Патент на изобретение №2183038

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ ПОСТОЯННОГО ТОКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в симметричных приводах исполнительных механизмов. Технический результат заключается в повышении надежности работы. Электромагнит постоянного тока содержит магнитопроводящий корпус с фланцами, в котором установлена катушка с размещенными внутри нее двумя якорями. Якоря отделены от фланцев и катушки и снабжены тягами с шаровыми соединениями на концах для связи с внешней нагрузкой. Кроме того, якоря установлены соосно относительно друг друга посредством центрирующего узла, выполненного в виде вала из немагнитного материала, который установлен с возможностью продольного перемещения обоими своими концами в осевых отверстиях каждого из якорей. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитам постоянного тока, и может быть использовано в симметричных приводах исполнительных механизмов, например тормозных устройств подъемных машин.

Известен электромагнит постоянного тока (патент РФ 2115184, МКИ H 01 F 7/16), содержащий магнитопроводящий корпус с фланцами, в котором установлена катушка с размещенными внутри нее двумя якорями. Полюса якорей имеют взаимосопрягаемую усеченно-коническую форму, а сами якоря отделены от фланцев и катушки и снабжены тягами с шаровыми соединениями на концах для связи с внешней нагрузкой. Электромагнит дополнительно снабжен двумя ограничителями, установленными на якорях, обеспечивающими соприкосновение якорей друг с другом при их встречном движении в заданной точке. Кроме того, якоря электромагнита отделены от фланцев и катушки с помощью, по меньшей мере, одной гильзы из немагнитного материала.

В известной конструкции соосность якорей обеспечивается центрирующим узлом, выполненным в виде вала из немагнитного материала, жестко закрепленного одним своим концом в осевом отверстии одного из якорей с возможностью продольного перемещения, а другим концом в осевом отверстии другого якоря на подшипниках скольжения.

При жестком закреплении одного из концов вала может произойти заклинивание свободного конца вала во втором якоре, вызванное, например, попаданием инородного элемента (стружки) или неточным изготовлением взаимосопрягаемых поверхностей вала и якоря, что приводит к отказу в работе электромагнита. Таким образом, такое техническое решение не обеспечивает требуемую надежность конструкции и снижает ее КПД, что существенно ограничивает область применения данной конструкции, в первую очередь в подъемных машинах, где предъявляются повышенные требования к надежности тормозных устройств.

В основу настоящего изобретения положена задача создать электромагнит постоянного тока, который за счет конструктивного выполнения центрирующего узла обеспечивает безотказную его работу в случае заклинивания одного из концов его вала.

Поставленная задача решается тем, что в электромагните постоянного тока, содержащем магнитопроводящий корпус с фланцами, в котором установлена катушка с размещенными внутри нее двумя якорями, расположенными соосно друг относительно друга посредством центрирующего узла в виде вала из немагнитного материала, при этом якоря отделены от фланцев и катушки снабжены тягами с шаровыми соединениями на концах для связи с внешней нагрузкой, согласно изобретению, вал центрирующего узла установлен с возможностью продольного перемещения обоими своими концами в осевых отверстиях якорей.

В одном из вариантов выполнения электромагнита оба конца вала размещены в подшипниках скольжения, установленных в якорях. Это обеспечивает повышение вероятности безотказной работы центрирующего узла, по меньшей мере, в два раза.

В другом варианте вал свободно установлен в осевых отверстиях якорей, при этом он может быть снабжен перемычкой, которая установлена на нем так, что при соприкосновении якорей она находится между ними, центрируя таким образом при срабатывании электромагнита вал. По обе стороны от перемычки на валу устанавливаются пружины, которые и осуществляют центрирование вала относительно якорей. Пружины могут быть установлены или на концах вала, или примыкать к перемычке. При отсутствии подшипников необходимо в область контакта вала с якорями доставить смазку. Для этого на валу выполнены пазы, куда и закладывается при сборке смазка.

