SU857596A1 - Электромагнитный порошковый тормоз - Google Patents

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в народном хозяйстве для эффективного торможения вращающихся частей механизмов._j Известен электромагнитный порошко- вый тормоз, предназначенный для торможения вращающихся частей рабочих механизмов, состоящий из магнитопровода с катушкой возбуждения и с заполненной ферропорошком кольцевой ’ рабочей полостью, в которой размещен стаканообразный ротор, имеющий отверстия у основания стенки и канавки на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях, выполненные по винтовой 1 линии с вэаимообратным направлением относительно друг друга [1].

К недостаткам данного тормоза следует отнести низкую надежность действия . 2

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электромагнитный порошковый тормоз, содержащий катушку возбуждения и магнитопровод, выполненный с кольцевой рабо- 25 чей .полостью, внутри которой в ферропорошке размещен стаканообразный ротор, боковая цилиндрическая стенка которого выполнена с взаимообратными по направлению винтовыми канавка2 ,‘ми на наружной и внутренней поверхностях, сквозными отверстиями, равномерно расположенными в зоне основания и наклоненными в направлении вращения ротора лопатками на торце, при этом сквозные отверстия в боковой стенке ротора выполнены радиально направленными [2].

Данный тормоз обладает недостаточной надежностью, вследствие образования неперемешиваемого уплотненного слоя ферропорошка - тромба у основания стенки, в области отверстия, между стенкой ротора и цилиндрическими поверхностями магнитопровода. Особенно это сказывается при малых и средних коэффициентах заполнения рабочей полости ферропорошком, т. е. при 0 < К_о < 0,7₍(где Кд = /Мр, здесь Уф — объем ферромагнитного порошка в рабочей полости в состоянии рабочей утряски; Vp — объем рабочей полости). При этом на тромб у основания ротора практически не оказывают выталкивающего воздействия вновь нагнетаемые винтовыми канавками порции ферропорошка, в то время как у торцовой поверхности ротора под действием равнонаклоненных лопаток тромб не образуется.

Образование тромба приводит к снижению стабильности механической характеристики тормоза, спеканию ферропорошка и к снижению надежности его работы, вследствие отсутствия перемешивания в условиях повышенного нагрева. 5

Цель изобретения - повышение надежности работы тормоза.

Для достижения поставленной цели, в тормозе, содержащем катушку возбуждения и магнитопровод, выполненный с 10 кольцевой рабочей полостью, внутри которой в ферропорошке размещен стака- нообраэный ротор, боковая цилиндрическая стенка.которого выполнена с , противоположными по направлению вин- 4 5 товыми канавками на наружной и внутренней поверхности сквозными отверстиями, равномерно расположенными в зоне основания и наклоненными в направлении вращения ротора лопатками на тор- 20 це, отверстия в зоне основания боковой цилиндрической стенки ротора выполнены с углом наклона равным по величине, и противоположными по направлению углу наклона лопаток. _

Повышение надежности действия тор- моза достигается за счет более равномерного перемешивания порошка у основания стенки ротора, так как при вращении ротора наклонные отверстия способствуют·возникновению радиаль- 30 ной составляющей силы, действующей на ферропорошок и отбрасывающей его частицы в область рабочего зазора в соответствии с общим направлением цирку-; ляции ферропорошка. Наклон отверстий 35 выбирается равным, но противоположным по знаку наклону лопаток, для уравновешивания радиальных отбрасывающих сил, действующих со стороны лопаток и отверстий соответственно. дд

На фиг. 1 изображен общий вид электромагнитного ферропорошкового тормоза; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2; на фиг. 5 - узел II на фиг. 3. *5

Тормоз содержит магнитопровод 1 с кольцевой рабочей полостью, катушку возбуждения, стаканообразный ротор со сквозными отверстиями 4 у основа-jQ ния цилиндрической стенки, с наружной..

и внутренней 6 взаимообратними по направлению винтовыми канавками и лопатками 7 на торце. Лопатки 7 наклонены в направлении вращения ротора --

3. Отверстия 4 выполнены с наклоном равным по величине, но противоположным по направлению наклону лопаток 7. Ротор крепится на выходном валу 8. Защиту фланцевого подшипникового узла 9 от пападания в него ферропорошка 10 60 обеспечивает уплотнение 11.

Тормоз работает следующим образом.

