Ротор вращается в подшипниках, посаженных в крышках 1 ч 3 наружного корпуса 2. В кольцевом пазу размещена обмотка возбуждения 8, закрытая немагнитным кольцом 9. Концы обмотки выведены на контактные кольца 12, сидящие на ступице ротора. Цилиндрические поверхности корпуса и ротора образуют рабочий зазор 10, заполне1П1ый порошком. Уплотняется он магнитными ловушками, выполненными в виде заостренных шайб , закрепленных на торцовых поверхностях ротора. Частицы порошка, прилипая к заостренному краю шайбы, препятствуют перетеканию наполнителя из рабочего слоя в зону подшипников. Дополнительно к магнитным ловушкам перед подшипниками установлены уп-лотнительные кольца 7. Подшипники закрыты крышками 5 и сальниками 6.

10 ,98 Рис. V.21. Порошковая муфта

Рис. V.22. Порошковая муфта кранового привода

Муфта аналогичной конструкции, разработанная в Гинронефтемаше для привода буровой уста)ювки, имеет следующие данные:

Момент в кгс-м:

номннальныП...................... 400

максимальный ..................... 600

Скорость вращения номинальная в об/мин........... 750

Мощность возбуждения в кВт ................ 0,05

Наружный диаметр в мм................... 650

Длина в мм......................... 500

Масса муфты в кг...................... 700

Муфта кранового привода [86] представлена на рис. V.22. Ведущая часть муфты состоит из корпуса-магнитопровода 4 и сердечника 5, соединенных болтами. Корпус закрыт дюралюминиевой крышкой 6. На наружной поверхности корпуса имеются ребра для отвода тепла. В кольцевом пазу корпуса расположена об.мотка возбуждения 5 из провода с теплостойкой кремний-органической изоляцией. Обмотка питается током при помощи двух контактных колец 9.

Ведомая часть муфты представляет собой тонкостенный стальной ротор 7, обод которого образует с поверхностями ведущей части двухзазорное кольцевое пространство, заполняемое порошковой смесью и уплотненное графитовыми кольцами 8. Обод ротора жестко соединен со ступицей / из магнитного чугуна. Полости подшипников уплотнены резиновыми манжетами 2.

Технические данные муфты;

Номинальный момент в кгс.м ................ 34

Скорость вращения ведущего вала в об/мин..........1500

Иаиряжеине, подводимое к обмотке, вВ ........... 110

Конструкция приборной бесконтактной порошковой .муфты представлена на рис. V.23.

Муфта состоит из неподвижного корпуса-магнитопровода 5, в котором иа подшипниках 2 и 11 вращается магнитопроэод из двух частей 6 и 10. Магнито-

2 J 4 5 6 7 8 9 W и 12 13 Рис. V.23. Бесконтактная порошковая муфта

провод 6 состоит из стакана и сердечника, разделенных кольцо.м из немагнитного материала. Заполняют муфту порошковой смесью через отверстие в сердечнике (вдоль оси), закрываемое пробкой /. Магнитопровод 10 вращается в шарикопод-ншгпшке И, а в отверстие магнитопровода установлены подшипники 9 и 12 вала ротора; на конце магнитопровода на шпонке 15 посажена ведущая шестерня 13. Малоинерционный ротор 7 из низкоуглеродистой стали жестко соединен с валиком из немагнитной стали, что предохраняет кольца подшипников от намагничивания. На конце валика на шлицах посажено зубчатое колесо 14, передающее вращение рабочему органу.

В пазу неподвижного магнитопровода заключена обмотка 4, ток к которой подводится через клеммную колодку, закрываемую кожухом 3. Уплотнение рабочей полости муфты комбинированное - из лабиринта и магнитного кольца 8.

Техиическиеданиыемуфты:

Номинальный мо.мепт в кгс-см................ 22

Номинальная скорость вращения в об/мин .......... 2000

Максимальный ток возбуждения в А 0,04

Сопротивление обмотки в О.ч.................. 40

Время разгона ведомого вала вхолостую до полной скорости при

.максимальном токе возбуждения в с . ............ 0.025

Постоянная времени нарастания момента в с ......... 0,040

Пример расчета муфты [85] кранового привода. Расчетная схема муфты представлена на рис. V.24. Исходные данные: номинальный момент Л =

- 34 кгс-м; п, - 1500 об/мин; напряжение, подводимое к обмотке муфты, U = 110 В, муфта выполнена двухзазорной (т - 2), ширина зазора 6 *= 5 см.

Принимаем р = 0,3 кгс/см, ftp = 1 и из выражения (V.6) находим средний диаметр муфты

-/ 200М 1 / 200-34 Г пкрЬтр V 3,14-1-5-2-0,3

26 см.

Находим отношение fbq ~ 0.19, что приемлемо. Величину индукции определяем из формулы (V.7). Принимая = 1,3, = 1, = 0,95, = 0,7, п= 1,3, находим

= 0,7.1.3.1о,95 -0,36; = 0,47 В.с/м

Принимаем = 0,5 В-с/м = 5000 гс.

Рис. V.24. Расчетная схема .муфты

Необходимая намагничивающая сила определяется по формуле (V.8), для чего В - с

принимаем = 0,8- 10- ~л7м Р Р зазора б = 0,0015 м.

