Магнитная муфта что это
Магнитная муфта: принцип работы, устройство, эксплуатация
Возрастание экологических требований, санитарно-гигиенические нормативы, жесткие действия органов власти в ответ на нарушения законодательства об охране труда и окружающей среды понуждают руководителей предприятий к принятию соответствующих мер.
Магнитная муфта применяется там, где по соображениям безопасности, необходимости сохранения ценного продукта или из-за высоких требований к чистоте жидкости нужно обеспечить повышенный уровень герметичности, который не может дать механическое уплотнение.
Привод на магнитах используется в насосах для химической, нефтяной и газовой промышленности, на пищевых производствах. Магнитные муфты востребованы в фармацевтике, холодильной технике, энергетике, установках очистки сточных вод, многих других сферах.
Последние достижения в сфере производства магнитов и конструкторские изобретения позволили нейтрализовать недостатки техники с магнитным приводом. Высокие показатели надежности придали импульс широкому распространению подобного оборудования.
Что такое магнитная муфта
Магнитная муфта играет роль передаточного механизма в насосах и других агрегатах. Крутящий момент передается с ведущего вала на ведомый бесконтактным способом. Вместо механического зацепления используется сила магнитного поля.
При этом не нужно выводить вал из проточной части на электропривод, что позволяет сделать проточную часть полностью герметичной. Техника работает без утечек, характерных для механических уплотнений валов.
Проточная часть насоса и наружная полумуфта
Преимущества оборудования с магнитной муфтой:
Магнитную муфту подбирают с учетом действующих нагрузок в приводе, частоты вращения и диаметров валов.
Устройство и принцип действия
Магнитная муфта состоит из двух полумуфт, в каждой из которых стоят постоянные магниты переменной полярности, создающие магнитное поле. Ведущая полумуфта (внешний ротор) сажается на вал электродвигателя, ведомая (внутренний ротор) – на приводной вал оборудования. После запуска электродвигателя вращающееся магнитное поле внешнего ротора приводит в движение внутренний ротор. Валы начинают вращаться с синхронной скоростью при постоянном угле сдвига.
Полумуфты разделены защитным экраном – стаканом, который обычно устанавливают на ведомый вал. Точность изготовления деталей позволяет минимизировать воздушный зазор. Тонкостенный стакан обеспечивает герметичность зазора между полумуфтами, предотвращает утечку перекачиваемого продукта.
При превышении величины крутящего момента магнитная связь разрывается без повреждения или размагничивания муфты, но для запуска нужно вновь синхронизировать полумуфты. Такая особенность позволяет сохранить работоспособность привода при заедании, например из-за разрушения подшипника или попадания в зацепление постороннего предмета. Длительной работы в рассинхронизированном состоянии нужно избегать.
Магниты
Магниты внешнего ротора приклеиваются в пазах, внутреннего – полностью герметичны и защищены от коррозии, контакт с жидкой средой отсутствует.
Уязвимым местом магнитов считается ограничение по рабочей температуре применения и повышенная хрупкость материала. При температуре рабочей среды до +150 °C применяют магниты из неодима, до +350 °C – из самарий-кобальта. Превышение температуры выше положенных значений ведет к повреждению магнитов, снижается крутящий момент муфты.
Конструкция стакана
Стакан изготавливают из устойчивого к коррозии немагнитного материала, способного пропускать магнитное поле. Толщина стенки обычно составляет 1.5 мм. Прочность детали рассчитана с учетом рабочего давления и действующих растяжений. Бесшовный монолитный стакан надежнее состоящего из двух частей.
Рабочее колесо центробежного насоса, совмещённое с ведомой магнитной полумуфтой
В стаканах из нержавеющей стали возникают вихревые токи. В результате теряется мощность и снижается КПД, стакан нагревается. Несвоевременный отвод тепла внутренним охлаждающим потоком приводит к сильному нагреву и вызывает размагничивание, через несколько минут муфта с подшипником разрушаются. При перекачке веществ с большим давлением насыщенных паров, например растворителей, возможно закипание жидкости.
На величину потерь мощности влияют следующие параметры:
Удельное электрическое сопротивление является константой, зависящей от свойств материала. Магнитная сила также величина постоянная, соответствует размерам магнитов.
Показатель потерь мощности изменяется прямо пропорционально квадрату изменения частоты вращения вала. Например, при увеличении частоты в 2 раза потери мощности возрастут в 4 раза.
С увеличением диаметра муфт потери мощности растут из-за увеличения линейной скорости. На приведенном рисунке потери мощности представляют собой разницу между полной потребляемой и полезной мощностью. При большом диаметре показатель потерь в относительных и абсолютных единицах довольно существенный.
Таким образом, применение стаканов из нержавеющей стали обосновано только в муфтах небольших типоразмеров. В изделиях большого диаметра установка муфт из нержавейки экономически нецелесообразна.
Для минимизации потерь применяют стаканы из материалов с высоким электрическим сопротивлением – керамики, никелевых сплавов хастеллой, полиэфирэфиркетона (PEEK, ПЭЭК). Стаканы из пластика из-за ограниченной прочности пластмасс рассчитаны на более низкое давление и температуру.
Преимущества стаканов из электроизолирующих материалов:
В результате применения материалов с высоким электрическим сопротивлением достигается КПД на уровне оборудования с механическим уплотнением.
Упорные подшипники
Подшипники ведомой полумуфты сделаны из коррозионностойких материалов, чаще всего гиперплотного углерода или карбида кремния. Гиперплотный углерод способен на короткое время заменить смазку при работе в экстремальном режиме. Карбид кремния отличается твердостью и высокой теплопроводностью. При смазке на нижней границе нормальных условий эксплуатации возможности материала ограничены.
