Електромагнітні муфти

Муфта — цей пристрій, що забезпечує передачу враща-тельного руху від одного валу до іншого.

Існують некеровані муфти, що забезпечують посто-янное зчеплення валів, і керовані, які передають дви-жение від провідного валу до веденого по сигналах управління.

Електромагнітна муфта є пристроєм з двома валами: ведучим, приведеним в дію будь-яким двигуном, і веденим, безпосередньо пов'язаним з робочими органами. На валах є елементи зчеплення, через які і передається обертання.

У електромагнітній муфті передача обертання забезпечується за допомогою феромагнітних матеріалів. Керовані муфти можуть бути:

• дискретної дії, в яких при подачі сигналу управ-ления здійснюється жорстке зчеплення валів;

• пропорційні, в яких швидкість обертання веденого валу визначається величиною сигналу управління.

Муфта дискретної дії (мал. 6.15, а) складається з ферро-магнитного сердечника з котушкою на провідному валу і ферромаг-нитного диска на веденому валу. При подачі в котушку сигналу управління під дією магнітного потоку створюється электро-магнитная сила, яка переміщає феромагнітний диск по осі до зіткнення з феромагнітним сердечником. Потім за рахунок сил зчеплення диск і ведений вал приходять в обертання зі швидкістю, рівній швидкості обертання провідного валу.

При знятті сигналу управління феромагнітний диск під дією пружини розчіпляється з тим, що продовжує обертатися сердечником і ведений вал зупиняється. Для зменшення впливу залишковій магнітній індукції при знятому сигналі управління на сердечнику розміщується немагнітне прокладення (наприклад, мідна).

Такі муфти можуть бути реверсивними і нереверсивними. Передавана муфтою потужність знаходиться в діапазоні від одиниць ватів до декількох кіловат; час спрацьовування — від 2 до 20 мс.

У пропорційній муфті (мал. 6.15, б) диски поміщені в кор-пус, заповнений масляною феромагнітною масою, — пороші-ком карбонільного заліза з тальком. Потрапляючи в магнітне поле, що створюється котушкою, феромагнітна маса збільшує свою в'язкість і щільно сполучає напівмуфту провідного валу з полу-муфтой веденого валу.

В'язкість феромагнітної маси росте у міру збільшення магнітного поля, тобто величини струму в котушці. Отже, швидкість обертання веденого валу залежить від струму в обмотці при постійній швидкості провідного валу. Присутність тальку в карбо-

нильном залозі аналогічно немагнітному прокладенню в муфтах дискретної дії: тальк обволікає кожну частинку по-рошкообразного заліза, допомагаючи їм легше розпастися при знятті напруги, що управляє.

Пропорційні муфти застосовують в системах управління спільно з синхронним електродвигуном.

Ще одна схема пропорційної муфти, працюючої за принципом асинхронного двигуна, приведена на мал. 6.16.

Якщо частота обертання провідного валу з індуктором рівна пъ те ведений вал може обертатися з частотою п, небагато меншою пь подібно до того, як ротор асинхронного двигуна обертається, захоплюваний магнітним полем, що обертається. При цьому частота обертання веденого валу при роботі з навантаженням визначається ве-личиной струму в котушці індуктора.

Основними достоїнствами електромагнітних муфт є:

• висока швидкодія;
• плавний пуск і регулювання швидкості обертання;
• простота управління;
• великий діапазон потужностей;
• висока надійність;
• довговічність.

6.2.3. Електромагніти і реле

Електромагніти — це електромеханічні пристрої, пре-образующие двійкові сигнали, що управляють, у фіксоване лінійне або кутове переміщення робочих органів.

Вони широко використовуються в АСУ ТП для відкриття і закры тия клапанів, заслінок і вентилів, а також в комутаційних пристроях (реле, контактори, пускачі). Вони застосовуються і розподільних пристроях пневмо- і гідроприводів для у і равления потоком газу або рідини, електромагнітних муфтих, пристроях захисту (теплове або струмове реле, автоматичні запобіжники).

Електромагніти (мал. 6.17) можуть бути постійного і грі менного струму з напругою, що управляє, від 6 до 220 В і разви ваемым зусиллям

від доль до десятків і сотень ньютонов; вони б вают що утримують і приводні, дросельного і соленоидного типу.

