Электромагнитный ударник

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН ЯО А 7998 УБЛИН)4 И 02 К 3312 ВСЕСОИКЩф 1ИНЪЯЗ; 28йС итехничес околова Кравцо охин М, Тр8)тельство СССРК 33/12, 1980,др . Теория, расие электромагнит еиствия. Наука,оснтся к электрок электромагнитГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Украинский заочкий институт им. И,(56) Авторское свидеУ 951567, кл. Н 02Решенцев Н. П. ичет и конструированных машин ударного д1970, с, 33.(57) Изобретение от технике, в частност ным машинам ударного действия. Цельизобретения - повышение ударного усилия, Электромагнитный ударник содержит катушку прямого хода 1 и катушкуобратного хода 2, размещенные в ферромагнитном корпусе 3, при этом катушка обратного хода выполнена меньшеймощности, чем катушка прямого хода.Якорь ударника состоит нз двух частей: передней, выполненной иэ электро роводного материала, и заднейвыполненной из ферромагнитного материала. Ударное усилие определяется суммой двух составляющих: выталкивающего усилия, действующего на переднююэлектропроводную часть якоря, и втягивающего усилия, действующего наферромагнитную часть якоря, 1 ил.5 С 15 20 25 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитныммашинам ударного действия, и можетбыть использовано в различных отраслях машиностроения, судостроения,в судоремонте для сборки и разборкипреимущественнотруднодоступных,крупногабаритных, высокопрочных неподвижных соединений.Целью изобретения является повьппение ударного усилия,На чертеже изображен электромагнитный ударник, общий вид .Электромагнитный ударник содержитэлектромагнитную силовую катушку 1прямого хода из медного теплостойкого провода и .маломощную катушку 2 обратного хода, расположенные в корпусе 3 из ферромагнитного материала.Катушки установлены на общей цилиндрической,оправке 4, изготовленной изнемагнитного материала и закрепленнойнеподвижно в кронштейнах 5. Внутриоправки с возможностью возвратно-по-:,ступательного перемещения размещенрабочий орган - составной якорь, содержащий переднюю часть 6 из немагнитного материала с высокой электропроводностью и малой магнитной проницаемостью и заднюю рабочую ферромагнитную часть 7.,На торце переднейчасти бойка установлен сменный нако. нечник 8 из высокопрочного твердогоматериала. Материал переднейчасти6, кроме высокой электропроводности,обладает высокой прочностью (например, алюминиевый сплав ВЛ 95). В задней части ударника установлена опорас демпфирующей подушкой 9. Между катушками 1 и 2 расположена распорнаявтулка 10 из немагнитного материала.Ударник имеет установочную плиту 11,В исходном положении задний торецпередней части бойка расположен посредине катушки прямого хода. Длинапередней части бойка составляет 0,7длины катушки прямого хода. Расстояние между серединами катушек прямогои обратного ходов равно рабочему ходу бойка.Электромагнитный ударник работаетследующим образом.В исходном положении составнойбоек расположен так, что задний торецего передней немагнитной части совпадает с серединой катушки прямогохода, а середина рабочей части изферромагнитного материала - с середи ной катушки обратного хода, Послевключения катушки прямого хода, питающеися пульсирующим выпрямленнымтоком, вокруг нее создается электромагнитное поле. Возникающий магнитный поток индуктирует в передней части бойка из немагнитного материалас высокой электропроводностью и малой магнитной проницаемостью электродвижущую силу, а вихревые токи создают в этой части встречный магнитныйпоток. Взаимодействие двух встречныхпотоков в момент нарастания тока вкатушке прямого хода при ее включении вызывает движущую индукционнодинамическую силу, выталкивающуюпереднюю часть бойка из полостикатушки по направлению его рабочегохода. Эта сила сообщит массе равномерно ускоренно движущегося бойканачальную скорость ч,. Расположениезаднего торца немагнитной переднейчасти бойка в момент включения катушки прямого хода по ее серединепрактически исключает встречную составляющую индукционно-динамического усилия выталкивания, направленнуюв сторону, противоположную рабочемуходу бойка. При этом индукционнодинамическая сила, выталкивающая немагнитную часть бойка из полости катушки прямого хода, максимальна.Одновременно электромагнитное поле катушки взаимодействует с рабочей задней частью бойка, изготовленнойиэ ферромагнитного материала.с высокой магнитной проницаемостью, например из листовой электротехнической стали (при небольших усилиях удара бойка) или из прочной конструкционной кованой стали (при значительиых нагрузках на боек), Поле катушкипрямого хода втягивает в себя рабочую часть бойка. Возникающая при этом электромагнитная составляющая втягивания ферромагнитной части бойка сообщает движущейся массе бойка (с начальной скоростью выталкивания передней немагнитной части ч, ) скорость втягивания ч . При этомвблагодаря выполнению рабочей части бойка из материала с высокой магнитной проницаемостью потери от вихревых токов в этой части незначительны (до 15%),В момент удара бойка по объекту его конечная. скорость является суммой двух конечных скоростей выталки-. вания его немагнитной части из поло1247998 Как показали испытания ударника,выполнение бойка составным в видепередней части из немагнитного электропроводного материала, составляющегопо длине 0,7 длины катушки прямогохода, при расположении заднего торцапередней части посредине катушки удара повьппает силу удара бойка по сравнению с известными молотами, имеющимисплошной боек из ферромагнитного материала, в 1,8-2,0 раза. При этомскорость движения бойка в момент егоудара по объекту примерно на 40 .