Электромагнитная муфта

Электромагнитные муфты работают электрически, но передают крутящий момент механически. Поэтому их раньше называли электромеханическими муфтами. С годами ЭМ стали называть электромагнитными, а не электромеханическими, что больше относится к их методу приведения в действие, чем к физическому функционированию. С тех пор, как сцепления начали становиться популярными более 60 лет назад, разнообразие применений и конструкций сцеплений резко возросло, но основные принципы работы остаются прежними и сегодня.

Односторонние сцепления составляют примерно 90% всех продаж электромагнитных муфт.

Электромагнитные муфты наиболее подходят для дистанционного управления, поскольку для управления их включением не требуется никаких механических связей, что обеспечивает быструю и плавную работу. Однако, поскольку при включении сцепления энергия активации рассеивается в виде тепла в электромагнитном приводе, существует риск перегрева. Следовательно, максимальная рабочая температура сцепления ограничена номинальной температурой изоляции электромагнита. Это серьезное ограничение. Еще одним недостатком является более высокая первоначальная стоимость.

Фрикционное сцепление

В фрикционном сцеплении используется однодисковая фрикционная поверхность для зацепления входных и выходных элементов сцепления.

Как это работает

Обручение

Когда сцепление срабатывает, ток течет через электромагнит, создавая магнитное поле. Роторная часть муфты намагничивается и образует магнитную петлю, которая притягивает якорь. Якорь притягивается к ротору, и при контакте создается сила трения. За относительно короткое время нагрузка ускоряется до скорости ротора, тем самым зацепляя якорь и выходную ступицу сцепления. В большинстве случаев ротор постоянно вращается вместе с входом.

Размежевание

При отключении тока от муфты якорь может свободно вращаться вместе с валом. В большинстве конструкций пружины удерживают якорь от поверхности ротора при отпускании мощности, создавая небольшой воздушный зазор.

Велоспорт

Циклическое движение достигается за счет прерывания тока через электромагнит. Проскальзывание обычно происходит только во время ускорения. Когда сцепление полностью включено, относительного проскальзывания нет, при условии, что сцепление подобрано правильно, и, таким образом, передача крутящего момента эффективна на 100%.

Приложения

Машины

Этот тип сцепления используется в некоторых газонокосилках, копировальных аппаратах и приводах конвейеров. Другие области применения включают упаковочное оборудование, печатное оборудование, оборудование для пищевой промышленности и автоматизацию производства.

Транспортные средства

используется электромагнитное сцепление Когда в автомобилях , внутри рычага переключения передач может быть переключатель выключения сцепления. Водитель управляет переключателем, удерживая рычаг переключения передач, чтобы переключить передачу, тем самым отключая ток на электромагнит и выключая сцепление. Благодаря этому механизму нет необходимости выжимать педаль сцепления. В качестве альтернативы переключатель может быть заменен датчиком касания или датчиком приближения , который определяет присутствие руки рядом с рычагом и отсекает ток. Преимущества использования этого типа сцепления для автомобилей заключаются в том, что для приведения в действие сцепления не требуются сложные тяги, и водителю необходимо прилагать значительно меньшие усилия для управления сцеплением. Это тип полуавтоматической коробки передач .

Электромагнитные муфты также часто встречаются в системах полного привода и используются для изменения количества мощности, передаваемой на отдельные колеса или оси. ^[1]

Большинство, но не все, автомобильные системы кондиционирования воздуха включаются и выключаются с помощью электромагнитной муфты. Для включения компрессора включается муфта. Он соединяет конец вала компрессора кондиционера со шкивом, приводимым в движение коленчатым валом двигателя через ремень .

Электромагнитные муфты использовались на тепловозах , например, на паровозостроительном заводе Гогенцоллерна .

Другие типы электромагнитных муфт

Многодисковые сцепления

Введение . Многодисковые сцепления используются для обеспечения чрезвычайно высокого крутящего момента в относительно небольшом пространстве. Эти сцепления можно использовать как в сухом, так и в мокром состоянии (масляная ванна). Работа муфт в масляной ванне также значительно увеличивает способность рассеивания тепла, что делает их идеально подходящими для многоскоростных коробок передач и станков.

Как это работает – Многодисковые муфты работают с помощью электрического привода, но передают крутящий момент механически. Когда через катушку сцепления подается ток, катушка становится электромагнитом и создает линии магнитного потока. Эти линии магнитного потока передаются через небольшой воздушный зазор между полем и ротором. Роторная часть муфты намагничивается и образует магнитную петлю, которая притягивает как якорь, так и фрикционные диски. Притяжение якоря сжимает (сжимает) фрикционные диски, передавая крутящий момент от внутреннего привода к внешним дискам. Выходные диски соединены с шестерней, муфтой или шкивом через ведущую чашку. Сцепление проскальзывает до тех пор, пока входные и выходные обороты не совпадут. Обычно это происходит относительно быстро (0,2–2 секунды).

Когда ток снимается с муфты, якорь может свободно вращаться вместе с валом. Пружины удерживают фрикционные диски на расстоянии друг от друга, поэтому контакт отсутствует, когда сцепление не включено, создавая минимальное сопротивление.