Для смазки из рабочей среды отбирается часть потока, которая движется между внешней границей рабочего колеса и корпусом либо устремляется в напорное отверстие подшипникового узла. Разница давлений на промывке и всасывании должна быть достаточной для эффективного отвода тепла потоком жидкости от подшипника.
Конструктивные особенности насосов с магнитной муфтой
Насосы с магнитным приводом имеют гибкую муфту или выпускаются в виде моноблока. Моноблочные агрегаты более компактны.
Оборудование приводится в действие стандартным электродвигателем, при смене рабочего режима обычно может применяться действующий насос с минимальными модификациями. Двигатель отделен от насосной части, поэтому выход из строя подшипников муфты, в отличие от герметичных насосов с мокрым ротором, не ведет к фатальным последствиям.
Последние разработки в сфере насосов с магнитной муфтой позволяют усилить контроль за работой оборудования.
Элементы контроля
Встроенный датчик температуры. Устанавливается на защитном стакане, контролирует тепловые потери.
Датчик сухого хода. Контролирует температуру стакана при стремительном нагреве в результате работы всухую. Применяется при перекачке кипящих или склонных к полимеризации продуктов, а также при отсутствии мониторинга подшипников.
Защитная пленка. Покрывает всю поверхность стакана, отслеживает повреждения стаканов из неметаллических материалов. Дополнительно измеряет температуру на внешней стороне с точностью ±5 °C.
Двойная защитная оболочка. Устанавливает дополнительный барьер на случай повреждения стакана при перекачке высокоопасных или токсичных жидкостей. При повреждении одной из оболочек активизируется сигнал.
Датчик вибрации. Контролирует показатели вибрации насоса.
Сигнализатор уровня жидкости. Отслеживает герметичность оборудования со стороны магнитной муфты.
Рекомендации по выбору, установке и эксплуатации насосов с магнитной муфтой
До 90% поломок насосов являются следствием неправильного подбора или эксплуатации. Часто оборудование выходит из строя в результате кавитации или работы на сухом ходу. Простой производства из-за неисправностей выливается в экономические потери.
Основные задачи мониторинга текущего состояния магнитного привода:
Для подбора надежного насоса надо иметь данные о параметрах рабочего давления и температуры, месте установки, способе монтажа.
Работоспособность магнитного привода обеспечивается постоянным контролем за текущим состоянием технологического потока.
Успешная эксплуатация без сбоев и полный расчетный срок службы достигаются при всестороннем учете характеристик перекачиваемых жидкостей. Зачастую эти вопросы представляют сложность даже для экспертов.
Характеристики рабочей среды, учет которых необходим:
Сухой ход допускается только при отсутствии вихревых токов, то есть при использовании стакана из электроизолирующих материалов. Логично в этой ситуации выглядит использование подшипников, способных работать без жидкости, например с роликами из керамики. Эти подшипники выдерживают кратковременную эксплуатацию без смазки, но непригодны для длительной работы на сухом ходу. Резкое охлаждение после перегрева ведет к появлению трещин.
Таким образом, при случайном запуске насоса с магнитной муфтой без жидкости нужно остановить оборудование и дождаться охлаждения подшипников. Подача жидкости сразу после сухого хода недопустима.
Попыткой решения проблемы охлаждения стало применение роликовых подшипников с консистентной смазкой, работающих в закрытой воздушной камере. Подшипник рассчитан на длительный срок службы, поскольку работает в абсолютно чистой среде.
Последствия нарушений работы насоса с магнитной муфтой
Не рекомендуется эксплуатация оборудования при предельном значении нескольких рабочих параметров магнитной муфты одновременно. Перед долговременным простоем из насоса и стакана нужно слить жидкости, склонные к затвердеванию, кристаллизации, полимеризации. В случае необходимости сделать промывку.
Электромагнитная муфта
Важным элементом различных конструкций можно назвать муфту. Современные технологические возможности позволили получить более сложные устройства, которые характеризуются более привлекательными эксплуатационными характеристиками. Электромагнитные муфты можно назвать современным предложением. Они устанавливаются на современных автомобилях и многих других устройствах. Довольно сложная конструкция и непростой принцип действия определяет то, что нужно четко разбираться в подобном устройстве для обеспечения его качественного обслуживания. Рассмотрим все особенности данного вопроса подробнее.
Что такое электромуфта?
Электромагнитная муфта представлена специальным устройством для решения самых различных задач, большинство из которых связано с соединением и разъединением пары, находящейся в зацеплении. Производятся электромагнитные муфты для станков и других узлов транспортных средств или тепловозов. При этом выделяют несколько основных разновидностей подобных конструкций:
Электромуфта является промежуточным соединительным элементом. Принцип действия заключается в использовании основных свойств электрического тока для генерации электродвижущей силы.
При этом он может выполнять самые различные функции, к примеру, защиту основного устройства от перегрева или управление.
Принцип работы муфты электромагнитной
Электромагнитная муфта может обладать самой различной конструкцией, но также выделяют и классический вариант исполнения. Его особенности заключаются в следующем:
Рассматриваемая муфта на постоянных магнитах обладает довольно сложной конструкцией, за счет чего обеспечивается точная и надежная работа. Принцип действия устройства следующий:
Подобный принцип работы применяется при создании самых различных механизмов. При этом устройство станка позволяет прекращать передачу вращающего момента в течение нескольких долей секунды, что и определяет его распространение.
Размагничивание электромагнитной муфты происходит за счет отключение источника питания. При этом особые свойства материала определяют то, что магнитное поле пропадает практически сразу, за счет чего происходит обратное движение подвижного элемента. Используемые обмотки электромагнита рассчитаны на достаточно большое количество таков сцепления и расцепления ведущего элемента с ведомым.