больше, чем сплошного бойка (при прочих равных условиях),Увеличение длины передней частисвыше 0,7 длины катушки удара уменьааэт силу. Причем с увеличением длины передней части бойка сверх 0,7снижение силы удара более заметно.. Величину рабочего хода бойка можноизменять путем замены распорной втулки 10 соответствующей длины и продоль.ного перемещения катушки возврата.При этом необходимо выполнить условие.чтобы расстояние между серединамикатушек прямого и обратного ходовбыло равно (йли несколько больше)максимальному рабочему ходу бойка.Такая регулировка расположения частей бойка обеспечивает нанесение ударов с максимальным усилием при необходимости увеличить рабочий ход бойка прй удаленных объектах и значительной длине сопрягаемых деталей,сти катушки удара и втягивания ферромагнитной части.В связи с тем, что кинетическаяэнергия равномерно ускоренно движущейся массы бойка в каждый моментвремени прямо пропорциональна квадрату скорости, увеличение последнейвызывает значительное повышение ударного импульса и полезной энергии удара бойка. 10Длина передней части, бойка выбрана равной 0,7 длины катушки прямогохода, так как при большей длине масса этой части будет удаляться отэлектромагнитного поля катушки и вза имодействие с полем будет ослабевать.Удаленная часть массы практическистанет балластной, так как полезнаясила выталкивания в ней действоватьне будет. 20После нанесения удара катушки прямого хода отключается и включаетсямаломощная катушка обратного хода,которая втягивает боек в исходноеположение до совпадения середины фер ромагнитной части бойка с серединойкатушки прямого хода (й одновременного контакта заднего торца бойка сдемпфирующей подушкой 9),Путь бойка, равный расстояниюмежду серединами катушек прямого иобратного ходов, является участкомразгона, после чего начинается участок электромагнитного торможения.Для исключения перемещения бойка научастке торможения необходимо, чтобымаксимальная величина рабочего ходабойка равнялась (или была меньше)длине участка его разгона. Благодаряэтому окончание рабочего хода бойка 40и его удар по объекту будут соответствовать максимальной скорости. Указанные соотношения размеров составного бойка и его расположение относительно катушки удара обеспечи вают повышение полезной энергии удара благодаря повьппению усилия удара, равного сумме двух составляющих: индукционно-динамической выталкивания и электромагнитной втягивания (за счет расположения немагнитной части бойка впереди, а ферромагнитной - сзади), устранению участка торможения бойка (эа счет того, что расстояние между серединами катушек прямого 55 и обратного ходов, равное участку разгона, больше максимального рабочего хода бойка) и направлению индукционно-динамической составляющей удара в сторону рабочего хода (за счетрасположения заднего торца немагнитной части бойка посредине катушки .прямого хода). П р и м е р. Основные размеры ударника: длина каждой катушки 300 мм; диаметр бойка 80 мм; длина его передней части из немагнитного материала - высокопрочного электропроводного алюминиевого материала (парамагнетика) ВЛ 95-210 мм; длина рабочей задней части из ферромагнитного материала - стали 56-1210 мм. В исходном положении задний торец передней части бойка располагается посредине катуш-. ки удара. Сечение провода марки ПСДК, из которого намотана катушка прямого хода, 60 мм , сечение. провода катушки обратного хода 12 мм. Максимальная величина рабочего хода бойка 500 мм.Составитель С. ВенгржановскаяРедактор А. Лежнина Техред Г,Гербер Корректор О. Луговая Заказ 4137/55 Тираж 631 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1247998 ьподлежащих сборке или разборке на вающий катушки прямого и обратного .предлагаемом устройстве, ходов и ферромагнитный якорь, о тКатушка обратного хода в предла- л и ч а ю щ и й с я тем, что, с гаемом устройстве выполнена маломощ- целью повышения ударного усилия, фер-, ной по сравнению с катушкой прямогоромагнитный якорь снабжен цилиндричесхода, что снижает потребляемую мощ- ким участком из немагнитного электро- ность по сравнению с ударником-про- проводного материала, размещенным на тотипом, у котороговсе работающие по- передней части бойка, длина участка переменно катушки потребляют одинако- якоря из электропроводного материала вую мощность. Наличие в предлагаемом 10 в осевом направлении равна 0,7 длины устройстве двух катушек, одна из ко- катушки прямого хода, при этом плосторых маломощная, обеспечивает зна- кость раздела между ферромагнитным и чительную энергию удара при уменьше- электропроводным участками якоря совнии габаритов устройства по сравне- падает с поперечной осью симметрии нию с многосекторным ударником-про катушки прямого хода, а расстояние тотипом и упрощении конструкции, между поперечными осями симметрии Ф о Р м у л а и з о б р е т е н и якатушек равно максимальному рабочемуЭлектромагнитный ударник, содер- ходужащий ферромагнитный корпус, охваты