Электромагнитная пружинная муфта

1 н) 6 И 46 ЬВз созетйО СииалиОичию Ребп 1 йик,76 ием с присоедине Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 23) Г 1 риорите 07,78. Бюллетень28(54) ЭЛЕКТРОМАГНИ НАЯ МУФТА Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства для изменения положения ведомого вала исполнительного механизма с помощью регулирования его сцепления с ведущим валом.Известна электромагнитная пружинная муфта, состоящая из корпуса, катушки управления, якоря, двух валов - ведущего и ведомого и цилиндрической пружины сцепления. 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 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 втулку, охватывающую пружину сцепления и имеющую возможность перемещения в осевом направлении под действием магнитного поля катушки управления до касания с радиальным выступом втулки ведущего вала 11. Однако для осуществления торможения ведомого вала муфта снабжена самостопорящейся передачей, характеризующейся низ сим КПД, что связано с необходимостью увеличения мощности, подводимой к ведущему валу, а также требует дополнительный объем для размещения самотормозящейся передачи, влечет к появлению значи 5 тельных аксиальных усилий в механизме имертвого хода в передаче,Известна также электромагнитная пружинная муфта, содержащая установленныев неподвижном корпусе катушку возбужде 10 ния и перемещающийся в осевом направлении якорь с цилиндрическим стаканом, охватывающим пружину сцепления, установленную на соосно расположенных концахведущего и ведомого валов 21,15 Эта муфта наиболее близка к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Торможение ведомого вала, вращающегося по инерции или от действия на него ак 20 тивного момента нагрузки при расцепленных валах, осуществляется с помощьюфрикционного контакта части поверхностиякоря муфты о неподвижные части корпуса.Ввиду малой поверхности трения и малой25 нормальной составляющей усилия, вызвавшего трение, такое торможение якоря и связанного с ним ведомого вала недостаточноэффективно, так как не приводит к полнойи достаточно быстрой остановке ведомого30 вала.55 60 65 ъЦелью изобретения является снижение времени торможения ведомого вала в рас. цепленном положении при действии на не. го активной нагрузки.Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена пружиной то 1)можсния, 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 минимально- допустимым с точки зрения обеспечения " ребуемой прочности. Кроме того, вал 2 ск: 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 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 18, а другим - на стакане 14 якоря 10 спо собом, аналогичным способу крепления пружины , 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 очки зрения обеспечения требуемой прочности, гго позволяет получить мишлмальную разницу в диаметрах конца 5 и выступа 18.В корпусе 1 запрсссована катушка 20 управления, охватываемая магнитопроводом 21. На чертеже корпус 1 условно не разделен па 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 между 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, охватывающих 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 3.1 юг го гю х,хе Составитсль 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, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Отключение йитания катушки 2 б привб. дит 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 изобретения15Электромагнитная 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, отличающаяся тем, что, с целью снижения времени торможения ведомого вала в расцепленном положении при 25 действий 11 а него актив 11 ой Нагрузки, она 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 прукину торможения, корпус снабжен жестко с ним соединенной 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 США3185276, кл. 192 - 84, 19 б 5.