Электромагнитные зубчатые муфты

Введение . Из всех электромагнитных муфт зубчатые муфты обеспечивают наибольший крутящий момент при наименьших габаритах. Поскольку крутящий момент передается без проскальзывания, муфты идеально подходят для многоступенчатых машин, где время имеет решающее значение, таких как многоступенчатые печатные машины . Иногда необходимо соблюдать точную синхронизацию, поэтому зубчатые муфты могут быть выполнены с одним положением, что означает, что они будут включаться только при определенной отметке градуса. Их можно использовать в сухих или влажных условиях (в масляной ванне), поэтому они очень хорошо подходят для приводов с коробкой передач.

Их не следует использовать в высокоскоростных приложениях или в приложениях, где скорость включения превышает 50 об/мин, в противном случае при попытке включения сцепления может произойти повреждение зубьев сцепления.

Как это работает – Электромагнитные зубчатые муфты работают посредством электрического привода, но передают крутящий момент механически. Когда ток протекает через катушку сцепления, катушка становится электромагнитом и создает линии магнитного потока. Затем этот поток передается через небольшой зазор между полем и ротором. Роторная часть муфты намагничивается и образует магнитную петлю, которая притягивает зубья якоря к зубьям ротора. В большинстве случаев ротор постоянно вращается вместе с приводом (приводом). Как только якорь сцепления и ротор включены, блокировка составляет 100%.

Когда ток снимается с поля сцепления, якорь может свободно вращаться вместе с валом. Пружины удерживают якорь от поверхности ротора при отпускании мощности, создавая небольшой воздушный зазор и обеспечивая полное расцепление между входом и выходом.

Электромагнитные захваты частиц

Введение . Магнитопорошковые муфты уникальны по своей конструкции среди других электромеханических муфт благодаря широкому диапазону рабочего крутящего момента. Как и в стандартной односторонней муфте, зависимость крутящего момента от напряжения практически линейна. Однако в магнитопорошковой муфте крутящий момент можно контролировать очень точно. Это делает эти устройства идеально подходящими для задач контроля натяжения, таких как намотка проволоки, фольга, пленка и контроль натяжения ленты. Благодаря быстрому реагированию их также можно использовать в приложениях с большим циклом работы, например, в устройствах считывания карт, сортировочных машинах и этикетировочном оборудовании.

Как это работает – Магнитные частицы (очень похожие на железные опилки) расположены в полости порошка. Когда ток протекает через катушку, создаваемый магнитный поток пытается связать частицы вместе, почти как каша из магнитных частиц. По мере увеличения тока создается магнитное поле, усиливающее связывание частиц. Ротор сцепления проходит через связанные частицы, вызывая сопротивление между входом и выходом во время вращения. В зависимости от требований к выходному крутящему моменту выход и вход могут блокироваться при передаче 100%.

Когда ток снимается с муфты, вход почти свободно вращается вместе с валом. Поскольку магнитные частицы остаются в полости, все муфты магнитных частиц имеют минимальное сопротивление.

Муфта с гистерезисным приводом

Устройства с электрическим гистерезисом имеют чрезвычайно высокий диапазон крутящего момента. Поскольку этими устройствами можно управлять дистанционно, они идеально подходят для испытаний, где требуется переменный крутящий момент. Поскольку крутящий момент минимален, эти устройства обеспечивают самый широкий диапазон крутящего момента среди всех электромагнитных продуктов. Большинство применений, в которых используются блоки гистерезиса с питанием, требуются для испытательных стендов. Поскольку весь крутящий момент передается магнитным путем, контакт отсутствует, поэтому ни один из компонентов передачи крутящего момента не изнашивается, что обеспечивает чрезвычайно длительный срок службы.

Когда ток подается, он создает магнитный поток. Это переходит в роторную часть поля. Диск гистерезиса физически проходит сквозь ротор, не касаясь его. Эти диски обладают способностью намагничиваться в зависимости от силы магнитного потока (он рассеивается по мере удаления магнитного потока). Это означает, что при вращении ротора возникает магнитное сопротивление между ротором и диском гистерезиса, вызывающее вращение. В некотором смысле диск гистерезиса тянется за ротором. В зависимости от требуемого выходного крутящего момента это усилие в конечном итоге может соответствовать входной скорости, обеспечивая 100% блокировку.

Когда ток отключается от муфты, якорь может свободно вращаться, и никакая относительная сила не передается между любым из элементов. Следовательно, единственный крутящий момент, наблюдаемый между входом и выходом, — это сопротивление подшипника.

См. также

Ссылки

^ «Лучший способ добиться переменного сопротивления линейному движению?» . Форум электроники (Схемы, проекты и микроконтроллеры) . 08.09.2012 . Проверено 29 сентября 2023 г.

В. Пельчевский: SPRZEGLA ELEKTROMAGNETYCZNE (польское оригинальное издание); Немецкое издание: Электромагнитная муфта, Глава: Электромагнитная индукционная муфта; Просмотрег 1971 г., ISBN 3 528 04906 5

Внешние ссылки

[1] «Лучший способ добиться переменного сопротивления линейному движению?» . Форум электроники (Схемы, проекты и микроконтроллеры) . 08.09.2012 . Проверено 29 сентября 2023 г.

[1]