На мал. 6.18 представлені основні типи електромагнітів, використовуваних для управління розподільними пристроями пневмо- і гідроприводів.

При подачі струму в котушку 1 створюється електромагнітна сила, під дією якої якір 3 обертається (мал. 6.18, а, в) або переміщається (мал. 6.18, би, г) у напрямі сердечника 2. При цьому долається сила протидіючої пружини 4. При знятті струму якір повертається в початковий стан під дією пружини. На мал. 6.18, в показана диференціальна конструкція поворотного електромагніту, що забезпечує по-ворот якорі по годинній або проти годинникової стрілки при подачі струму в праву або ліву котушку, а на мал. 6.18, г — конструкція соленоидного електромагніту з конічною формою повітряного проміжку, що дозволяє підвищити що розвивається електромагнітом уси-лие.

Утримуючі електромагніти використовуються для закріплення деталей на верстатах (наприклад, шліфувальних), в підйомних ме-ханизмах (для вантаження сталевої стружки або металобрухту), для утримання в закритому стані вхідних дверей під'їздів в до-мах.

Приводні електромагніти переміщають руків'я управління верстатами, забезпечують роботу електромагнітних муфт. Широке

застосування вони знайшли в складі пневмо- і гідроапаратури. Це, в першу чергу, пневмо- і гидроэлектроклапаны, керівники витратою газу і рідини відповідно в пневмо- і гидроприво-дах. Наприклад, пневмоэлектроклапан ПЭК-47 забезпечує пода-чу в пневмопривод стислого повітря тиском 47 - 105 Па.

Електромагніти є головними елементами электромаг-нитных реле.

Електромагнітні реле — це електромеханічні пристрої, замикаючі або розмикаючі електричні ланцюги під дією двійкових сигналів, що управляють.

При незначній потужності сигналу управління, подавае-мого в обмотку реле, воно здатне управляти значною мощ-ностью в ланцюзі навантаження. Таким чином, електромагнітне реле можна розглядати як підсилювальний елемент, причому з коэф-фициентом посилення в сотні тисяч разів.

Мал. 6.20. Схема управління электромагни-том

Асортимент реле дуже широкий. Вони можуть бути постійного і змінного струму, мати всього два контакти або не-сколько десятків контактів (мал. 6.19).

Управляються електромагніти і реле, як правило, за допомогою транзисторів, працюючих в ключовому режимі (мал. 6.20).

Обмотка електромагніту Ь включает-ся в колекторний ланцюг транзистора УТ. При подачі на базу транзистора прямо-вугільного відкриваючого імпульсу по обмотці електромагніту тече максимальний струм, що забезпечує його спрацьовування. При закритті транзистора струм в обмотці практично миттєво па-дает до нуля. Це викликає появу значною ЭДС самоин-дукции е, що перешкоджає падінню струму і збільшуючої на-пряжение на колекторі до небезпечного значення.

З метою оберігання транзистора від виходу з ладу обмот-ку електромагніту шунтують діодом або стабілітроном з напругою стабілізації, що не перевищує допустимого на-пряжения на колекторі за вирахуванням напруги живлення. В цьому випадку ЭДС самоіндукції «розряджається» через стабілітрон, обес-печивая протікання струму розряду /р і обмежуючи величину на-пряжения на колекторі транзистора.

6.3. Електропневматичні і електрогідравлічні старанні механізми

6.3.1. Електропневматичні старанні механізми

Якщо від старанного механізму потрібно високе быст-родействие і значна потужність, а також возвратно-посту-пательное рух, то доцільно використовувати электропнев-матические НИМ. Вони складаються з розподільного пристрою, електромагніту, що управляє, і силового циліндра з поршнем.

Розподільний пристрій, приведений в дію управ-ляющим електромагнітом, направляє потік повітря в ту або іншу порожнину циліндра або змінює величину тиску в порожнині. При чтом шток, сполучений з поршнем, переміщається в соответ-ствующем напрямі, управляючи положенням робочих органів.

В якості розподільних пристроїв в пневматичних ме-ханизмах використовуються золотники, струминна трубка і сопло-зас-лонка.

