Электромагнитная пружинная муфта

 

ii) 6I7646

ЬВз Савбтйй т ойиии.тичвс вИ

Ребо1йии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.76 (21) 2384391/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень ¹ 28 (51) M. Кл е F 160

27/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений (53) УДК 621.839.8 (088.8) ткрытий (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПРУЖИННАЯ МУФТА

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства для изменения положения ведомого вала исполнительного механизма с помощью регу- 5 лирования его сцепления с ведущим валом.

Известна электромагнитная пружинная муфта, состоящая из корпуса, катушки управления, якоря, двух валов — ведущего и ведомого и цилиндрической пружины сцеп- 10 ления. В этой муфте валы установлены соосно. Пружина сцепления охватывает смежные втулки обоих валов — ведущего и ведомого, причем одного из них с зазором, другого без зазора. Витки пружины навиты 15 против направления вращения ведущего вала, а концы ее закреплены один на втулке вала, охватываемого пружиной сцепления без зазора, другой — на якоре. Якорь представляет собой полую ферромагнитную 20 втулку, охватывающую пружину сцепления и имеющую возможность перемещения в осевом направлении под действием магнитного поля катушки управления до касания с радиальным выступом втулки ведущего ва- 25 ла (1).

Однако для осуществления торможения ведомого вала муфта снабжена самостопорящейся передачей, характеризующейся низким КПД, что связано с необходимостью 30 увеличения мощности, подводимой к ведущему валу, а также требует дополнительный объем для размещения самотормозящейся передачи, влечет к появлению значительных аксиальных усилий в механизме и мертвого хода в передаче.

Известна также электромагнитная пружинная муфта, содержащая установленные в неподвижном корпусе катушку возбуждения и перемещающийся в осевом направлении якорь с цилиндрическим стаканом, охватывающим пружину сцепления, установленную на соосно расположенных концах ведущего и ведомого валов (2).

Эта муфта наиболее близка к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Торможение ведомого вала, вращающегося по инерции или от действия на него активного момента нагрузки при расцепленных валах, осуществляется с помощью фрикционного контакта части поверхности якоря муфты о неподвижные части корпуса.

Ввиду малой поверхности трения и малой нормальной составляющей усилия, вызвавшего трение, такое торможение якоря и связанного с ним ведомого вала недостаточно эффективно, так как не приводит к полной и достаточно быстрой остановке ведомого вала.

6l7 644

65 г

Цечью изобретения является снижение времени торможения ведомого вала в расцепленном положении при действии на него активной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена пруд иной торможения, сжатой в осевом направлении и имеющей направление навивки, совпадалощее с направлением навивки пружины сцепления, при этом якорь снабжен дополнительным цилиндрическим стаканом, охватывающим пружину торможения, с фрикционной торцовой поверхностью, корпус снабжен жестко с ним соединенной втулкой, охватывающей ведомый вал, и имеет торцовую стенку, взаимодействующую с фрпкционной торцовой поверхностью якоря, один конец пружины торможения связан с ведомым валом, а другой — с дополнительным цилиндрическим стаканом якоря, а сама пружина установлена относительно наружной поверхности ведомого вала без зазора, а относительно наружной поверхности втулки корпуса— с зазором.

На чертеже представлена описываемая муфта в состоянии, соответствующем расцепленным валам при заторможенном относительно корпуса выходном валу, продольный разрез.

В корпусе 1 муфты установлены соосно ведущий 2 и ведомый 3 валы с зазором между торцами их концов 4 и 5. Диаметры концов равны или незначительно превышают диаметры валов, близкие к минимальнодопустимым с точки зрения обеспечения " ребуемой прочности. Кроме того, вал 2 cF бжен фланцем 6.

Спиральная цилиндрическая пружина 7 сцепления, имеющая намотку встречно направлению вращения ведущего вала 2, охватывает конец 5 ведомого вала без зазора, а конец 4 ведущего вала — с зазором. Пружина 7 закреплена на конце 5 введением отогнутой к центру части 8 крайнего витка в кольцевую канавку 9 ведомого вала 3.

С другой стороны пружина 7 закреплена на якоре 10 введением в отверстие 11 хвостовика 12, отогнутого радиально в сторону.

Якорь 10 выполнен в виде двух полых тонкостенных цилиндрических стаканов 13 и 14 из ферромагнитного материала, разделенных фланцем 15. Стакан 13 охватывает пружину 7, фланец 15 при расцепленных валах 2 и 3 занимает положение фрикционного контакта с неподвижным корпусом 1.

Стакан 14, выполненный со сквозными окнами 16, охватывает спиральную цилиндрическую пружину 17 торможения, сжатую при установке, имеющую направление намотки согласно с направлением намотки пружины 7 сцепления.