При подаче на катушку 2 постоянного тока магнитный поток Ф пронизывает внешний и внутренний рабочие зазоры 65 между магнитопроводом 1 и ротором 3, вследствие чего ферропорошок· 10, находящийся в зазорах, превращается в пластичную массу с сопротивлением сдвигу, зависящим от индукции магнитного поля. При вращении ротора 3 по часовой стрелке со стороны вала 8, пластичная масса ферропорошка начинает циркулировать вдоль зазоров, причем по наружной поверхности ротора под действием наружной винтовой канавки 5 ферропорошок перемещается от основания ротора 3 к его концу, а по внутренней поверхности под действием внутренней винтовой канавки от конца к основанию ротора. Наружный и внутренний зазоры соединяются между собой с одной стороны посредством ряда наклонных на угол - d- отверстий 4 у основания ротора, а с другой стороны зазором между торцом стенки ротора 3 с наклонными на угол + oL лопатками 7. При вращении ротора лопатки создают за счет наклона + </. радиальную составляющую силу Е;, отбрасывающую и перемешивающую частицы ферропорошка из зоны верхнего зазора в нижний зазор, а отверстия за счет угла наклона -сС развивают радиальную составляющую силы F противоположную по знаку силе , но равную по величине 'за счет равенства углов наклона.

Это способствует отбрасыванию ферропорошковой массы наоборот, из зоны нижнего зазора в верхний. Области уплотненного ферропорошка при этом не образуются и весь ферропорошок, перемешиваясь, циркулирует вдоль рабочих зазоров в соответствии с общим направлением движения.

