Автоматизация технологических процессов в производстве (стр. 19 из 32)

Выполняют электромагниты переменного тока, развивающие номинальную силу тяги от 10250Н; с номинальным ходом якоря 5-40мм и номинальным напряжением 110В.

Один из примеров применения электромагнитов переменного тока в станкостроении может служить электромеханическое торможение приводов станка (стр.42 рис.20)-сам-но.

Электромагниты постоянного тока

Электромагниты постоянного тока по сравнению с электромагнитами переменного тока имеют повышенную надёжность. Случайная остановка или зависание якоря не вызывает перегрева и выхода из строя катушки.

Недостатком электромагнитов постоянного тока является увеличенное время сравнения и возврата.

Это объясняется тем что при изменении силы тока от 0 (электромагнит отключен) до номинального значения (электромагнит включен) ток протекающий по катушке является величиной переменной и вызывает в катушке ЭДС самоиндукции, противодействующую изменению силы тока.

Минимальный зазор между сердечником и дошедшим до упора якорем – необходим для обеспечения размагничивания после отключения магнита катушки.

Выполняют элементы постоянного тока развивающие F(силу тяги) –4-100Н с ходом 5-15 мм от электромагнитов переменного тока они отличаются гораздо большей долговечностью (до 250 млн. включений за срок службы).

Электромагниты постоянного тока широко применяют для перемещения золотников гидрораспределителей гидравлических приводов подачи.

В обратную сторону золотник возвращает пружина. Для реверсивных гидравлических приводов применяют гидрораспределители с двумя электромагнитными включениями 1- вызывает ход вперед; 2- вызывает ход назад.

При отключении обоих электромагнитов пружина возвращает электромагниты в исходное положение и движение гидропривода прекращается.

Электромагнитные муфты.

Электромагнитные муфты – промежуточные элементы между приводным двигателем и ведомым валом и обладая переменным скольжением, позволяют регулировать частоту вращения выходного вала системы.

Значение скольжения зависит от управляющего напряжения, поступающего на вход электромагнитной муфты с предыдущего элемента системы. Энергия, затрачиваемая в цепи управления муфты незначительна по сравнению с энергией, передаваемой ведомому валу от двигателя.

В зависимости от способа создания переменного скольжения электромагнитные муфты можно разделить на два основных типа: муфты трения и муфты скольжения.

Муфты трения подразделяют на муфты сухого трения и муфты вязкого трения. У муфт трения вращающий момент на выходном валу создаётся путём трения, а у муфт скольжения вращающий момент возникает в результате взаимодействия токов, возникающих в якоре, с вращающимся магнитным потоком индуктора.

Электромагнитные муфты сухого трения.

Муфта сухого трения представляет собой устройство, которое связывает ведомый вал с валом ведущего двигателя за счёт поджатия электромагнитом фрикционного элемента.

11-ведущий электродвигатель;

2,3-шестерни;

4,15-фрикционные диски;

5,12-обмотки;

6,13-электромагниты;

7,11-якоря;

8,10-выходные шестерни ведущего и ведомого вала;

9-ведомый вал.

Шестерни 2 и 3 вращаются с постоянной скоростью от ведущего электродвигателя.

Рис. 5-1 - Электромагнитная муфта сухого трения

Управление осуществляется при помощи электромагнитов 6 и 13 на обмотки 5 и 12 которых поступают сигналы от управляющего устройства.

При включении электромагнита 13 его якорь 11 поджимает фрикционный диск 15 к торцу шестерни 2. шестерня 10 жёстко связана с якорем 11 электромагнита и фрикционным диском 15, поэтому вращение ведущего вала 16 ведущего электродвигателя через шестерню 2 фрикционный диск 15 и шестерня 10 передаётся к выходному (ведомому) валу.

При отключении электромагнита 13 диск 15 отводится от шестерни 2 пружиной 14.

Для вращения ведомого вала 9 в обратную сторону необходимо подать управляющий сигнал на обмотку 5 электромагнита 6 работает аналогично: якорь 7- диск 4 к шестерни 3, вращ. 34,7- шест. 8 к вых. в. 9- он вращается в обратную сторону.

Достоинством этих муфт (сухого трения) является малая мощность управления, а основным недостатком – неплавный характер изменения частоты вращения ведомого вала.

Сухие муфты применяют преимущественно для переключения ступеней скорости в момент относительно неподвижного состояния вращающихся частей кинематической цепи.

Муфты вязкого трения.

Принцип действия муфт вязкого трения основан на эффекте сцепления двух поверхностей, разделенных зазором с ферромагнитным наполнителем, который изменяет свою вязкость под действием магнитного потока.

