Электромагнит соленоидного типа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалмстических

Республик 662980 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.04.77 (21) 2477656/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Н 01 F 7/13

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 20.05.79 (53) УДК 621.318..56 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. С. Бакланов, А. С. Юрманов и В. М. Ермаков (7l ) Заявитель

Тульский политехнический институт (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ СОЛЕНОИДНОГО ТИПА

Применение роликовых опор увеличивает габариты и вес устройства и неполностью устраняет сухое трение в подвижных частях электромагнита. Кроме того, недостатком указанного устройства является его температурная нестабильность вследствие нагрева элементов электромагнита под действием протекающего в его обмотке тока. Сильный разогрев магнита уменьшает максимальное значение управляющего тока, сужая тем самым диапазон задаваемых усилий.

О Цель изобретения — расширение функциональных возможностей электромагнита.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнит введена цилиндрическая втулка, на внешней поверхности которой вы5 полнены каналы в направлейии ее образующей и, пересекающиеся с ними, опоясывающие каналы, причем дно каналов соединено сквозными отверстиями с противоположной поверхностью втулки, втулка установлена между якорем и каркасом так, что отверстия на внутренней поверхности втулки соединены с каналами системы охлаждения, а устройство для подвода охлаждающего газа соединено с каналами на внешней поверхности втулки. Каркас катушки выполнен в виде

Изобретение относится к электромагнитам и может быть использовано в системах автоматического регулирования для силового воздействия на управляющие прецизионные элементы газовых и гидравлических регуляторов, в которых требуется задание управляющей силы в широком диапазоне (до сотен ньютонов) с высокой степенью точности (до десятых долей процента).

Известны электромагнитные устройства, содержащие поступательно перемещающийся якорь, обмотку управления, магнитопровод, в которых, в целях повышения точности и чувствительности путем устранения сил сухого трения в подвижных частях, обусловленных наличием радиальной составляющей электромагнитной силы, применен пружинный подвес якоря (1) .

Однако, в электромагнитах с пружинным подвесом к якорю приложены позиционнные нагрузки, обуславливающие появление статических ошибок устройства, что особенно заметно при больших перемещениях якоря. 20

Известны также электромагнитные устройства, в которых для повышения точности путем уменьшения сил сухого трения якорь выполнен с опорами в виде роликов (2).

3 4 цилиндрической трубы со щечками на тор- охлаждающий газ через отверстия 18 отво"ц;Гх, а кайалы для пропускания газа распо- дится в атмосферу. ложены на наружной поверхности трубы По каналам 9 и 13 газовая смазка от вдоль ее образующей так, что сообщаются " ==йсточника питания подводится к опоясываюс каналами на внутренней поверхности |це- |цим каналам 10, затем через сквозные от="=чу, направленными радиально. верстия 11 вводйтся-в зазор 12 между якоВ процессе работы электромагнита с рем электромагнита 2 и втулкой 8 и заполвтяжным якорем, имеющим конический то- няет его. Часть отработанной смазки отворец, последний может зан«ймать-йоложения, дится непосредственно в атмосферу через при которых коническая часть будет находить- зазоры во фланцах. Другая часть из цилинся внутри втулки. Вследствие этого длина - дрической проточки 14 через отверстия 15 газовой опоры со стороны конической части 1|| направляется в каналы охладительной сисякоря будет являться переменной, что мо- темы 7, Юторь е охватывают катушку элекжет вызвать потерю устойчивости устройст- трбмагнита со всех сторон, и, минуя полость ва. Для обеспечения устойчивости работы 17, через дренажные отверстия 18 выходит устройства в диапазоне рабочих переме|це- в атмосферу. Помимо обычного«воздушного ний якоря,— торец которого выйолнен кони- -, охлаждения происходит также выравниваческим, внутренний диаметр втулки со сто- rrrre температуры нагрева катушки от внутроны конической части якоря-"увеличен дб ренних слоев rr внешним, так как газ снадиаметра отверстия фланца и на глубину, чала соприкасается с нижними, наиболее равную максимальной глубийе rioгЯФения нагретьгми" слоями катушки, а затем устремво втулку линий сопряжения цилиндрической ляется к верхним, более холодным, обходя и конической частей якоря.. çî обмотку катушки по торцам. При этом в

Перемещаясь под действйем радиальных установившемся режиме температура обмот=сйл в поперечном направлении, якорь прик- ки практически будет оставаться неизменрывает часть отверстий, подводя|цих отра- ной, а следовательно, не будут меняться и ботанную смазку в каналы охладительной йараметры электромагнита, зависящие от системы. Следствием этого может быть не- температуры. Кроме того, конфигураций и