При рассмотрении того, что такое электромагнитная муфта также нужно уделить внимание свойств применяемых материалов при ее изготовлении.
Только специальные сплавы обладают магнитными свойствами, которые обеспечивают требуемые условия эксплуатации.
Передача момента на муфту может проводится от электрического двигателя и других подобных элементов. Размеры всех габаритов в большинстве случаев стандартизируются, однако есть возможность заказать производство механизма под заказ. Классификация, как правило, проводится по области применения и многим другим признакам.
Классификация электромуфт
В большинстве случаев электромуфты классифицируются по тому, в какой области они применяются. Чаще всего применяется электромагнитная фрикционная муфта. Она обладает следующими свойствами:
Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:
Довольно част встречается муфта электромагнитная тормозная, которая может снизить количество оборотов при работе.
Вариант исполнения кондиционерного компрессора представлена в виде узла, который состоит из следующих элементов:
В рассматриваемом случае на катушку подается электричество, которое образует электромагнитное поле. За счет этого происходит притягивание прижимной пластины к шкиву. Подобное перемещение дает свободу валу, и механизм начинает работать.
Компрессорные установки получили весьма широкое распространение. Именно поэтому нужно уделять внимание следующим дефектам:
Развитие современных технологий определило то, что в автомобилях проводится установка электромагнитной муфты сцепления. Она делиться на несколько различных типов в зависимости от привода:
Наиболее распространен последний тип механизма. При этом он также классифицируется на несколько основных типов:
В отдельную группу включены электромагнитные порошковые муфты. Они представлены сочетанием веществ, которые при взаимодействии могут обеспечивать прочную связь.
Этот современный вариант исполнения встречается в случае, когда нужно обеспечить смещение соединяемых элементов относительно друг друга на момент эксплуатации.
Элементы защиты, электромагнитные фрикционные многодисковые муфты
Подобная электромуфта чаще всего устанавливается на станках с блоком числового программного управления. К достоинствам отнесем следующие моменты:
Этот вариант исполнения характеризуется довольно высокими эксплуатационными характеристиками, за счет которой он получил широкое распространение. Основными частями конструкции можно назвать:
Исключить вероятность возникновения короткого замыкания можно при помощи вырезанных отверстий в дисках. На момент подачи электрического тока создается электромагнитное поле, которое замыкается при помощи фрикционного диска. Именно за счет этого создается притягивающая сила, за которой происходит смещение основной части.
Встречается несколько вариантов исполнения подобных конструкций. Примером можно назвать устройство с вынесенным и магнитопроводящим диском.
Преимущество соединений при помощи электромуфт
Рассматриваемое устройство получило весьма широкое распространение. Это можно связать с тем, что оно обладает достаточно большим количеством преимуществ, которые должны учитываться. Наиболее важными считаются приведенные ниже:
Однако есть несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером можно назвать то, что устройство стоит достаточно дорого, а обслуживание должно проводится исключительно специалистом. Кроме этого, эксплуатация при несоблюдении основных рекомендаций может стать причиной повышенного износа. Не стоит забывать о том, что для работы устройства требуется электрический ток, который и обуславливает появление требуемого электромагнитного поля.
Область применения
Устройство получило весьма широкое применение, так как обеспечивает соединение нескольких элементов и их разъединения при необходимости. Область применения следующая:
В целом можно сказать, что использование электрического тока для генерации сигнала позволяет существенно расширить область применения устройства. Это связано с возможность передачи сигнала от различных датчиков.
В заключение отметим, что электромагнитные муфты выпускают самые различные организации. Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей, так как заявленные параметры соответствуют реальным. При изготовлении могут применяться самые различные материалы, уделяется внимание защите от воздействия окружающей среды.
Электромагнитная муфта: принцип работы, устройство, характеристики
Электомагнитные муфты для своей работы используют свойства магнитного поля и электрический ток, то есть к ним обязательно подводится электричество. И это их принципиальное отличие от других видов, ниже написано что они могут передавать вращение и без тока, но тогда наоборот — она разъединяется при подаче электричества.
Разновидности электромагнитных муфт:
Зубчатые муфты:
Работают на основе магнитной катушки, размещенной в центре муфты, два провода от катушки выводятся через паз на передней поверхности. Генерируемое поле соединяет зубчатые венцы. Между венцами установлены пружины, которые сжимаются при подаче питания. При отключении питания пружины отжимают подвижное зубчатое кольцо, рассоединяя валы.
При “сухом” применении необходимо обеспечить хорошую вентиляцию. Если муфты используются в ограниченном объеме без вентиляции либо работают длительное время, тепло, вырабатываемое катушкой может повредить чувствительные к нагреву элементы механизма.
Данный тип муфт представляет собой электромагнитные муфты с отрицательным проводом соединенным с “массой” механизма. Положительный провод подключается к муфте при помощи щетки через токосъемное кольцо.
Катушка генерирует магнитное поле, которое притягивает друг к другу зубчатые венцы сжимая расположенные между ними пружины. При отключении питания пружины отжимают подвижное зубчатое кольцо, рассоединяя валы.
Для быстро и надежного срабатывания данного типа муфт рекомендуется в течение 1 секунду подавать напряжение в два раза превышающее номинальное. Для удержания в рассоединенном состоянии достаточно напряжения в 50% от номинального.
Таким образом при длительном режиме работы снижается энергопотребление и тепловыделение.
При подаче питания зубчатые венцы рассоединяются, сжимается пружина между ними. Для надежного срабатывания данного типа муфт рекомендуется в течение 1 секунду подавать напряжение в два раза превышающее номинальное.
