Электромагниты порошковые муфты (эпм)

Исполнительный орган в таких муфтах – ферромагнитный порошок, заполняющий зазор в электромагнитной системе между ведущей и ведомой ее частями.

Момент ЭПМ возникает от действия тангенциальных сил фрикционного сцепления ферромагнитных частиц рабочего слоя при их взаимном притяжении в магнитном поле. Взаимодействие массы микрочастиц (диаметр которых на 2-7 порядков меньше размеров рабочего зазора) приводит к следующей зависимости среднего удельного тангенциального усилия от индукции в слое

,

где N = 1-5.

Коэффициент k и показатель N зависят от геометрии слоя, состава и линейных скоростей рабочей смеси и ряда других факторов.

Для обеспечения подвижности ферромагнитных частиц в рабочую смесь добавляется наполнитель.

Основными признаками для классификации ЭПМ является:

- вид наполнителя (сухие наполнители – мелкодисперсные нейтральные порошки, жидкостной наполнитель – минеральное масло, например трансформаторное);

- вид токоподвода (контактный, бесконтактный);

- количество форма рабочих зазоров и слоев, пронизываемых потоком последовательно (одно-, двух- и многозонные ЭПМ, цилиндрические, конические, дисковые рабочие зазоры);

- количество катушек возбуждения (одно-, двух-, многокатушечные ЭПМ);

- соотношение моментов инерции ведущей и ведомой частей.

Применение ЭПМ – в качестве сцепных муфт или тормозов в приводах большой мощности при тяжелых пусковых условиях. Развивают моменты до десятков и сотен ньютонометров. Являются перспективными для следящих, регулируемых или адаптивных приводов и позиционных механизмов в станкостроении.

Муфта, работающая в режиме единичных включений, называется сцепной.

В ферромагнитной муфте барабанного типа ведущий вал через немагнитные фланцы соединен с ферромагнитным цилиндром (барабаном). Внутри цилиндра располагаются электромагнит, связанный с ведомым валом. Обмотка электромагнита питается через контактные кольца. Внутренняя полость заполнена ферромагнитным порошком (чистое или карбонильное железо) с зернами от 4-6 до 20-50 мкм смешанными с сухих (тальк, графит) или жидким наполнителем (трансформаторное или кремний органические масла).

При обесточенной катушке и вращении ведущей части (барабана) электромагнит и ведомый вал остаются неподвижными, поскольку ферромагнитные зерна перемещаются относительно друг друга. При подаче напряжения на электромагнит зерна ферромагнитного порошка теряют свободу перемещения под воздействием магнитного поля обмотки. Вязкость среды, находящейся в барабане, резко возрастает. Увеличивается сила трения между барабаном и электромагнитом. На ведомом валу появляется вращающий момент.

По сравнению с муфтами трения ферропорошковые муфты имеют значительно большее быстродействие (примерно в 10 раз) благодаря отсутствию якоря. Изменение момента во времени для линейной части характеристики М (I_у) определяется законом роста тока. В схемах автоматики такие муфты являются инерционным звеном первого порядка. Большим преимуществом ферромагнитных муфт является отсутствие быстронасыщающихся дисков трения. Их целесообразно применять там, где требуется высокое быстродействие, большая частота включения и плавное регулирование скорости ведомого вала. Недостаток таких муфт – меньшая передаваемая мощность при одинаковых габаритных размерах с муфтой трения.

Ферромагнитные муфты не применяют при скоростях более 3000 об/мин. Это объясняется тем, что на зерна ферромагнитного порошка кроме электромагнитных сил Р_эм действуют центробежные силы Р_ц, пропорциональные квадрату угловой скорости. Для оценки влияния центробежных сил вводится отношение К_ц = Р_ц / Р_эм. Это отношение увеличивается с ростом диаметра муфты, угловой скорости и уменьшается с ростом индукции в зазоре. Даже при В = 1,8 Тл К_ц достигает 40 %, если частота вращения 3000 об / мин. При определенном значение частоты вращения этот коэффициент достигает значение близкого к 100 % и муфта теряет питание.