И

= равномерное охлаждение электромагнита. В расположение каналов охладительной сиссвязи с этим на внутренней поверхности втул- темы таковы, что протекаюший по ним газ кй предусмотрена кольцевая проточка, йа препятствует распространению тепла от каглубину максимального погружения во втул- тушки 1 к магнитопроводя|цим фланцам 4 ку линии сопряжения конической и цилин- и 5 и кожуху 3, предохраняя их от нагредрической частей якоря, сообща|оШан меж- -зе вания и изменения своих линейных размеду собой все выпускные oTBep rf и вырав- ров и магнитных свойств. Охлаждение и заниваю|цая расходы газа через них. щита якоря 2 от нагревания со стороны каНа фиг. 1 приведена конструкция элек- тушки 1 осуществляется за счет газовой смаз= трома| нитного натружаю|цего устройства; ки, омывающей его поверхность. на фиг. 2 представлен разрез устройства по Радйальная натрузка на якорь вызывает

А-А; на фи|. 3 — разрез по В-В; на фиг.4 — его сме|цепие в поперечном направлении. общий вид каркаса Катушки-электромагнита. При этом зазор между втулкой и якорем в

Основными элементами устройства явля- — направлении действия силы уменьшается, ются: катушка 1, втяжной якорь 2, кожух давление смазки в зазоре увеличивается. В

3, магнитопроводящие фланцы 4 и 5. Ка- - peçóëüòàòå возникает восстанавливающая си"= тушка магнита намотана на каркас 6, имею- 4р ла, которая компенсирует действие радиальщий систему охладительных каналов 7. В ной нагрузки и не допустит соприкосновекаркас катушки впрессована втулка 8, на ния якоря со втулкой и возникновения сил внешней поверхности которой имеются про- сухого трения между ними. дольный канал 9 и два опоясывающих ка- Применение в электромагнитном нагрунала 10 для подвода газовой смазки через . жаю|цем устройстве газовой смазки позвосквозные отверстия 11, равномерно располо- ляет избавиться от сил сухого трения в под45 женные по периметру опоясывающих кана- 33MArrx частях и тем самым существенно полов, в зазор 12 между якорем и втулкой. — BblcHTb чувствительность и точность устройстДля подвода газовой смазки в одном из ва. Использование отработанной газовой фланцев выполнен канал 13. На вйутренней — смазки для"охлаждения элементов нагружаюповерхности втулки имеется цилиндрическая щ |цего устройства повышает его термостабиль= проточка 14 с отверстиями 15, выходя|цим и oTr и рас пйряет диапазон воспроизводив каналы охладительной системы катушки мых им усилий (диапазон управляющих томагнита. Цилиндрическая проточка 16, глу- ков) практически при сохранении прежних бина которой равна, длине конической части габаритов устройства. якоря магнита, а диаметр — диаметру отвер- Экспериментальная проверка электромагстия во фланце, служит для обеспечения нитного нагружаю|цего устройства на макеустойчивой работы устройства. Между верх- те показала, что при радиальных нагрузках ними слоями обмотки и кожухом электромаг- якоря в 50-100 Н применение газовой опоры нита предусмотрена полость 17, из которой уменьшает силу трения в 30-40 раз, а ис662980

Фиг.7

þâ17

5 пользование отработанной газовой смазки для охлаждения электромагнита позволяет увеличить плотность тока в его обмотке на

20-25%.

Формула изобретения

1. Электромагнит соленоидного типа, содержащий кату1пку управления, состоящую из обмотки, каркаса, с системой охлаждения, образованной каналами для пропускания газа, и устройства для подвода газа, цилиндрический якорь, установленный в .каркасе, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в электромагнит введена цицлиндрическая втулка, на внешней поверхности которой выполнены каналы в направлении ее образуюшей и, пересекающиеся с ними, опоясывающие каналы, причем дно каналов соединено сквозными отверстиями с противоположной поверхностью втулки, втулка установлена между якорем и каркасом так, что отверстия на внутренней поверхности втулки соединены с каналами системы охлаждения, а устройство

6 для подвода охлаждаюшего газа соединено с каналами на внешней поверхности втулки.

2. Электромагнит по п. 1, отличающийся тем, что каркас катушки выполнен в виде цилиндрической трубы со щечками на торцах, а каналы для пропускания газа расположены на наружной поверхности трубы вдоль ее образующей так, что сообщаются с каналами на внутренней поверхности щечек, направленными радиально.

3. Электромагнит по п. 1, отличающийся тем, что торец якоря выполнен коническим, а на втулке, со стороны конического торца якоря выполнена кольцевая проточка на глубину максимального погружения во втулку линии сопряжения конической и цилиндрической частей якоря.

fS

- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хохлов В. А. Электрогидравлический следящий привод М., Наука, 1966, с. 183, рис 7 УШ

2. Авторское свидетельство СССР № 490193, кл. Н 01 F 7/13, 1973.

662980

Фиг. 3

Рыг. Ф

Редактор Д. Зубов

Заказ 2709/53

Составитель Ю. Макарычев

Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Тираж 922 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, )К вЂ” 35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4