 |
Электромагнитные фрикционные муфты
|
|
|
|
а) Принцип действия. Простейшая конструкция электромагнитной фрикционной муфты представлена на рис. 6.3. Постоянное напряжение подводится к щеткам, скользящим по контактным кольцам 1, соединенным с выводами обмотки 2. Обмотка имеет цилиндрическую форму и окружена магнитопроводом ведущей части 3 муфты. Направляющая втулка 7 имеет выступ 6, который входит в паз 8 полумуфты 5, которая может перемещаться вдоль оси, оставаясь соединенной с валом 10.
В обесточенном состоянии пружина 9 упирается в направляющую втулку 7, жестко закрепленную на валу 10, и отодвигает подвижную часть полумуфты 5 вправо. При этом поверхности трения (диски 4) не соприкасаются и ведомый вал 10 разобщен с ведущим валом П.
При подаче на обмотку управляющего напряжения возникает магнитный поток Ф. На полумуфты 3, 5, выполненные из магнитомягкого материала, начинает действовать электромагнитная сила, притягивающая их друг к другу. Таким образом полумуфты и обмотка представляют собой электромагнит. Между дисками 4, жестко связанными с деталями 3 и 5, возникает сила нажатия, обеспечивающая необходимую силу трения и их надежное сцепление.
На рис. 6.3,6 изображена поверхность трения. Элементарный момент трения
dM тр = k трpyд2n R 2 dR,
где pyд — давление на поверхности трения, Па; k TP — коэффициент трения; R — текущий радиус поверхности трения, м.
 |
Рис.6.3.Электромагнитная фрикционная муфта:
а –разрез муфты; б –поверхность трения
Коэффициенты трения для дисков из различных материалов приведены
в табл. 6.1.
Коэффициенты трения Таблица 17.1.
| Материал | Режим покоя | Режим движения |
| Сталь — сталь | 0,15 | 0,15 |
| Сталь — чугун | 0,3 | 0,18 |
| Сталь — бронза | 0,15 | 0,15 |
| Чугун — чугун | 0,15 | 0,15 |
| Металлокерамический материал на медной основе — сталь | 0,3—0,4 | — |
| Металлокерамический материал на желез- ной основе — сталь | 0,4—0,8 | — |
_
|
|
|
Наиболее совершенны диски из металлокерамики. Металлокерамика на медной основе состоит из 68% меди, 8% олова, 7% свинца, 6% графита, 4% кремния и 7 % железа. Составляющие в порошкообразном состоянии прессуются при высоком давлении (сотни мегапаскалей) и затем спекаются при температуре 700—800 °С. Аналогично изготовляется металлокерамика на железной основе. Металлокерамические материалы имеют высокое значение k тр и допускают высокую рабочую температуру (до 200 °С).
Давление руд определяется износом поверхностей трения дисков. Для металлокерамических материалов оно составляет 0,8—1, для сталей 0,4—0,6 МПа.
В процессе пуска момент, который должен быть передан муфтой, возрастает, так как кроме статического момента нагрузки М ннеобходимо передать динамический момент М дин. При этом проскальзывание (пробуксовка) поверхностей трения должно быть небольшим, иначе они могут выйти из строя из-за нагрева до высокой температуры. В режиме пуска
Мтр = М н + М дин = Ma + J 
= М н k з
где J — момент инерции подвижных частей, кг-м2; 
— угловая частота вращения, 1/с; k 3— коэффициент запаса, учитывающий возрастание момента муфты при пуске.
При большом передаваемом моменте для уменьшения габаритных размеров муфты применяется многодисковая система (рис. 6.4). Диски 6 связаны с ведущей частью муфты 5 и могут свободно перемещаться вдоль направляющих 7. Диски 8, связанные с электромагнитом ведомой части, также могут перемещаться по направляющей 4. В данной конструкции магнитный поток, создаваемый обмоткой 1, не проходит через диски, а замыкается через магнитопровод 2 и якорь 3, что позволяет уменьшить зазор электромагнита. Момент, развиваемый такой муфтой,
|
|
|
М тр = М д(n -1),
где М д— момент трения одной пары дисков; п — общее число дисков.
Рис. 6.4. Многодисковая фрикционная муфта
Зная поверхность трения S и допустимое давление на поверхности одного диска руд, можно найти основные параметры электромагнита. Поскольку рабочий зазор мал и магнитное поле в рабочем зазоре равномерно, определить электромагнитное усилие можно по формуле Максвелла.
Электромагниты муфты изготавливаются из сплошного материала и поэтому имеют большую постоянную времени. При отключении муфты на контактах коммутирующего аппарата возникает дуга, которая замедляет процесс отключения и вызывает сильную эрозию контактов. При быстром обрыве дуги возможны возникновение перенапряжения и пробой обмотки. Для облегчения процесса отключения обмотка шунтируется разрядным резистором. Для устранения залипания якоря в притянутом состоянии магнитная система должна иметь конечный зазор.
|
|
|