Для удержания муфты в рассоединенном состоянии достаточно напряжения в 50% от номинального. Таким образом при длительном режиме
работы снижается энергопотребление и тепловыделение. (Схема А)
По устройству сходны с муфтами с токосъемными кольцами, однако этих колец нет, муфта подключается к источнику питания по двум проводам. Правильное применение электромагнитных тормозов — удерживание в неподвижном сцепленном состоянии обеих частей муфты остановленных предварительно.
Многодисковые муфты и тормоза:
Вращение передается при подаче напряжения на катушку. Отрицательный провод питания подключается к “массе” механизма, положительный провод подключается к щетке, передающей ток на токосъемное кольцо.
Катушка создает магнитное поле стягивающее между собой диски муфты и притягивающее прижимное кольцо. Когда электричество выключается благодаря волнообразной форме диски рассоединяются.
Устанавливаются на шлицевой вал или со шпонкой.
Многодисковые тормоза сходны по конструкции с муфтами с вращающейся катушкой, Подвод напряжения осуществляется по проводу, корпус крепится.
Подключаются при помощи проводов, клемм, разъемов. Катушка генерирует поле, сжимающее пакет дисков. При сжатии диски становятся плоскими, однако при отключении питания диски снова становятся волнистыми, что облегчает рассоединение муфты.
Однодисковые муфты и тормоза
разводит якорь и ротор, вращение не передается
Электромуфта — как она работает?
Важным элементом внутренней конструкции автомобиля является муфта. Техника сегодня не стоит на месте, поэтому в разных моделях авто могут быть установлены разные элементы. Необходимо четко разобраться в вопросе об электромуфтах — о чем-то малоизвестном.
Что такое электромуфта?
Муфта электромагнитная — это устройство, предназначенное для соединения и разъединения пары основных валов или же вала и детали, которая свободно на нем сидит. Сфер применения у электромагнитной муфты очень много.
Кроме использования в конструкции транспортных средств, подобные устройства широко используются в тепловозах, устанавливаются в станках для резки металла и схожих устройствах. Но вот в разных механизмах используются и разные виды муфт.
Даже в камазе и в газели установлены муфты разного вида.
Принцип работы муфты электромагнитной
Конструкцию рядовой муфты формируют два ротора. Один из них представлен в виде железного диска, на котором по бокам есть тонкий, кольцевой выступ. Внутренняя поверхность оснащена полюсными наконечниками, ориентированные радиально и имеющие обмотки, по которым ток возбуждения идет от источника питания и передается самим обмоткам через контактные кольца, расположенные на валу.
Другой ротор имеет вид железного цилиндрического вала, на котором есть пазы, расположенные параллельно по отношению к оси.
Пазы нужны для того, чтобы туда вставить изолированные медные бруски, на концах которых есть медные коллекторы.
Второй ротор расположен так, что он может свободно вращаться вокруг своей оси внутри первого вала, а во время движения второй ротор полностью охватывает первый своими полюсными наконечниками.
Если есть ток возбуждения, а двигатель вращает, например, второй ротор, то силовые линии магнитного поля пересекаются с проводниками данного потока, от чего в проводниках возникает электродвижущая сила.
Бруски из меди замыкают образуемую цепь, посему по ним может идти ток, порождающий сове собственное магнитное поле.
Поля роторов взаимодействуют так, что ведущий ротор завлекает за собой ведомый, причем с малым опозданием.
Классификация электромуфт
Классификацию будем рассматривать исходя из той области, где применяется то или иное устройство.
Муфты электромагнитные ЭТМ
Это приспособление призвано защищать механизмы и устройства от импульсных перегрузок. Подобная муфта обеспечивает небольшие потери на холостом ходу. Это крайне благоприятно влияет на тепловой баланс системы, а также разрешает быстро запускать устройство, даже если оно находится под воздействием нагрузок. Такие муфты, в свою очередь, подразделяются на:
Соединение между прижимной пластиной и основным валом самое непосредственное, а вот катушку и шкив нужно устанавливать на передней стенке компрессора. Когда на катушку подается питание, то образуется магнитное поле, притягивающее прижимную пластину к шкиву. За счет этого компрессорный вал начинает двигаться, шкив и пластина также начинают вращаться, причем вместе.
Такое устройство широко применяется в системах охлаждения двигателя. Главная функция такой муфты – поддерживать заданный температурный режим (в диапазоне от 85 до 90 градусов). Если такая муфта установлена в Вашем автомобиле, то:
Электромагнитная муфта | определение, применение, классификация и тп. — на ghjvsiktyyjv портале myfta.ru
Электромагнитная муфта представляет собою устройство (электромагнитное), которое предназначено для разъединения и соединения двух основных валов или же вала с деталью, свободно сидящей на нём.
Электромагнитная муфта имеет весьма широкую сферу применения. Так, используют деталь эту в тепловозах, металлорежущих станках и тому подобных механизмах. Однако, при этом, муфты во всех этих устройствах и механизмах применяются далеко не одинаковые.
Так, даже электромагнитная муфта газели отличается от электромагнитной муфты камаза.
Различают муфты электромагнитные:
Принцип работы муфты электромагнитной
Рассмотрим общий основной принцип работы электромагнитной муфты.
Типичная муфта состоит из двух роторов.
Один из роторов этих представляет собою диск из железа с выступом (кольцевым и тонким) на периферии. На внутренней поверхности выступа этого есть полюсные наконечники (радиально ориентированные), которые снабжены обмотками, по которым ток возбуждения передается от источника через специальные контактные кольца на валу.
Второй ротор представлен также железным цилиндрическим валом с пазами, которые расположены параллельно оси. В эти пазы вставлены изолированные бруски из меди, которые на концах соединены также медными коллекторами. Данный ротор может свободно вращаться внутри первого и охватывает его полностью своими полюсными наконечниками.
