полярность полюсов чередовалась. Цифрой 3 показаны замыкающие пластины из постоянных магнитов, намагниченные в тангенциальном направлении. Цифрами 3 показаны железные замыкающие пластины. Как видно из фиг. 7, полюса имеют выступы, причем выступы у полюсов 7 сдвинуты по оси молотка относительно выступов полюсов 7 .

Очевидно, жеЛезные пакеты бойка будут поочередно притягиваться то к выступам полюсов 7, то полюсов 7", вследствие чего боек будет двигаться по оси. При ходе на один выступ молоток будет давать 3000 ударов в минуту, а при ходе на два выступа—

1500 ударов в минуту. Магнитный поток постоянных магнитов здесь не изменяется при движении бойка, а только перераспределяется то в полюса 7, то в полюса 7". Как видим, в вариантах по фиг. 5 и 7 получается молоток с поперечным прохождением потока, т. е. с легко выполнимым расслоенным бойком и без пульсаций потока постоянных магнитов, т. е. без потерь в них. Число ударов 1500 в минуту, cos -, —; соответственно высок и к. и. д.

Предмет изоб ретения.

1. Электрический отбойный молоток с одной катушкой, питаемый переменным током, и с ферромагнитным сердечником - ooHKQM, имеющим частоту ударов, вдвое меньшую, чем частота пигающего тока, отличающийся тем, что магнитопровод, весь или частично, с целью получения колебаний бойка в обе стороны от положения равновесия, выполнен из постоянных магнитов.

2. Видоизменение молотка по и. 1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена в виде полого цилиндра, две половины которого являются постоянными магнитами и снабжены полюсными зубчатыми насадками, снабженными нормальной двухполюсной обмоткой переменного тока.

3. Форма выполнения молотка по и. 2, отличающаяся тем, что постоянные магниты в системе чередуются с магнитными вставками и полюса сдвинуты попарно друг относительно друга в осевом направлении и снабжены нормальной четырехполюсной обмоткой переменного тока.

К авторскому свидетельству А. И. Москвитина

¹ 54926

ИГ фиг.b

Тип.,Печатиый Труд . Зак. 3936 — б75