Наклон отверстий под углом противоположным по знаку, но равным по величине соответствующему наклону лопаток_f обеспечивает стабильное перемещение ферропорошка в направлении его циркуляции, позволяет более равномерно распределить ферропорошок в рабочих зазорах при любых коэффициентах заполнения и,тем самым, повышает стабильность механических характеристик и надежность работы тормоза.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в н родном хоз йстве дл  эффективного тор можени  вращающихс  частей механизмо Известен электромагнитный порошко вый тормоз, предназначенный дл  торможени  вращающихс  частей рабочих механизмов, состо щий из магнитопровода с катушкой возбуждени  и с заполненной ферропорошком кольцевой рабочей полостью, в которой размещен стаканообразный ротор, имеклдий отвер сти  у основани  стенки и канавки на наружной и внутренней цилиндрических повврхност х, выполненные по винтовой линии с взаимообратным направлени ем относительно друг друга ,1 j. К недостаткам данного тормоза сле дует отнести низкую надежность действи . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  элек тромагнитный порошковый тормоз, содер Жсцдий катушку возбуждени  и магнитопровод , выполненный с кольцевой рабочей .полостью, внутри которой в ферропорошке размещен стаканообразный ротор , бокова  цилиндрическа  стенка которого выполнена с взаимообратными по направлению винтовыми канавка/ми на наружной и внутренней поверхност х , сквозными отверсти ми, равномерно расположенными в зоне основани  и наклоненными в направлении вращени  ротора лопатками на торЦе, при этом сквозные отверсти  в боковой стенке ротора выполнены радиально направле нными f2 . Данный тормоз обладает недостаточной надежностью, вследствие образовани  неперемешиваемого уплотненного сло  ферропорошка - тромба у основани  стенки, в области отверсти , между стенкой ротора и гилиндрическими поверхност ми магнитопровода. Особенно это сказываетс  при малых и средних коэффициентах заполнени  рабочей полости ферропорошком, т. е. при О KO т 0,7,Сгде К /. здесь Уф - объем ферромагнитного порошка в рабочей полости в состо нии рабочей утр ски VP - объем рабочей полости), При этом на тромб у основани  ротора практически не оказывают выталкиваквдего воздействи  вновь нагнетаемые винтовыми канавками порции ферропорошка , в то врем  как у торцовой поверхности ротора под действием равнонаклоненмых лопаток тромб не образуетс . Образование тромба приводит к снижению стабильности механической ха рактеристики тормоза, спеканию ферропорошка и к снижению надежности его работы, вследствие отсу.тстви  перемешивани  в услови х повышенного нагрева , Цель изобретени  - повышение надеж ности работы тормоза. Дл  достижени  поставленной цели, в тормозе, содержатцем катушку возбуждени  и магнитопровод, выполненный с кольцевой рабочей полостью, внутри которой в ферропорошке размещен стаканообразный ротор, бокова  цилиндрическа  стенка которого выполнена с противоположными по направлению винтовыми канавками на наружной и внутренней поверхности сквозными отверсти  ми , равномерно расположенными в зоне основани  и наклоненными в направлении вращени  ротора лопатками на торце , отверсти  в зоне основани  боковой цилиндрической стенки ротора выполнены с углом наклона равным по величине , и противоположными по направлению углу наклона лопаток, Повьшдение надежности действи  тормоза достигаетс  за счет более равномерного перемешивани  порошка у основани  стенки ротора, так как при вращении ротора наклонные отверсти  способствуютвозникновению радиальной составл ющей силы, действующей на ферропорошок и отбрасывающей его частицы в область рабочего зазора в соот ветствии с общим направлением цирку7 л ции ферропорошка. Наклон отверстий выбираетс  равным, но противоположным по знаку наклону лопаток, дл  уравновешивани  радиальных отбрасывающих сил, действующих со стороны лопаток и отверстий соответственно, На фиг, 1 изображен общий вид электромагнитного ферропорошкового тормоза; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг, Ij на фиг, 4 - узел I на фиг, 2 на фиг, 5 - узел II на фиг, 3, Тормоз содержит магнитопровод 1 с кольцевой рабочей полостью, катушку 2возбуждени , стаканообразный ротор 3со сквозными отверсти ми 4 у основ ни  цилиндрической стенки, с наружно 5 и внутренней б взаимообратными по направлению винтовыми канавками и лопатками 7 на торце, Лопатки 7 наклонены в направлении вращени  ротора 3, Отверсти  4 выполнены с наклоном равным по величине, но противоположным по направлению наклону лопаток 7 Ротор крепитс  на выходном валу 8, Защиту фланцевого подшипникового узл 9 от пападани  в него ферропорошка 1 обеспечивает уплотнение 11, Тормоз работает следующим образом При подаче на катушку 2 посто нно тока ма -нитный поток Ф пронизывает внешний и внутренний рабочие зазоры между магнитопроводом 1 и ротором 3, вследствие чего ферропорошок 10, наход щийс  в зазорах, превращаетс  в пластичную массу с сопротивлением сдвигу, завис щим от индукции магнитного пол . При вращении ротора 3 по часовой стрелке со стороны вала 8, пластична  масса ферропорошка начинает циркулировать вдоль зазоров, причем по наружной поверхности ротора под действием наружной винтовой канавки 5 ферропорошок перемещаетс  от основани  ротора 3 к его концу, а по внутренней поверхности под действием йнутренней винтовой канавки от конца к основанию ротора,,Наружный и внутренний зазоры соедин ютс  между собой с одной стороны посредством р да наклонных на угол - d. отверстий 4 у основани  ротора, а с другой стороны зазором между торцом стенки ротора 3 с наклонными на угол + oL лопатками 7, При вращении ротора лопатки создают за счет наклона + d. радиальную составл ющую силу В( , отбрасывающую и перемешивак цую частицы ферропорошка из зоны верхнего зазора в нижний зазор, а отверсти  за счет угла наклона -оС развивают радиальную составл ющую силы Fjj,, противоположную по знаку силе F, но равную по величине за счет равенства углов наклона. Это способствует отбрасыванию ферропорошковой массы наоборот, из зоны нижнего зазора в верхний. Области уплотненного ферропорошка при этом не образуютс  и весь ферропорошок, перемешива сь , циркулирует вдоль рабочих зазоров в соответствии с общим направлением движени . Наклон отверстий под углом противоположным по знаку, но равным по величине соответствующему наклону лопаток обеспечивает стабильное перемещение ферропорошка в направлении его циркул ции , позвол ет более равномерно распределить ферропорошок в рабочих зазорах при любых козффициентах заполнени  и,тем самым, повышает стабильность механических характеристик и надежность работы тормоза. Формула изобретени  Электромагнитный порошковый тормоз, содержащий катушку возбуждени  и магнитопровод , выполненный с кольцевой рабочей полостью,внутри которой в фер .ропорошке размещен стаканообразный ротор, бокова  цилиндрическа  стенка которого выполнена с противоположными по направлению винтовыми канавками на наружной и внутренней поверхрюст х, сквозными oтвepcти ми равномерно располох енными в зоне основани  и наклоненными в направлении вращени .ротора лопатками на торце, о т л и ч а