Когда ток возбуждения включен и один из роторов, к примеру, второй, вращается двигателем, линии магнитного поля (силовые) пересекаются проводниками этого потока и в них наводится сила электродвижения.
Благодаря тому, что медные бруски образуют замкнутую цепь, по ним течет ток, который порождает собственное магнитное поле.
Взаимодействие же полей ротора такое, что ведомый ротор с небольшим опозданием увлекается за ведущим.
Электромагнитные муфты: классификация в зависимости от области применения
Теперь давайте подробнее рассмотрим муфты электромагнитные, в зависимости от области их применения:
1. Муфта электромагнитная этм.
Данная электромагнитная муфта призвана обеспечивать защиту механизмов и устройств от импульсных перегрузок. Также она гарантирует мелкие потери холостого хода. В комплексе это оказывает весьма и весьма положительное влияние на тепловой баланс механизма, а также способствует пуску (быстрому) устройств даже под нагрузкой.
Рассматриваемые муфты делятся, в зависимости от своего исполнения на такие:
2. Муфта электромагнитная компрессора кондиционера.
Электромагнитная муфта компрессора представляет собою узел, который устанавливается спереди от компрессора и состоит из:
Указанная прижимная пластина, при этом, напрямую соединена с основным валом, тогда как шкив и катушка устанавливаются на передней крышке компрессора. При подаче на катушку питания, она создает магнитное поле, которое к шкиву и притягивает прижимную пластину, тем самым приводя в движение компрессорный вал. В то же самое время пластина вращается вместе со шкивом.
Электромагнитная муфта кондиционера при диагностике ее поломки часто вызывает множество сомнений и общую путаницу. На самом же деле, причины неисправности могут заключаться в:
3. Электромагнитная муфта привода вентилятора.
Такая электромагнитная муфта используется в системе охлаждения двигателей, для поддержания теплового режима в определенных пределах, к примеру, в пределах 85-90 градусов Цельсия.
При этом применение такой муфты позволяет:
4. Электромагнитная муфта сцепления.
— с комбинированным приводом.
5. Муфта электромагнитная эм.
Эти муфты используются, чаще всего, для управления цепями станков (кинематическими).
При этом для того, чтобы данная муфта работала эффективно стоит соблюдать следующие условия:
на портале myfta.ru:
Видео по теме с YouTube:
Устройство, принцип действия и характеристики электромагнитных муфт
Электромагнитные муфты, применяемые для автоматического управления, разделяются на муфты сухого и вязкого трения и муфты скольжения.
Муфта сухого трения производит передачу мощности с одного вала на другой через диски трения 3 (рис. 1,а). Диски имеют возможность перемещаться по шлицам оси вала и ведомой полумуфты. При подаче тока в обмотку 1 якорь 2 сжимает диски, между которыми возникает сила трения. Относительные механические характеристики муфты приведены на рис 1, б.
Муфты вязкого трения (см. рис. 1,в) имеют постоянный зазор δ между ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами. В зазоре с помощью обмотки 3 создаётся магнитное поле, которое воздействует на заполнитель (ферритовое железо с тальком или графитом) и образует элементарные цепочки магнитов (см. рис. 1,г).
При этом заполнитель как бы схватывает ведомую и ведущую полумуфты. При выключении тока магнитное поле пропадает, цепочки разрушаются и полумуфты проскальзывают относительно друг друга. Относительная механическая характеристика муфты приведена на рис. 1, д.
Эти электромагнитные муфты позволяют плавно регулировать скорость вращения при больших нагрузках на выходном валу.
Рис. 1. Электромагнитные муфты: а — схема муфты сухого трения, б — механическая характеристика муфты трения, в — схема муфты вязкого трения, г — схема схватывания ферритового наполнителя, д — механическая характеристика муфты вязкого трения, е — схема муфты скольжения, ж — механическая характеристика муфты скольжения.
Муфта скольжения состоит из двух зубовидных полумуфт (см. рис. 1, е) и катушки. При подаче тока в катушку образуется замкнутое магнитное поле.
При вращении муфты проскальзывают одна относительно другой, в результате чего образуется переменный магнитный поток, это и является причиной возникновения э. д. с. и токов.
Взаимодействие образовавшихся магнитных потоков приводит во вращение ведомую полумуфту.
Характеристика фрикционной полумуфты приведена на рис. 1, ж. Основное назначение таких муфт — создавать наиболее благоприятные условия пуска, а также сглаживать динамические нагрузки при работе двигателя.
Электромагнитные муфты скольжения имеют ряд недостатков: низкий коэффициент полезного действия при малых скоростях, малый передаваемый момент, низкая надежность при резком изменении нагрузки и значительная инертность.
У электромагнитных порошковых муфт соединение между ведущей и ведомой частями осуществляется за счет повышения вязкости смесей, заполняющих зазор между поверхностями сцепления муфт при увеличении магнитного потока в этом зазоре. Главным компонентом таких смесей являются ферромагнитные порошки, например карбонильное железо.
Для устранения механического разрушения частиц железа из-за сил трения или их слипания добавляют специальные наполнители — жидкими (синтетические жидкости, индустриальные масло или сыпучими (оксиды цинка или магния, кварцевый порошок).
Такие муфты обладают высокой скоростью срабатывания, однако эксплуатационная надежность их является недостаточной для широкого применения в станкостроении.
Рассмотрим одну из схем плавного регулирования скорости вращения исполнительным двигателем ИД (рис. 2), работающего через муфту скольжения М на исполнительный механизм ИМ.
