Электромагнитные муфты

Муфта — это устройство, обеспечивающее передачу враща­тельного движения от одного вала к другому.

Существуют неуправляемые муфты, обеспечивающие посто­янное сцепление валов, и управляемые, которые передают дви­жение от ведущего вала к ведомому по сигналам управления.

Электромагнитная муфта представляет собой устройство с двумя валами: ведущим, приводимым в действие любым двигателем, и ведомым, непосредственно связанным с рабочими органами. На валах имеются элементы сцепления, через которые и передается вращение.

В электромагнитной муфте передача вращения обеспечивается посредством ферромагнитных материалов.

Управляемые муфты могут быть:

• дискретного действия, в которых при подаче сигнала управ­ления осуществляется жесткое сцепление валов;

146

i

• пропорциональные, в которых скорость вращения ведомого вала определяется величиной сигнала управления.

Муфта дискретного действия (рис. 6.15, а) состоит из ферро­магнитного сердечника с катушкой на ведущем валу и ферромаг­нитного диска на ведомом валу. При подаче в катушку сигнала управления под действием магнитного потока создается электро­магнитная сила, которая перемещает ферромагнитный диск по оси до соприкосновения с ферромагнитным сердечником. Затем за счет сил сцепления диск и ведомый вал приходят во вращение со скоростью, равной скорости вращения ведущего вала.

При снятии сигнала управления ферромагнитный диск под действием пружины расцепляется с продолжающим вращаться сердечником и ведомый вал останавливается. Для уменьшения влияния остаточной магнитной индукции при снятом сигнале управления на сердечнике размещается немагнитная прокладка (например, медная).

Такие муфты могут быть реверсивными и нереверсивными. Передаваемая муфтой мощность находится в диапазоне от единиц ватт до нескольких киловатт; время срабатывания — от 2 до 20 мс.

В пропорциональной муфте (рис. 6.15, б) диски помещены в кор­пус, заполненный масляной ферромагнитной массой — порош­ком карбонильного железа с тальком. Попадая в магнитное поле, создаваемое катушкой, ферромагнитная масса увеличивает свою вязкость и плотно соединяет полумуфту ведущего вала с полу­муфтой ведомого вала.

Вязкость ферромагнитной массы растет по мере увеличения магнитного поля, т.е. величины тока в катушке. Следовательно, скорость вращения ведомого вала зависит от тока в обмотке при постоянной скорости ведущего вала. Присутствие талька в карбо-

нильном железе аналогично немагнитной прокладке в муфтах дискретного действия: тальк обволакивает каждую частичку по­рошкообразного железа, помогая им легче распасться при снятии управляющего напряжения.

Пропорциональные муфты применяют в системах управления совместно с синхронным электродвигателем.

Еще одна схема пропорциональной муфты, работающей по принципу асинхронного двигателя, приведена на рис. 6.16.

Если частота вращения ведущего вала с индуктором равна и,, то ведомый вал может вращаться с частотой п, немного меньшей л,, подобно тому, как ротор асинхронного двигателя вращается, увлекаемый вращающимся магнитным полем. При этом частота вращения ведомого вала при работе с нагрузкой определяется ве­личиной тока в катушке индуктора.

Основными достоинствами электромагнитных муфт являются:

•       высокое быстродействие;

•       плавный пуск и регулирование скорости вращения;

•       простота управления;

•      большой диапазон мощностей;

•       высокая надежность;

•      долговечность.