11.1 Гистерезисные муфты: устройство, принцип действия, механические характеристики.

Существуют два вида исполнения:

1. магнитное поле создается обмоткой.

2. магнитное поле создается постоянными магнитами.

В муфте постоянные магниты(2 исполнение) 1 с полюсными наконечниками 2 укреплены в магнитопроводе 3 индуктора, связанного с ведущим валом. На ось ведомого вала насажен ротор, состоящий из немагнитного или магнитомягкого материала и колец 4 активного слоя. Кольца активного слоя изготовлены из материала с довольно широкой петлей гистерезиса, имеющей высокие значения остаточной индукции и коэрцитивной силы. Шихтованная структура активного слоя позволяет уменьшить вихревые токи и асинхронный вращающий момент. Пусть ротор заторможен, а индуктор приводным двигателем с угловой скоростью w₁. Взаимодействие поля постоянных магнитов индуктора с полем, созданным активным слоем, создает на роторе гистерезисный момент М_г. Если ведомый вал не заторможен, то под действием гистерезисного момента он начинает вращаться с угловой скоростью w₂. Момент на ведомом валу не зависит от частоты его вращения. Если М_н≤М_г, то скорость w₂ ведомого вала будет увеличится, пока не станет равной w₁. При М_н=М_г вектор вращающегося поля индуктора будет опережать вектор активного слоя на угол Θ, значение которого зависит от свойств материала активного гистерезисного слоя. При М_н>М_г муфта переходит в асинхронный режим, когда частота вращения муфты меньше частоты вращения индуктора.

Пока М_н≤М_г, ведомый вал вращается с синхронной скоростью (S=0) кривая 1.Если М_н>М_г, то ведомый вал вращается со скольжением кривая 2. Однако момент передаваемый муфтой остается постоянным, равным М_г. Если активный слой выполнен в виде литого цилиндра, то за счет вихревых токов, кроме гистерезисного момента появляется асинхранный момент прямая 3. В этом режиме скольдение S≠0, угловая скорость w₂<w₁, ротор отстает от вращающего индуктора и в нем создается дополнительный момент, как в асинхронном двигателе.

11.2 Электромагнитные фрикционные муфты: устройство и принцип действия.

а) Принцип действия. Простейшая конструкция электромагнитной фрикционной муфты представлена на (рис. а). Постоянное напряжение подводится к щеткам, скользящиц по контактным кольцам 1, соединенным с выводами обмот­ки 2. Обмотка имеет цилиндрическую форму и окружена магнитопроводом ведущей части 3 муфты. Направляющая втулка 7 имеет выступ 6, который входит в паз 8 полумуфт ты 5, которая может перемещаться вдоль оси, оставаясь соединенной с валом 10. В обесточенном состоянии пружина 9 упирается в на­правляющую втулку 7, жестко закрепленную на валу 10, и отодвигает подвижную часть полумуфты 5 вправо. При этом поверхности трения (диски 4) не соприкасаются и ве­домый вал 10 разобщен с ведущим валом 11. При подаче на обмотку управляющего напряжения воз­никает магнитный поток Ф. На полумуфты 3, 5, выполнен­ные из магнитомягкого материала, начинает действовать электромагнитная сила, притягивающая их друг к другу. Таким образом полумуфты и обмотка представляют собой электромагнит. Между дисками 4, жестко связанными с де­талями 3 и 5, возникает сила нажатия, обеспечивающая необходимую силу трения и их надежное сцепление.

Наиболее совершенны диски из металлокерамики. Ме­таллокерамика на медной основе состоит из 68 % меди, 8 % олова, 7% свинца, 6% графита, 4% кремния и 7 % железа. Составляющие в порошкообразном состоянии прессуются при высоком давлении (сотни мегапаскалей) и затем спекаются при температуре 700—800 °С. Аналогично изготовляется металлокерамика на железной основе. Металлокерамические материалы имеют высокое значение Kтр и допускают высокую рабочую температуру (до 200 °С). Давление р_уд определяется износом поверхностей трения дисков. Для металлокерамических материалов оно состав­ляет 0,8—1, для сталей 0,4—0,6 МПа. В процессе пуска момент, который должен быть передан муфтой, возрастает, так как кроме статического момента нагрузки Мн необходимо передать динамический момент Мдин