Электромагнитный шаговый двигатель

рц 73522 Союз Советских Социалистических Республик) М, Кл,еН 02 К 37/00 Н 02 К 33/02 с присоединением заявки3) Приоритет Государстеенныи комите СССР(088,8) ло делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ШАГОВЫИ ДВИГАТЕЛ 30 1Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическимшаговым двигателям, которые применяютсяв устройствах автоматики,Известны электромагнитные шаговые, двигатели, содержащие магнитопровод, состоящий из крышки и корпуса, катушку,якорь и механизм преобразования возвратно-поступательного движения якоря вовращательное движение выходного вала 111.В этих двигателях преобразование дви.жения осуществляется за счет перемещенияпальца по фигурному пазу, что приводит кбыстрому износу трущихся поверхностей, атакже при наличии на валу такого двигателя момента, направленного против ходавала, механизм преобразования движенияначинает работать как спусковой механизм, т. е, в обратную сторону.Известны также электромагнитные шаговые двигатели, в которых механизм преобразования движения выполнен в видедвух цилиндров, один из которых имеет отверстия и установлен на храповом колесе,закрепленном на выходном валу, а другойимеет винтовые канавки и установлен наякорь, оба цилиндра взаимодействуют между собой при помощи шариков, размещенных в отверстиях первого цилиндра и в канавках второго 21. В этих двигателях при обратном ходе якоря энергия при его остановке передается на. корпус через подшипник выходного вала, для обеспечения соос ности оси якоря и цилиндров механизмовпреобразования движения, установлен до полнительный подшипник.С целью повышения надежности в предлагаемом двигателе цилиндр на храповом 10 колесе выполнен в виде кольца с радиальной толщиной, меньшей диаметра шариков, и с числом отверстий в нем не менее трех и равным числу канавок на цилиндре якоря, а в крышке соосно валу установлены 15 кольцо, взаимодействующее с шариками, иупор, при этом якорь снабжен немагнитной втулкой, торцовая поверхность которой обращена в сторону упора; взаимодействующие торцовые поверхности упора и немаг нитной втулки на якоре выполнены зубчатыми; кроме того в корпусе двигателя может быть установлена дополнительная не- магнитная втулка, а взаимодействующие торцовые поверхности втулки и якоря вы. полнены зубчатыми.На чертеже приведен предлагаемый дви,гатель, поперечный разрез.Двигатель состоит из магнитопровода,содержащего корпус 1 и крышку 2 с упором 3 и кольцом 4, установленным соосно с.выходным. валом 5. Внутри магнитопроводаразмещена катушка 6. Между корпусом 1 икрышкой 2 расположен якорь 7, имеющийнемагнитную втулку 8 и цилиндр 9 с винтовыми канавками - направляющими для 5шариков 10, которые расположены в гнездах цилиндра 11, выполненного тонкостенным с толщиной, меньшей диаметра шарика 10, за одно целое с храповым колесом12, закрепленным на валу 5.Фиксациюхрапового колеса осуществляет собачка 13.Число шариков 10, гнезд в цилиндре 11 иканавок на цилиндре 9 должно быть не.менее трех, что обеспечивает соосностьцилиндра 9 и кольца 4, а в конечном счете - Вала 5, опорами которому служат подшипники 14 и 15,Якорь 7 зацеплен на штоке 16, на котором закреплен еще и храповое колесо 17,взаимодействующее с собачкой 18. Для 20обратного хода якоря имеется пружина 19.Поверхности упора 3 и втулки 8, обращенные друг к другу, выполнены зубчатыми,Кроме того,. в корпусе 1 может быть установлена дополнительная немагнитнаявтулка 20, при этом ее поверхность, обращенная к якорю, и противолежащая поверхность якоря могут быть выполненызубчатыми. 30Шаговый двигатель работает следующимобразом.При подаче импульса тока в катушку 6якорь 7 притягивается к корпусу 1, сжимаяпружину 19, При этом шарики 10 перемещаются по канавкам цилиндра 9, заставляяцилиндр 11 вместе с храповым колесом 12и выходным валом 5 поворачиваться. Перемещение якоря ограничено упором 3, придостижении которого якорем собачка 13 40западает в очередную впадину храповогоколеса 12. Повороту якоря в обратном направлении препятствует собачка 18, упирающаяся в зубец храпового колеса 17.