BG61889B1 - Устройство за спиране на електродвигатели - Google Patents

Description

Изобретението се отнася до устройство за спиране на електродвигатели, приложимо, по-специално за бързо привеждане в състояние на покой на въртящи се части, задвижвани от асинхронни електродвигатели с накъсосъединен ротор, след изключване или отпадане на захранващото напрежение.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е от ЕР 0 360 779 В1 устройство за спиране на асинхронни електродвигатели с накъсосъединен ротор, състоящо се от гьрнеобразно спирачно тяло от магнитомек материал, което обхваща единия накъсосъединен пръстен на ротора и от дъното, на което е оформен поне един издатък с клиновидна повърхност, влизащ в съответен прорез, оформен на челната повърхност на накъсосъединяващия пръстен. Към дъното на спирачното тяло е закрепена неподвижно цилиндрична втулка, базирана радиално към вътрешната страна на клиновидните издатъци. Между спирачното тяло и челната повърхност на роторния пакет във втулката е поместена пружина, която притиска спирачното тяло към спирачни накладки, свързани неподвижно с лагерния щит на електродвигателя.

Недостатък на устройството е ниската му експлоатационна надеждност, поради бързата деформация на клиновидните повърхности на прорезите, оформени в накъсосъединяващия пръстен, който е изработен от алуминий с ниска твърдост.

Друг недостатък на устройството е малката сила на притегляне на спирачното тяло от ротора, която е в пряка зависимост от магнитната индукция в ярема му и в редица случаи на приложение е недостатъчна.

Техническа същност на изобретението

Задача на изобретението е да създаде уст ройство за спиране на електродвигатели с висока експлоатационна надеждност и повишена стойност на силата на привличане на спирачното тяло, което е предпоставка както за устойчива работа в широк диапазон на изменение на захранващото напрежение, така и за увеличаване силата на пружината и постигане на значително по-голям спирачен ефект.

Задачата е решена с устройство, състоящо се от надянато на вала на електродвигателя подвижно спирачно тяло (котва), което е изпълнено от магнитомек материал, чрез щанцоване и огъване или по други методи, като леене под налягане, прахова металургия и др. Спирачното тяло има най-малко два клиновидни издатъка, насочени към ротора на електродвигателя, и поместени в клиновидни вдлъбнатини на ротора, като в накъсосъединяващия му пръстен е залят многополюсен магнитопровод. Върху вала на двигателя, между спирачното тяло и ротора е поместена пружина, която притиска спирачното тяло с външната му повърхност към фрикционни тела (спирачни накладки), свързани с неподвижния лагерен щит или други неподвижни части на задвижването.

Съгласно изобретението подвижното спирачно тяло има формата на шайба /диск/ и оформените по вътрешния й диаметър клиновидни издатъци влизат свободно в съответни клиновидни вдлъбнатини /легла/, оформени в предвидено на вала стъпало, или в неподвижно закрепена към вала втулка, на която предварително са оформени клиновидните вдлъбнатини.

В съответствие с изобретението многополюсният магнитопровод представлява конусообразен или цилиндричен назъбен венец, на който краищата на зъбите са огънати така, че прилягат челно с оформената си плоска повърхност към роторния пакет, а радиалната им цилиндрична повърхност лежи в магнитното поле на статора. Челната работна повърхност на магнитопровода, получена след отнемане на затварящия зъбите му венец /пръстен/, е издадена навън от накъсосъединяващия пръстен и е успоредна на плоскостта на спирачното тяло.

Съгласно друг вариант на спирачно тяло, към спирачната шайба е неподвижно закрепено едно тяло с профил на чиния (чиниеобразно тяло), с челна периферна повърхност, прилягаща в притиснато от пружината състояние към фрикционните накладки.

Възможно е също чиниеобразното тяло и спирачната шайба да бъдат изработени като едно тяло, изпълнено чрез щамповане или изтегляне.

При това напълно целесъобразно е чиниеобразното тяло да обхваща лагерното легло на електродвигателя, като челната му периферна повърхност контактува с фрикционните елементи, закрепени към лагерния щит.

Предимствата на изобретението са голямата му експлоатационна надеждност, дължаща се на високата твърдост и износоустойчивост на материалите, от които са изработени котвата и вала на електродвигателя и свързаните с тях клиновидни форми, подложени в процеса на експлоатация на интензивни ударни натоварвания с високи амплитудни стойности, както и голямата стойност на силата на привличане на котвата от магнитното поле чрез така оформения многополюсен магнитопровод, чиято интензивност се обуславя предимно от основния магнитен поток на електродвигателя. Последната е предпоставка за устойчива работа в широк диапазон на изменение на захранващото напрежение и за постигане на малки времена на спиране, поради възможността за използване на по-силни пружини.

Едно чиниеобразно оформено спирачно тяло позволява да се увеличи диаметърът на триене на котвата, при липса на други конструктивни възможности и съществено да се увеличи спирачният ефект.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 представлява надлъжен разрез на устройството за спиране и част от асинхронен електродвигател, на което спирачното тяло е оформено като шайба:

фигура 2 - надлъжен разрез на устройството за спиране със спирачно тяло /котва/, оформено от два неподвижно свързани еле мента - чиниеобразно тяло и шайба;

фигури 3, За и Зв - спирачно тяло, оформено като шайба;

фигура 4 - разрез на спирачно тяло съгласно фиг. 2;

фигури 5 и 5а - примерно изпълнение на многополюсния магнитопровод;

фигури 6 и 7 - вал на ротора.