После подстановки в формулу (V.8) получим

/0) =

2-0,0015-0,5 0,8-10-5

(1 5 10 \ +-2Ж00Т5)=2° ампер-витков.

Для магнитопровода из обычной стали величину /м удваиваем и принимаем равной 5G0 ампер-BHTKOR.

Принимая iDj,p = 0,24 м и р = 0,0175 Ом-мм7м, находим по формуле (V.9)

, 600-0,24-0,0175 d = 2-. J-= 0,30 мм.

Выбираем провод ПСДК диаметром d = 0,44 мм с учетом изоляции rf = 0,65 мм. Размеры паза для обмотки принимаем bh - 26X30 мм, сечение обмотки с учетом изоляции будет й Л = 23X 27 мм .

Число слоев в обмотке

Число витков в слбе

к2 =

= 42.

--= -TTv- = 36-

Число витков в обмотке

Наибольший ток

I = = 110-0,44 п 84 Д

У 4o)oDcpP 4-1512.0,24.0,0175 -

Наибольшая намагничивающая сила

у-о-

Наибольшая плотность тока (в период разгона)

. 4/у 4-0,84 , ,

что допустимо для провода с кремннйоргаиической изоляцией.

Помимо указанных расчетов некоторые авторы [47,85] проводят представляющие немалые трудности расчеты магнитной цепи и тепловые расчеты для конкретных типов муфт и конкретных условий их работы, которые дают в боль-ншнстве случаев лишь ориентировочные решения и уточняются экспери.менталь-ными данными.

6. ИНДУКЦИОННЫЕ МУФТЫ

Как видно из принципиальной схемы индукционной муфты (муфты скольжения - рис. V.2-5), она состоит из двух механически не связанных между собой вращающихся частей - индуктора / и якоря 2. При вращении индуктора его магнитное поле пересекает якорь и индуцирует в нем токи, взаи.модействие которых с магнитным полем индуктора создает вращающий момент, в результате чего ведущая часть муфты увлекает за собой ведомую.

Индукционные муфты в составе приводов выполняют две основные функции:

1) соединение или разъединение двигателя и исполнительной машины;

2) регулирование скорости вращения пала исполнительной машины незаписи.мо от скорости вращения двигателя.

По сравнению с другими- типами электромагнитных муфт, также служащих для сцепления двух валов, эти муфты имеют преимущества:

1) возможность бесступенчатого регулирования скорости вращения ведомого вала при постоянной скорости ведущего;

2) повышенные надежность и долговечность, связанные с отсутствием трущихся фрикционных элементов.

Кроме того, индукционные муфты обладают предохранительными свойствами, обусловленными ограниченностью величины передаваемого момента, а также могут сглаживать удары и колебания нагрузки.

К недостаткам этих муфт относятся:

1) меньшие значения удельных вращающих моментов, т. е. моментов, приходящихся на единицу объема или веса муфты;

2) меньшее быстродействие, связанное с повышенными значениями электромеханической и электромагнитной постоянных времени по сравнению с другими типами электромагнитных муфт.

Применение индукционных муфт целесообразно в приводах, в которых работа муфты с большим скольжением происходит в тече1ше коротких промежутков времени; общий к. п. д. привода в этом случае получается достаточно высоким.

Рис. V.25. Схема индукционной муфты

Рациональной областью применения этих муфт являются механизмы с моментом нагрузки, пропорциональным квадрату скорости вращения.

К настоящему времени отечественной промышленностью освоены индукционные муфты с номинальным моментом до 1600 кгс-м.

На схеме приведена упрощенная классификация муфт по [92]. Рассмотрим основные разновидности магнитных систем наиболее распространенных типов муфт.

Схема

КЛАССИФИКАЦИЯ ИНДУКЦИОННЫХ МУФТ

Естественное охлаждение

Якорь зубчатый

1. Индукторные и панцирные муфты со скользящим токоподводом состоят в основном из зубчатого индуктора с обмоткой возбуждения, посаженного на один вал с токоподводящими контактными кольцами, и цилиндрического якоря, скрепленного с другим валом муфты. На рис, V.26 показана развернутая схема магнитной системы, конфигурация зубьев-полюсов для индукторной муфты (а) и панцирной (б). Якорь в этих муфтах обычно выполняется ферромагнитным.

2. Муфты с явно выраженными полюсами (асинхронные) в отличие от муфт предыдущего типа имеют на каждо.м полюсе отдельную обмотку возбуждения. На рис. V.27 схе.матически показана магнитная система такой муфты.

В явнополюсных муфтах обмотка якоря обычно бывает корогкозамкнутой, реже встречаются якоря с фазной обмоткой, выведенной на контактные кольца.

-7>

Рис. V.26. Характер магнитного потока:

II mm магнитопровод; 2 шп якорь; 3 - обмотка возбуждения

Рис. V.27. Магнитная система явнополюсной муфты

3. Асинхронно-синхронные муфты находят применение в приводах, где не требуется регулирования скорости. Основной режим работы такой муфты - синхронный (скорости вращения ведущего и ведомого валов равны). Эти муфты используются в качестве предохранительных, так как при синхронной скорости вращения вращающий момент максимальный.