Пружина 17 охватывает без зазора цилиндрический выступ 18 ведомого вала 3 и — с зазором втулку 19 корпуса 1. Пружина 17 одним концом закреплена на выступе

15 0

Зо

18, а другим — на стакане 14 якоря 10 спо. собом, аналогичным способу крепления пру>кипы 7, Обозначение элементов, смежных с пружиной 17, отличается от обозначения соответствующих элементов пружины 7 наличием штриха у номера позиции элемента.

Диаметр втулки 19 выбран минимально допустимым с Ioчки зрения обеспечения требуемой про шости, по позволяет получить мишлмальную разницу в диаметрах конца 5 и выступа 18.

В корпусе 1 запрсссована катушка 20 управления, охватываемая магнитопроводом

21. 1-1а чертеже корпус 1 условно не разделен lla части, что допускало бы его сборку и разборку. Условно не показаны также вторые подшипники консольно установленных валов 2 и 3 и второстепенные установочные детали.

Муфта работает следующим образом.

В исходном положении, т. е. при отсутствии тока в катушке 20 управления вал 2 не сцеплен с валом 3 и вращается в заданном положении — по часовой стрелке, если смотреть на муфту со стороны выслупающего наружу конца вала 2.

Действие на вал 3 возмущающего момента нагрузки в направлении, согласном направлению вращения ведущего вала 2, приводит к повороту вала 3, результатом чего является угловое рассогласование между якорем 10, заторможенном его фланцем 15 о корпус 1, и валом 3. Это вызывает натяжение и плотное наматывание пружины 17 вокруг втулки 19, что является причиной сцепления вала 3 с втулкой 19 до тех пор, пока катушка обесточена и пока на вал 3 действует возмущающийся момент в направлении, согласном направлению вращения вала 2. При этом угол поворота вала 3 из исходного положения до полной остановки зависит от величины зазора ме>кдy витками пружины 17 и втулкой 19. Величина этого поворота при соответствующих размерах. деталей может быть получена достаточно малой.

Включение питания катушки 20 выводит фланец 15 из фрикционного контакта с торцовой стенкой корпуса 1. При этом пружина 17 под действием упругой силы ослабляет натяжение витков, oxBB TblBBIoIIIHx втулку 19, освобождая от сцепления с последней вал 3.

Под действием магнитного потока катушки 20 якорь 10 смещается в осевом направлении до замыкания воздушного зазора магнитопровода 21 фланцем 15. При этом торец стакана 13 якоря 10 входит во фрикционный контакт с фланцем 6 вала 2 и вовлекается им во вращение, что приводит к угловому рассогласованию между якорем

10 и валом 3 и плотному натяжению витков пружины вокруг конца 4, являясь причиной жесткого сцепления валов 2 и 3.

V7Z Zg Zt O

7 Я .5 ry g

Составитель И. Антипова

Техред О. Тюрина Корректор Л. Денискина

Редактор Л. Чепайкина

Заказ 1369/8 Изд. М 553 Тираж 1198

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Отключение йитания катушки 20 приводит к смещению якоря 10 в исходное положение и торможению вала 3, как описано выше.

Из сказанного следует, что эффективность 5 предлагаемого решения состоит в достижении цели настоящего изобретения, т. е. в сокращении времени торможения выходного вала, расцепленного с ведущим при наличии возмущающего момента, при сохранении 10 основных преимуществ пружинной электромагнитной муфты — малых габаритов, высокой экономичности и быстродействия.

Формула изобретения

Электромагнитная пружинная муфта, содержащая установленные в неподвижном корпусе катушку возбуждения и перемещающийся в осевом направлении якорь с цилиндрическим стаканом, охватывающим 2р пружину сцепления, установленную на соосно расположенных концах ведущего и ведомого валов, отличающаяся тем, что, с целью снижения времени торможения ведомого вала в расцепленном положении при 25 действий Иа него активйой нагрузки, онй снабжена пружиной торможения, сжатой в осевом направлении и имеющей направление навивки, совпадающее с направлением навивки пружины сцепления, якорь снабжен цилиндрическим стаканом, с фрикционной торцовой поверхностью, охватывающим пру>кину торможения, корпус снабжен жестко с ним соед1шенной втулкой, охватывающей ведомый вал, и имеет торцовую стенку, взаимодействующую с фрикционной торцовой поверхностью якоря, один конец пружины торможения связан с ведомым валом, а другой — с охватывающим ее стаканом якоря, пружина установлена относительно наружной поверхности ведомого вала без зазора, а относительно наружной поверхности втулки корпуса — с зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Системы привода рулей управляемых снарядов. Техническая информация ЦАТИ, № 20, 1970.

2. Патент США № 3185276, кл. 192 — 84, 19б5.