В связи с тем, что шариков 10 не менее 45трех и они расположены по окружности цилиндра 11 равномерно, якорь 7 во времядвижения остается расположенным сооснокрышке 2 и валу 5.В конце хода якоря. в рассматриваемом 50направлении зубцы немагнитной втулки 20входят в зацепление с зубцами на противолежащей поверхности якоря 7, тем самым исключая поворот выходного вала 5под действием момента инерции нагрузки. 55После прохождения импульса тока поддействием пружины 19 якорь 7 возвращается в исходное положение, но так как повороту цилиндра 11, в обратном направлениипрепятствует собачка 13, взаимодействующая с храповым колесом 12, якорь 7 благодаря шарикам 10 и винтовым канавкамна цилиндре 9 поворачивается в обратномнаправлении на угол, соответствующий зубцовому шагу храповых колес, что обеспечи вает очередное исходное взаимное расположение цилиндров 9 и 11.В конце обратного хода якоря 7 (под действием пружины) зубцы упора 3 входят в зацепление с зубцами втулки 8 и исключают поворот подвижных частей якоря под действием их момента инерции.При подаче следующего импульса цикл повторяется.Взаимная перестановка храповых колес 12 и 17 приводит к тому, что рабочий ход вала 5 осуществляется под действием силы пружины, и, следовательно, в зацеплении зубцов упора 3 и втулки 8 гасится энергия от момента инерции нагрузки.При достаточно малом моменте инерции подвижных частей якоря зубцовое зацепление, гасящее энергию от момента инерции подвижных частей, может не выполняться.Таким образом, выполнение цилиндра 11 в виде тонкостенного кольца не менее чем с тремя гнездами, в которых размещаются шарики, и установка кольца 4 позволяют использовать механизм преобразования движения в качестве одной из опор якоря 7 и тем самым исключить существовавший для этой цели подшипник. Кроме того, наличие упора. 3 и взаимодействующей с ним немагнитной втулки 8 в предлагаемом двигателе существенно облегчают режим работы подшипников 14 и 15, а выполнение взаимодействующих поверхностей на якоре и корпусе зубчатыми исключает проворот выходного вала и якоря по инерции.Предлагаемый двигатель имеет повышенную по сравнению с прототипом надежность и расширенные функциональные возможности за счет повышения допустимых моментов инерции нагрузки или рабочей частоты.Формула изобретения. 1. Электромагнитный шаговый двигатель, содержащий магнитопровод, состоящий из корпуса и крышки, катушку, якорь и механизм преобразования возвратно-поступательного движения якоря во вращательное движение выходного вала, содержащий цилиндр на храповом колесе, шарики и Цилиндр с канавками на якоре, отлич ающи й ся тем, что, с целью повышения надежности, цилиндр на храповом колесе выполнен в виде кольца с радиальной толщиной, меньшей диаметра шарика, и с числом отверстий в нем не менее трех и равным числу канавок на цилиндре якоря, а в крышке соосно валу установлены кольцо, взаимодействующее с шариками, и упор, при этом якорь снабжен немагнитной втулкой, торцовая поверхность которой обращена в сторону упора.2. Двигатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что взаимодействующие торцовые поверхности упора и немагнитной втулки на якоре выполнены зубчатыми,731522 Составитель В. Калишкинактор О. Степина Техред В. Серякова Корректор Е. Осипова писн ыти аказ 755/11 Изд.279 Т НПО Поиск Государственного комитета СССР п113035, Москва,. Ж, Раушска аж 798 П делам изобретений и о наб., д. 4/5 пография Сапунова,3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что в корпусе установлена дополни; тельная немагнитная втулка, а взаимодействующие торцовые поверхности этой втулки и якоря выполнены зубчатыми. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР366533, кл. Н 02 К 37/00, 1973. 5 2. Авторское свидетельство СССР504277, кл. Н 02 К ЗЗ/02, 196,