Пристрій старанного механізму із золотниковим рас-пределителем і електромагнітом соленоидного типу показаний на мал. 6.21. За відсутності струму в обмотці електромагніту сердеч-ник, пов'язаний з клапаном 1, під дією пружини щільно закриває золотник 3 і потік газу від пневмосети не може посту-пать в пневмоцилиндр (мал. 6.21, а).

При подачі сигналу, що управляє, в обмотку 4 электромагни-та в ній з'являється струм 1У, під дією якого виникає електромагнітна сила, прагнуча втягнути сердечника 5 всередину котушки. Клапан переміщається і щільно перекриває золотник 2, відкриваючи золотник 3. Потік газу спрямовується через відкритий золотник в циліндр, створюючи тиск на поршень 9. Поршень переміщається, стискуючи циліндричну пружину 7 і передаючи через шток 8 зусилля навантаженню (мал. 6.21, б). При знятті сигналу управління сердечник під дією пружини повертається н початковий стан, перекриваючи шлях газу в циліндр і сполучаючи порожнину циліндра через золотник 2 з атмосферою. Поршень під дією пружини повертається в початковий стан.

На мал. 6.22 представлений пристрій электропневматическмч старанних механізмів з розподільними пристрої-мі типу струминна трубка і сопло-заслінка.

У першому випадку (мал. 6.22, а) струминна трубка 1, керованим поворотним електромагнітом, направляє потік газу від пневмо мережі в ліву (напрям Л) або праву (П) порожнину циліндра і сполучає відповідно праву або ліву порожнину з атмос-

ферой. Поршень з штоком переміщається у бік меншого тиску, передаючи зусилля на навантаження.

У другому випадку (мал. 6.22, б) заслінка, керована анало-гичным електромагнітом, перекриває ліве або праве сопло, піднімаючи тиск у відповідній порожнині циліндра і со-единяя протилежну порожнину з атмосферою. Поршень пере-мещается у бік меншого тиску, відповідно воздей-ствуя на навантаження. Потік газу від пневмосети поступає в порожнини через дроселі, що забезпечують необхідний перепад тиску в них.

Конструкції дросельних, струминних і золотникових распре-делителей можуть бути самими різними. На мал. 6.23, 6.24 показа-ны деякі конструктивні рішення електропневматичних НИМ. У старанному механізмі, представленому на мал. 6.24, роль струминної трубки виконують струминні грати 1, через кото-рую в ЇМ поступає потік повітря. Електромагніт 3 поворачива-ет ці грати на невеликий кут вліво або управо. В результаті

минулий через грати потік спрямовується або в ліву груп-пу щілин приймальних грат 2 (права група щілин при цьому закрита гратами /), або в праву групу щілин грат 2 (ле-вая група закрита гратами 1). Таким чином, потік повітря залежно від сигналу, що управляє, поступив на элект-ромагнит 3, спрямовується або в ліву, або в праву порожнину НИМ, відповідно змінюючи положення робочого органу.

Основними недоліками електропневматичних исполнитель-ных механізмів є підвищений шум при роботі, оскільки відпрацьоване повітря або газ випускається безпосередньо в ат-мосферу, і невисока точність виконання заданих управляю-щих дій через здатність газу стискуватися. Крім того, використання високого тиску в циліндрі створює определен-ную небезпеку: при щонайменших його дефектах можливі розрив і руйнування циліндра.

6.3.2. Електрогідравлічні старанні механізми

Електрогідравлічні ЇМ багато в чому аналогічні електро пневматичним. Вони також мають аналогічні розподільні пристрої, електромагніти, що управляють, і поршневу систему; різниця лише в робочому середовищі (у гідроприводі — це рідина під високим тиском). На відміну від електропневматичних електрогідравлічні ЇМ мають високу точність високою чутливістю, малими габаритними розмірами, великою потужністю, безшумністю і безпекою. В той же час електрогідравлічні ЇМ мають нижчі быстродей-ствие і складну конструкцію.

Використання в якості робочого середовища нестискуваної жидко-сти робить електрогідравлічні механізми безпечними в эк-сплуатации, у тому числі при надвисоких тисках. Широке застосування вони знайшли в маніпуляторах роботів.

Дата добавления: 2014-11-26