Рис. 2. Схема включения муфты скольжения для регулирования скорости вращения исполнительного механизма
При изменении нагрузки на валу исполнительного механизма выходное напряжение тахогенератора ТГ также будет изменяться, в результате чего разность магнитных потоков Ф1 и Ф2 электромашинного усилителя будет увеличиваться или уменьшаться, изменяя тем самым напряжение на выходе ЭМУ и величину силы тока в обмотке муфты.
Электромагнитные муфты ЭТМ
Электромагнитные муфты серии ЭТМ с магнитопроводящими дисками выполняют контактного исполнения (ЭТМ2), бесконтактные (ЭТМ4) и тормозные (ЭТМ6). Муфты с контактным токоироводом отличаются невысокой надежностью из-за наличия скользящего контакта, поэтому в наиболее качественных приводах используют электромагнитные муфты с неподвижным токопроводом. Они имеют дополнительные воздушные зазоры.
Муфты бесконтактного исполнения отличаются наличием составного магнитопровода, образуемого корпусом и катушкодержателем, которые разделены так называемыми балластными зазорами.
Катушкодержатель смонтирован неподвижно, при этом исключаются элементы контактного токопровода.
За счет зазора снижается теплопередачи от фрикционных дисков к катушке, что повышает надежность муфты в тяжелых режимах работы.
В качестве ведущих целесообразно использовать муфты исполнения ЭТМ4, если это допустимо по условиям встройки, а в качестве тормозных — муфты исполнения ЭТМ6.
Муфты ЭТМ4 надежно работают при высокой частоте вращения и частых включениях. Эти муфты менее чувствительны к загрязнению масла, чем ЭТМ2, наличие у которых твердых частиц в масле может вызвать абразивный износ щеток, поэтому муфты ЭТМ2 могут применяться, если указанные ограничения отсутствуют и монтаж муфт ЭТМ4 по условиям конструкции узла затруднителен.
В качестве тормозных необходимо применять муфты исполнения ЭТМ6. Муфты ЭТМ2 и ЭТМ4 не следует применять для торможения по «обращенной» схеме, т. е.
при вращающейся муфте и неподвижно закрепленном поводке.
Для выбора муфт необходимо оценить: статический (передаваемый) момент, динамический момент, время переходного процесса в приводе, средние потери, единичную энергию и остаточный момент покоя.
Устройство и принцип действия | Электромагнитные муфты скольжения
Подробности Категория: Электрические машины
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МУФТАХ СКОЛЬЖЕНИЯ 1.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Простейшая электромагнитная муфта скольжения состоит из двух вращающихся частей, разделенных воздушным зазором, из которых одна присоединена к приводному двигателю, вторая — к рабочему механизму.
Передача вращающего момента с ведущей части на ведомую осуществляется вследствие их электромагнитного взаимодействия.
Ведущая и ведомая части муфты образуют замкнутую магнитную систему, наибольшая часть магнитопровода которой выполняется из ферромагнитных материалов и содержит одну или несколько обмоток возбуждения, питаемых постоянным током.
Одна часть магнитной системы имеет в воздушном зазоре зубцы, выполняющие роль полюсов, и является индуктором, вторая часть, не имеющая зубцов, служит якорем. При относительном вращении возбужденного индуктора и якоря последний пересекается переменным магнитным потоком, индуцирующим переменные ЭДС и вихревые токи, взаимодействие которых с потоком полюсов создает вращающий момент, увлекающий ведомую часть за ведущей. В данном случае массивный якорь муфты выполняет одновременно роль магнитопровода и электропроводящего элемента.
На рис. 1.1 показаны схемы магнитных систем муфт индукторного и панцирного типов со скользящим токоподводом. Линиями со стрелками обозначены направления средних линий магнитной индукции для каждой пары зубцов-полюсов.
Магнитный поток через зазор и зубцы другой полярности замыкается по индуктору. В воздушном зазоре и поверхностном слое якоря на участках зубцов нормальная составляющая индукции имеет наибольшее значение, а на участках пазов — наименьшее, поэтому по переменной составляющей индукции пазы выполняют роль полюсов противоположной полярности.
Переменная составляющая индукции имеет максимальное значение на активной поверхности якоря, обращенной к индуктору. На определенной глубине массива якоря она равна нулю, так как линии магнитной индукции распределяются равномерно то окружности якоря. Межзубцовые пазы индуктора бывают прямоугольной формы, трапециевидными или полукруглыми.
Панцирная муфта (рис. 1.1,б) имеет клювообразные (называемые также «когтеобразные») зубцы на одной половине индуктора, которые входят в пазы второй половины, образуя полюса чередующейся полярности.
В отличие от индукторной муфты в панцирной муфте поток каждой пары зубцов направлен по окружности якоря, а нормальная составляющая индукции в зазоре и поверхностном слое якоря при переходе от одного зубца к другому меняет знак. Как и в индукторной муфте, переменная составляющая индукции, нормальная к активной поверхности якоря, с удалением от этой поверхности снижается.
Вихревые токи, индуктируемые в якоре переменным магнитным потоком, имеют частоту, пропорциональную числу зубцов индуктора и относительной частоте вращения индуктора и якоря.
Рис. 1.2. Расположение полюсов и контуров вихревых токов на развертках якорей муфт:
а — индукторной с рядным размещением полюсов; б — индукторной с шахматным размещением полюсов; в — панцирной; г — явнополюсной
Явление поверхностного эффекта приводит к вытеснению токов в поверхностный слой якоря, называемый активным слоем. С повышением частоты вихревых токов глубина активного слоя якоря, в котором происходят электромагнитные процессы, уменьшается. Вихревые токи создают поток реакции якоря, который, взаимодействуя с магнитным потоком индуктора, образует результирующий поток. На рис.