Если ферромагнитный наполнитель поместить в магнитное поле, то сцепление между частицами увеличивается и они лишаются относительной неподвижности.

Наполнитель, помещенный между поверхностями ведущей и ведомой частей муфты, может осуществить между ними связь. При создании магнитного поля путем пропускания электромагнитного тока через обмотку электромагнита, расположенного соответствующим образом.

Ферромагнитный наполнитель представляет собой смесь ферромагнитного материала (карбонильное железо с размерами частиц от 0,5 до 50 мкм) и смазывающей среды (твердая или жидкая основа) и обычно называют ферромагнитной суспензией.

Твердая основа – тальк, графит, окись цинка; жидкая основа – жидкость, имеющая малую вязкость и химически стойкую относительно железа (керосин, машинное масло, хлористый бензол, специальные масла).

1 – корпус

2

– ведущий диск

3 – управляющая обмотка

4 – ведомый диск 5, 7 – уплотнения

6 – ферромагнитная смесь

Ведущая и ведомая части представляют собой стальные диски, насаженные на ведущий и ведомый валы. Управляющая обмотка уложена в корпусе.

Рис.5-2 - Муфта вязкого трения

Промежуток между ведущим и ведомым дисками заполнен ферромагнитной массой.

Для предотвращения вытекания ферромагнитной массы муфта имеет уплотнения 5 и 7. При отсутствии тока в обмотке управлении передаваемый момент от ведущего вала к ведомому очень мал и определяется вязким трением ферромагнитной массы. При протекании тока в обмотке управления возникает магнитное поле. В результате этого частицы железа намагничиваются и появляются силы сцепления между частицами и поверхностями дисков 2 и 4. В этом случае от ведущего вала к ведомому передается значительный момент. Изменением тока в обмотке 3 можно управлять силами сцепления, а следовательно, регулировать частоту вращения ведомого вала. Муфты вязкого трения имеют плавную зависимость передаваемого момента от тока в управляющей обмотке. Их применяют в автоматических системах регулирования.

Основные достоинства: малая потребляемая мощность сигнала управления, хорошие динамические свойства, проявляющиеся при большом значении максимального ускорения ведомого вала, отсутствие толчков при плавном изменении управляющего сигнала.

Недостатки: возможность оседания ферромагнитных частиц и значительная масса, приходящаяся на единицу мощности

Муфты скольжения.

В муфтах скольжения так же, как и в муфтах трения, магнитное поле создается постоянным током. Принцип действия у них ближе к принципу действия асинхронных двигателей.

1 – ведущий вал

2

– индуктор

3 – обмотка

4 – якорь

5 – ведомый вал

Рис.5-3 - Муфта скольжения 6 – контактные кольца

Муфта скольжения представляет собой две несвязанные между собой механически вращающиеся части – индуктор 2 и якорь 4. Индуктор закрепляется на ведущем вале электродвигателя и выполняется в виде системы полисов, на которых расположена обмотка. Она питается от источника постоянного тока через контактные кольца. Якорь муфты может быть выполнен в виде короткозамкнутой обмотки («беличье колесо»), полого стакана или в форме массивного ротора.

При вращении индуктора его магнитное поле пересекает якорь и индуктирует в нём токи, которые взаимодействуют с магнитным полем индуктора. В результате создаётся вращающий момент, передаваемый на ведомый вал т. е. За счёт магнитной связи ведущая часть (индуктор) увлекает за собой ведомую (якорь). Частота вращения ведомой части муфты обычно меньше, чем частота вращения магнитного поля. Если скорости якоря и индуктора равны, то вращающий момент, передаваемый муфтой от ведущего вала к ведомому равен нулю.

Достоинство муфт скольжения (в отличие от асинхронного движения и от муфт трения)- это то, что их вращающие моменты и частота вращения легко поддаются регулированию путём изменения тока возбуждения индуктора.

Электромагнитные муфты отличаются простотой управления и малыми габаритами. Их используют для пуска, торможения, реверсирования и переключения ступеней скорости кинематических цепей станков и главном приводе и в приводах подачи. Время срабатывания таких муфт очень мало, и это позволяет использовать их в следующих системах электрокопировальных станков. Частота срабатывания муфт в таких системах доходит до 50 раз в секунду и более.

Изготавливаются такие электромагнитные муфты быстродействующие с магнитопроводящими дисками контактного и бесконтактного исполнения.

Если требуется передавать увеличенный момент, а быстродействие несущественно, применяют электромагнитные муфты с вынесенными дисками в бесконтактном исполнении.

Электромагнитные плиты и столы.