Примери за изпълнение на изобретението

Устройството (фиг. 1) се състои от оформено като шайба подвижно спирачно тяло 1, което е в постоянен контакт с притискаща го пружина 2, поместена върху вала 3 на електродвигателя и обхваната външно от накъсосъединяващ пръстен 4а на ротора 4, с многополюсен магнитопровод 5. Към лагерния щит 6 на електродвигателя са прикрепени фрикционни елементи /накладки/ 7, срещу които лежи оформеното като шайба спирачно тяло 1. На вала 3 е предвидено стъпало За с оформени в челото му клиновидни вдлъбнатини /легла/ 8 /фиг. 6/.

Съгласно фигура 7 вместо стъпало върху вала 3 е пресово набита втулка Зв, на която предварително са оформени клиновидни вдлъбнатини 8.

Изпълненото като шайба спирачно тяло 1 има симетрично формовани по отвора си два броя клиновидни издатъци 1а, разположени на радиус равен на радиуса на оформените в стъпалото За на вала 3 или към втулката Зв клиновидни вдлъбнатини 8 и влизащи свободно в тях.

Предложеният втори вариант на спирачно тяло 1 се състои от два отделно изработени елементи - шайба и неподвижно закрепено към нея чиниеобразно оформено тяло 9, с челна работна повърхност 9а, която приляга в притиснато от пружината състояние към фрикционните елементи 7. Чиниеобразното тяло 9 обхваща лагерното легло на електродвигателя и фрикционните елементи 7 са закрепени към стената на лагерния щит 6.

Спирачното тяло, (фиг. 4) може да бъде изпълнено и като един детайл, по посочените вече методи.

Многополюсният магнитопровод 5 пред ставлява конусообразно оформен назъбен венец, краищата на зъбите 5а на който са огънати така, че прилагат с оформената си плоска повърхност 5в към роторния пакет, а радиалната им повърхност 5с е част от околната повърхност на цилиндър, с радиус равен на радиуса на ротора 4 и в сглобено състояние попада под магнитното поле на статора 10. След заливане в накъсосъединяващия пръстен 4а затварящият зъбния венец пръстен 5d се отнема с механична обработка и се оформя челната работна повърхност 5е на магнитопровода 5.

Използване на изобретението

При включване на електродвигателя към захранващата мрежа, спирачното тяло 1, и в двата варианта, се привлича от основното магнитно поле на електродвигателя чрез многополюсния магнитопровод 5, клиновидните издатъци 1а влизат свободно в клиновидните вдлъбнатини 8, оформени от стъпалото 3 на вала на електродвигателя, като пружината 2 се деформира и работната повърхност 9а на тялото се отделя от фрикционните елементи 7.

Електродвигателят се развърта и работи.

При изключване на електродвигателя или отпадане на захранващото напрежение, магнитното поле на електродвигателя изчезва, пружината 2 изтласква спирачното тяло 1 към фрикционните елементи 7, свързани с неподвижния лагерен щит 6. Възниква триене между работната повърхност 9а на тялото и фрикционните елементи 7, вследствие на което скоростта на въртене на тялото намалява. Роторът, заедно със задвижваните от него въртящи се части достига спирачното тяло, осъществява се приплъзване между клиновидните повърхнини на клиновидните издатъци 1а на тялото и клиновидните вдлъбнатини 8, оформени в стъпалото на вала на електродвигателя, вследствие на което възниква допълнителна аксиална сила на притискане на спирачното тяло 1 към фрикционните елементи 7 и спирачният ефект се увеличава.

Използването на изобретението не се ограничава само за асинхронни електродвигатели с накъсо съединен ротор. То може да се приложи и при постояннотокови и синхронни електродвигатели.

Claims (3)

1. Устройство за спиране на електродвигатели с накъсосъединен ротор, състоящо се от надянато на вала на електродвигателя подвижно спирачно тяло, изпълнено от магнитомек материал и снабдено с най-малко два клиновидни издатъка, насочени към ротора и поместени в клиновидни вдлъбнатини, оформени в ротора накъсосъединяващ пръстен, в който е залят многополюсен магнитопровод, при което между спирачното тяло и лагерния щит на електродвигателя са разположени фрикционни елементи, а между спирачното тяло и ротора във вътрешността на накъсосъединявашия пръстен е поместена притискаща пружина, характеризиращо се с това, че подвижното спирачно тяло (1) има формата на шайба /диск/ и оформените по вътрешния му диаметър клиновидни издатъци (1а) са свободно поместени в съответните клиновидни вдлъбнатини (8), оформени в предвидено на вала (3) стъпало (За) или в неподвижно свързана с него втулка (Зв), а многополюсният магнитопровод (5) представлява конусообразен или цилиндричен назъбен венец, на който краищата на зъбите (5а) са огънати така, че прилягат челно с оформената си плоска повърхност (5в) към роторния пакет, като радиалната им повърхност (5с) лежи в магнитното поле на статора (10), а челната работна повърхност (5е) на зъбите (5а) на магнитопровода (5ι. получена след отнемане на затварящия ги пръстен /венец/ (5d), е издадена навън от съединяващия накъсо пръстен (4а) на ротора.

2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че откъм страната на фрикционните елементи (7) към оформеното като шайба спирачно тяло (1) е неподвижно закрепено чиниеобразно тяло (9) с челна работна повърхност (9а), която приляга към фрикционните елементи (7) в притиснато от пружината (2) състояние.

3. Устройство съгласно претенция 2, ха4 поване или изтегляне от листова стомана.

рактеризиращо се с това, че чиниеобразното тяло (9) и оформеното като шайба спирачно тяло (1) са изпълнени като едно тяло чрез щам- Приложение: 7 фигури