1.2 показаны различные формы зубцов-полюсов со стороны их рабочей поверхности, обращенной к якорю, и контуры вихревых токов. Под полюсами линии вихревых токов направлены аксиально, а в торцовых частях якорей — перпендикулярно к ним.
Для обеспечения необходимого сечения якоря как электропроводящего элемента его торцовые части делаются выступающими в аксиальном направлении за пределы полюсов. В индукторных муфтах роль торцовой части для токов выполняет также средняя часть якоря, размещенная над обмоткой возбуждения.
При рядном расположении зубцов эта средняя часть должна не менее чем вдвое превышать торцовые лобовые части, а при шахматном расположении может быть уменьшена, так как контуры вихревых токов над зубцами разной полярности могут объединяться.
В связи с тем, что междузубцовые пазы каждой половины индуктора по переменной составляющей индукции аналогичны полюсам противоположной полярности, полюсное деление τ вдвое меньше зубцового деления (шага зубцов) tz. В индукторных муфтах активная длина якоря равна удвоенной длине зубцов, при чередующейся полярности полюсов — их длине U.
Принцип работы и типы электромагнитных муфт
Оцените материал 
Электромагнитная муфта – это устройство, предназначенное для соединения концов двух частей вала с целью передачи момента вращения. Принцип работы муфты напоминает работу асинхронного двигателя, за исключением того, что ее магнитный поток создается путем механического вращения полюсной системы, а не с помощью трехфазной системы. Ток возбуждения осуществляет разъединение муфты.
Поставки промышленных муфт по России — компания «Токарист» (Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
Конструкция электромагнитной муфты
Стандартная электромагнитная муфта представляет собой электромашину, состоящую из двух вращающихся роторов. Один из роторов имеет вид железного диска с тонким выступом на периферии.
Его внутренняя поверхность оснащена радиально ориентированными полюсными наконечниками с обмоткой, по которой проходит ток возбуждения от источника. Второй ротор выполнен в виде цилиндрического железного вала с параллельными оси пазами, в которые вставляются медные бруски.
Концы брусков соединяются медным коллектором. Второй ротор свободно вращается внутри первого, полностью охватываясь его наконечниками.
Классификация электромагнитных муфт
Все электромагнитные муфты делятся на несколько видов. Классификация устройств производится по таким параметрам:
Наиболее популярными являются муфты индукторного и панцирного типа. Их конструкция максимально проста и состоит из индуктора с обмоткой, насаженного на вал с контактными кольцами, и гладкого массивного якоря, который соединяется с другим валом.
Принцип работы устройства
Если во время вращения двигателем одного из роторов включить ток возбуждения, линии магнитного поля будут пересекаться проводниками ротора, в роли которых выступают медные бруски. В результате в них появляется электродвижущая сила, которая возбуждает ток, порождающий собственное магнитное поле.
Поля роторов взаимодействуют таким образом, что ведущий ротор увлекает за собой ведомый с небольшим запаздыванием. По такому же принципу работает и асинхронный электрический двигатель с короткозамкнутым ротором. С помощью электрического тока можно управлять муфтой дистанционно.
Благодаря этому свойству электромагнитные муфты широко применяются в телемеханике и автоматике.
Электромагнитная муфта – Электромагнитная муфта: принцип работы, устройство, характеристики
alexxlab | 18.02.2019 | 0 | Вопросы и ответы
Электромагнитная муфта: принцип работы, устройство, характеристики
Важным элементом различных конструкций можно назвать муфту. Современные технологические возможности позволили получить более сложные устройства, которые характеризуются более привлекательными эксплуатационными характеристиками. Электромагнитные муфты можно назвать современным предложением.
Они устанавливаются на современных автомобилях и многих других устройствах. Довольно сложная конструкция и непростой принцип действия определяет то, что нужно четко разбираться в подобном устройстве для обеспечения его качественного обслуживания. Рассмотрим все особенности данного вопроса подробнее.
Что такое электромуфта?
Электромагнитная муфта представлена специальным устройством для решения самых различных задач, большинство из которых связано с соединением и разъединением пары, находящейся в зацеплении. Производятся электромагнитные муфты для станков и других узлов транспортных средств или тепловозов. При этом выделяют несколько основных разновидностей подобных конструкций:
Электромуфта является промежуточным соединительным элементом. Принцип действия заключается в использовании основных свойств электрического тока для генерации электродвижущей силы.
При этом он может выполнять самые различные функции, к примеру, защиту основного устройства от перегрева или управление.
Принцип работы муфты электромагнитной
Электромагнитная муфта может обладать самой различной конструкцией, но также выделяют и классический вариант исполнения. Его особенности заключаются в следующем:
Рассматриваемая муфта на постоянных магнитах обладает довольно сложной конструкцией, за счет чего обеспечивается точная и надежная работа. Принцип действия устройства следующий:
Подобный принцип работы применяется при создании самых различных механизмов. При этом устройство станка позволяет прекращать передачу вращающего момента в течение нескольких долей секунды, что и определяет его распространение.
Размагничивание электромагнитной муфты происходит за счет отключение источника питания. При этом особые свойства материала определяют то, что магнитное поле пропадает практически сразу, за счет чего происходит обратное движение подвижного элемента. Используемые обмотки электромагнита рассчитаны на достаточно большое количество таков сцепления и расцепления ведущего элемента с ведомым.
При рассмотрении того, что такое электромагнитная муфта также нужно уделить внимание свойств применяемых материалов при ее изготовлении.
Только специальные сплавы обладают магнитными свойствами, которые обеспечивают требуемые условия эксплуатации.
Передача момента на муфту может проводится от электрического двигателя и других подобных элементов. Размеры всех габаритов в большинстве случаев стандартизируются, однако есть возможность заказать производство механизма под заказ. Классификация, как правило, проводится по области применения и многим другим признакам.
