Электродвигатель возвратно-поступательного движения

(505 Н 02 К 33/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПГИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М 1601708, кл, Н 02 К 33/12, 1988.Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1424103, кл. Н 02 К 33/12, 1986,(54). ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствахударного действия. Цель изобретения - повышение КПД, Устройство выполнено в виИзобретение относится к электромащи. ностроению, строительному и горному машиностроению. в частности к линейным .двигателям и устройствам ударного действия (молоткам, бурильным машинам). Известен электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий. электромагнит с поршнем-якорем, поршневая часть которого размещена в цилиндре. При рабочем ходе поршня происходит сжатие воздуха в передней камере цилиндра, и обратный ход совершается эа счет. давления сжатого воздуха в этой камере. Поэтому при работе возникают потери энергии, связанные с сжатием газа в передней камере цилиндра, Это снижает КПД двигателя,Я 21721740 А 1 де цилиндрического магнитопровода с торцовыми и средним полюсом, катушками прямого 1 и обратного 2 хода. Якорь 3 с продольным отверстием расположен в полости магнитопровода. На заднем конце якоря выполнена конусная проточка, в которой размещен конусный захват 8, движение которгого ограничено упором 10. В отверстии якоря размещены трубчатая втулка 6 с упором 7 и боек 11 с упором 12, В переднем торце устройства размещена пружина-фиксатор бойка, в заднем амортизатор. Повышение КПД достигается за счет обеспечения свободного хода бойка 11 до удара по хвоставику держателя, инструмента,13 при освобождении конусного захвата 8 после разгона бойка 11 якорем 3 до рабочей скорости. 2 ил, вввЪИзвестен также электромагнитный дви- . 4 гатель возвратно-поступательного движе- Э ния, содержащий цилиндрический ф магнитопровод с полюсами. катушки прямо го и обратного хода, подвижную направляющую трубу и ферромагнитную подвижную направляющую с торцовыми фланцами-ограничителями, в полости которой расположен якорь.Якорь выполняет одновременно функцию элемента магнитопровода и бойка, поэтому он изготовлен из магнитотвердого материала. При работе двигателя происходят потери энергии, что приводит к снижению КПД,Известен наиболее близкий к предлагаемому электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий статор,выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с полюсами,в котором размещенакатушка прямого хода, якорь, расположенный в полости магнитопровода, боек и втулку с ограничителями хода, амортизатор и 5хвостовик держателя рабочего инструмента.При работе обратный ход бойка и якорясовершается за счет упругой силы амортизатора, При прямом ходе часть энергии затрачивается на сжатие пружины амортизатора,что приводит к снижению КПД устройства.Целью изобретения является повышение КПД электродвигателя,Указанная цель достигается тем, что иэвестный электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий статор,выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с полюсами, в котором размещена катушка прямого хода, якорь, 20расположенный в полости магнитопровода,боек с ограничителем хода, выполненным ввиде кольцевого выступа, втулку с ограничителем хода, расположенную между якореми бойком, амортизатор и хвостовик ииструмента, снабжен катушкой обратного хода,захватом, упором для захвата, плоской пружиной-фиксзтором бойка, Причем магнитопровод .выполнен с дополнительнымполюсом, размещенным в его средней части. Катушка прямого хода размещенамеждупередним и средним, а катушка обратногохода между задним и средним полюсами, Вякоре выполнено продольное отверстие скоиусиой расточкой на заднем конце, втулка расположена в продольном отверстииякоря и выполнена в виде кольцевой трубки,немзгнитной, с кольцевым упором в передней части. Боек расположен в отверстиивтулки, пружина-фиксатор закреплена на 40переднем, а амортизатор на заднем торцестатора, Захват выполнен из немагнитного. материала в виде конуса с осевым отверстием, равным по диаметру внешнему диаметру бойка, углом коиусности, равным углу 45расточки заднего конца якоря, снабжен пружинящими надсечками и установлен на бойке между якорем и упором для захвата,закрепленным на заднем конце якоря, Длина втулки от заднего конца до упора втулки 50. меньше длины якоря не менее чем на величину осевой длины захвата, а длина бойкаот заднего конца до упора бойка превышаетрасстояние от амортизатора до переднеготорца упора втулки. 55На фиг. 1 изображен предлагаемыйэлектродвигатель, продольный разрез; нафиг. 2 - то же, поперечный разрез А-А,Электродвигатель возвратно-поступательного движения содержит соленоидные электромагниты прямого 1 и обратного 2 хода с катушками, цилиндрическими магнитопроводами и полюсами, а также якорь 3, в котором выполнено продольное отверстие 4 с конусной расточкой 5 на заднем торце. Втулка 6 в виде кольцевой трубки (немагнитной) с упором 7 в передней части свободно расположена в продольном отверстии 4 якоря. В конусной расточке 5 якоря 3 размещен захват 8 в виде конуса с осевым отверстием, Захват 8, выполненный из немагнитного материала, снабжен пружинящими надсечками 9. С заднего торца якоря 3 закреплены упоры 10, ограничивающие возможное продольное перемещение захвата 8. В полости втулки 6 размещен с возможностью движения боек 11, нз котором в передней части его выполнен упор 12. В передней части двигателя установлен инструмент 13. а в задней части - амортизатор, включающий корпус 14 и подпружиненный поршень 15, В держателе инструмента 13 расположена плоская пружина-фиксатор 16.