Классификация электромуфт
В большинстве случаев электромуфты классифицируются по тому, в какой области они применяются. Чаще всего применяется электромагнитная фрикционная муфта. Она обладает следующими свойствами:
Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:
Довольно част встречается муфта электромагнитная тормозная, которая может снизить количество оборотов при работе.
Вариант исполнения кондиционерного компрессора представлена в виде узла, который состоит из следующих элементов:
В рассматриваемом случае на катушку подается электричество, которое образует электромагнитное поле. За счет этого происходит притягивание прижимной пластины к шкиву. Подобное перемещение дает свободу валу, и механизм начинает работать.
Компрессорные установки получили весьма широкое распространение. Именно поэтому нужно уделять внимание следующим дефектам:
Развитие современных технологий определило то, что в автомобилях проводится установка электромагнитной муфты сцепления. Она делиться на несколько различных типов в зависимости от привода:
Наиболее распространен последний тип механизма. При этом он также классифицируется на несколько основных типов:
В отдельную группу включены электромагнитные порошковые муфты. Они представлены сочетанием веществ, которые при взаимодействии могут обеспечивать прочную связь.
Этот современный вариант исполнения встречается в случае, когда нужно обеспечить смещение соединяемых элементов относительно друг друга на момент эксплуатации.
Элементы защиты, электромагнитные фрикционные многодисковые муфты
Подобная электромуфта чаще всего устанавливается на станках с блоком числового программного управления. К достоинствам отнесем следующие моменты:
Этот вариант исполнения характеризуется довольно высокими эксплуатационными характеристиками, за счет которой он получил широкое распространение. Основными частями конструкции можно назвать:
Исключить вероятность возникновения короткого замыкания можно при помощи вырезанных отверстий в дисках. На момент подачи электрического тока создается электромагнитное поле, которое замыкается при помощи фрикционного диска. Именно за счет этого создается притягивающая сила, за которой происходит смещение основной части.
Встречается несколько вариантов исполнения подобных конструкций. Примером можно назвать устройство с вынесенным и магнитопроводящим диском.
Преимущество соединений при помощи электромуфт
Рассматриваемое устройство получило весьма широкое распространение. Это можно связать с тем, что оно обладает достаточно большим количеством преимуществ, которые должны учитываться. Наиболее важными считаются приведенные ниже:
Однако есть несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером можно назвать то, что устройство стоит достаточно дорого, а обслуживание должно проводится исключительно специалистом.
Кроме этого, эксплуатация при несоблюдении основных рекомендаций может стать причиной повышенного износа.
Не стоит забывать о том, что для работы устройства требуется электрический ток, который и обуславливает появление требуемого электромагнитного поля.
Область применения
Устройство получило весьма широкое применение, так как обеспечивает соединение нескольких элементов и их разъединения при необходимости. Область применения следующая:
В целом можно сказать, что использование электрического тока для генерации сигнала позволяет существенно расширить область применения устройства. Это связано с возможность передачи сигнала от различных датчиков.
В заключение отметим, что электромагнитные муфты выпускают самые различные организации. Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей, так как заявленные параметры соответствуют реальным. При изготовлении могут применяться самые различные материалы, уделяется внимание защите от воздействия окружающей среды.
Принцип работы электромагнитной муфты — Строительный Портал
Электромагнитная муфта — это устройство, соединяющее концы двух валов с целью передачи вращения.Электромагнитная асинхронная муфта устроена по принципу асинхронного двигателя и служит для соединения двух частей вала. На ведущей части вала помещается полюсная система, представляющая собой систему явно выраженных полюсов с катушками возбуждения.
Принцип работы муфты аналогичен работе асинхронного двигателя, только вращающийся магнитный поток здесь создается механическим вращением полюсной системы. Вращающий момент от ведущей части вала к ведомой передается электромагнитным путем. Разъединение муфты производится отключением тока возбуждения.
Типичная электромагнитная муфта состоит из двух роторов. Один из них представляет собой железный диск с тонким кольцевым выступом на периферии.
На внутренней поверхности выступа имеются радиально ориентированные полюсные наконечники, снабженные обмотками, по которым пропускается ток возбуждения от внешнего источника через контактные кольца на валу. Другой ротор — это цилиндрический железный вал с пазами, параллельными оси.
В пазы вставлены изолированные медные бруски, соединенные на концах кольцевым медным коллектором. Этот ротор может свободно вращаться внутри первого и полностью охватывается его полюсными наконечниками.
Когда ток возбуждения включен и один из роторов, скажем второй (что типично для судовой практики), вращается двигателем, силовые линии магнитного поля, созданного током возбуждения, пересекаются проводниками этого ротора (медными брусками) и в них наводится электродвижущая сила.
Поскольку медные бруски образуют замкнутую цепь, по ним течет ток, созданный наведенной ЭДС, и этот ток порождает собственное магнитное поле. Взаимодействие полей роторов таково, что ведомый ротор увлекается за ведущим, правда, с небольшим запаздыванием.
Описанный принцип действия электромагнитной муфты такой же, как у асинхронного электродвигателя с короткозамкнутным ротором.
Управление электрическим током позволяет осуществлять дистанционное управление муфтой (плавно сцеплять и расцеплять ее). Поэтому ее применяют в автоматике и телемеханике. Электромагнитная муфта имеет весьма широкую сферу применения.
Так, используют деталь эту в тепловозах, металлорежущих станках и тому подобных механизмах. Однако, при этом, муфты во всех этих устройствах и механизмах применяются далеко не одинаковые.
Так, даже электромагнитная муфта газели отличается от электромагнитной муфты камаза.