Двигатель работает следующим образом,Питание обмоток катушек электромагнитов осуществляется короткими импульсами тока. Пусть якорь 3, боек 11, втулка 6 и захват 8 находятся в крайних положениях, показанных на фиг, 1, При подаче импульса тока на обмотку катушки электромагнита 1 под действием возникающей электромагнитной силы якорь 3 начинает перемещаться вправо (по фиг. 1) и перемещает вправо посредством упора 12 боек 11, который посредством этого же упора отжимает плоскую дружину-фиксатор 16, обеспечивающую фиксацию бойка 11 в крайнем заднем положении. При этом движении якоря 3 захват 8 за счет возникающей силы инерции прижимается к упорам 10; и поэтому не происходит зажима захватом 8 бойка 11. Якорь 3, двигаясь ускоренно вправо, сообщает достаточный запас кинетической энергии бойку 11. Выбрав короткий рабочий воздушный зазор относительно хода бойка 11, якорь 3 . занимает положение магнитного равновесия. При этом упор 7 втулки 6 опирается о держатель инструмента 13, а задний торец этой втулки - о торец захвата 8, поэтому захват 8 не заклинивается в конусной расточке 5 якоря 3. з значит, не зажимает (не заклинивает) боек 11, который, ускоренно перемещаясь вправо за счет сообщенного запаса кинетической энергии, совершает рабочий ход, Рабочий ход бойка 11 закзнчивается ударом по инструменту 13.В момент удара. бойка 11 о инструмент13 подается импульс тока на обмотку катушки электромагнита 2 обратного хода, Под5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 действием электромагнитной силы якорь 3 начинает перемещаться влево (по фиг. 1).При этом, поскольку захват 8 и втулка 6 выполнены иэ немагнитного материала.втулка 6 и захват 8 в начальный момент движения якоря 3 остаются в покое, При дальнейшем движении влево якоря 3 задний конец втулки 6 не касается торца за хвата 8, и поэтому за счет возникающей силы инерции захват 8 заклинивается в конусной расточке 5 якоря 3, Так как на суживающейся части захвата 8 выполнены пружинящие надсечки 9, то при заклинивании захвата 8 он одновременно эаклинивает боек 11, Теперь якорь 3, двигаясь влево, также перемещает влево, боек 11. Совместное движение влево бойка 11 и якоря 3 продолжается до момента, пока последний не займетположение магнитного равновесия в электромагните 2. Боек 11 к этому моменту имеет определенный запас кинетической энергии, поэтому он расклинивает захват 8 и продолжает перемещаться влево. При этом боек 11 упором 12 касается упора 7 втулки 6 и,. двигаясь влево, перемещает . втулку 6 влево. Продольное перемещение влево захвата 8 ограничено упорами 10. В конце холостого хода боек 11 затормаживается подпружиненным поршнем 15 амортизатора. При.этом захват 8 кинематически связан с втулкой 6, а втулка 6 и боек 11 кинематически связаны посредством упоров.7 и 12, также боек 11 посредством упора 12 зафиксирован (кинематически связан) плоской пружиной-фиксатором 16 В конце обратного хода бойка 11 подается импульс тока на обмотку электромагнита 1 прямого ходаЯкорь 3 под действием электромагнитной силы начинает перемещаться вправо(фиг. 1) и перемещает вправо втулку 6 и боек 11, а захват 8 упирается при этом движении якоря 3 в упоры 10, Так начинается новый цикл работы двигателя.Таким образом, в предлагаемом двигателе благодаря снабжению захватом, упорами, выполнению отверстия и конусной расточки в якоре, размещению электромагнита обратного хода соосно с электромагнитом прямого хода, захвата в конусной расточке, втулки и бойка в отверстии якоря; выполнению упоров,на бойке и втулке и пружинящих надсечек; кинематической связи бойка с плоской пружиной-фиксатором 16 повышается эффективность передачи ударной энергии бойка путем резкого снижения сопротивления движения бойка и снижаются потери энергии, что повышает его КПД.Использование изобретения на практике позволяет сэкономить электроэнергию в 1 - 1,5 раза за счет меньшего хода якоря относительно хода бойка; повысить производительность в 1-1,3 раза за счет увеличения ударной энергии бойка,Формула изобретения Электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий статор, выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с полюсами, в котором размещена катушка прямого хода, якорь, расположенный в полости магнитопровода. боек с ограничителем хода, выполненным в виде кольцевого выступа, втулку с ограничителем хода, расположенную между якорем и бойком, амортизатор и хвостовик держателя рабочего инструмента. о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен катушкой обратного хода, захватом, упором для.захвата, плоской пружиной- фиксатором бойка, причем магнитопровор выполнен с дополнительным полюсом, размещенным в его средней части, катушка прямого хода размещена между передним и средним, а катушка обратного хода между задним и средним полюсами, в якоре выполнено продольное отверстие с конусной расточкой на заднем конце, втулка расположена в продольном отверстии якоря и выполнена в виде кольцевой .трубки, немагнитной, с кольцевым упором в передней части, боек расположен в отверстии втулки, пружина-фиксатор закреплена на переднем, а амортизатор на заднем торце статора, захват выполнен из немагнитного материала в виде конуса с осевым отверстием, равным по диаметру внешнему диаметру бойка, углом конусности равным углу расточки заднего конца якоря, снабжен пружинящими надсечками и устайовлен на бойке между якорем и упОром для захвата, закрепленным на заднем конце якоря, причем длина втулки от заднего конца до упора втулки меньше длины якоря не менее чем на величину осевой длины захвата, а длина бойка от заднего конца до упора бойка превышает расстояние от амортизатора до переднего торца упора втулки.1721740 У У 3 г ГД Составитель КДусалиев ехред М.Моргентал Коррект ончакова Реда,Стени аз 960 Тираж Подписное8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям й открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 при ГКНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород; ул. Гагарина. 1