В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает общий вид электромагнита постоянного тока с одним из вариантов установки вала центрирующего узла в якорях, согласно изобретению;
фиг. 2 – то же самое, но с другим вариантом установки вала центрирующего узла в якорях, согласно изобретению;
фиг.3 – вал центрирующего узла с пружинами, примыкающими к перемычке;
фиг. 4 – вал центрирующего узла с пружинами, установленными на его концах;
фиг.5 – вал с пазами для смазки.

Электромагнит постоянного тока содержит магнитопроводящий корпус 1 (фиг. 1) с магнитопроводящими фланцами 2 и 3. В корпусе 1 установлена катушка 4, в которой соосно с зазором 5 относительно друг друга размещены якоря 6 и 7, изолированные от катушки 4 и фланцев 2 и 3 с помощью прокладки 8 из немагнитного материала. На противолежащих торцевых поверхностях якорей 6 и 7 установлены ограничители 9 и 10 хода, а для связи якорей с внешней нагрузкой, в качестве которой используются, например, тормозные рычаги 11 и 12, установленные соответственно на осях 13 и 14, якоря 6 и 7 снабжены тягами 15 и 16, на концах каждой из которых установлены шаровые соединения 17, 18 и 19, 20 соответственно. Между фланцами 2 и 3 и тормозными рычагами 11 и 12 установлены пружины 21 и 22 соответственно.

Якоря 6 и 7 установлены соосно друг относительно друга посредством центрирующего узла, представляющего собой, например, вал 23 из немагнитного материала, установленный с возможностью продольного перемещения обоими своими концами в осевых отверстиях каждого из якорей 6 и 7. В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения, представленном на фиг.1, оба конца вала 23 размещены в подшипниках 24 скольжения, установленных в якорях 6 и 7.

На фиг.2 представлен вариант выполнения электромагнита, в котором вал 23 свободно установлен в осевых отверстиях 25 и 26 каждого из якорей 6 и 7. Для центровки вала 23 может быть использована перемычка 27 и пружины 28 и 29 (фиг. 3, 4), которые могут либо примыкать к перемычке 27 (фиг.3), либо могут быть установлены на концах вала 23 (фиг.4). На валу 23 выполнены пазы 30 (фиг.5) для смазки контактирующих поверхностей вала 23 и якорей 6, 7.

При подаче напряжения на катушку 4 (фиг.1) в электромагните возникает магнитный поток, проходящий по пути: корпус 1, фланец 2, прокладка 8, якорь 6, рабочий зазор 5, якорь 7, прокладка 8, фланец 3 и корпус 1. Этот магнитный поток создает тяговое усилие между якорями 6 и 7, под действием которого они начинают двигаться навстречу друг другу до соприкосновения их обращенных друг к другу поверхностей, преодолевая усилие пружин 21 и 22 и поворачивая тормозные рычаги 11 и 12 относительно их осей 13, 14 через тяги 15, 16 с шаровыми соединениями 17, 18 и 19, 20. При соприкосновении якорей 6 и 7 ограничители 9 и 10 касаются фланцев 2 и 3 соответственно.

При прекращении подачи напряжения на катушку 4 рычаги 11 и 12 под действием пружин 21 и 22 повернутся вокруг осей 13 и 14, перемещая якоря 6 и 7 в исходное положение.

Так как вал 23 (фиг.1, 2) центрирующего узла якорей 6 и 7 установлен так, что его оба конца свободно перемещаются в осевых отверстиях каждого из якорей 6 и 7, то в случае заклинивания одного из концов вала 23, которое может быть вызвано или попаданием, например, стружки, или неточным изготовлением контактирующих поверхностей вала 23 и якорей 6 и 7, другой его конец будет перемещаться либо в подшипнике 24 (фиг.1) скольжения либо в осевом отверстии 25 или 26 (фиг.2) соответствующего якоря 6 или 7. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить вероятность безотказной работы центрирующего узла.

Формула изобретения

1. Электромагнит постоянного тока, содержащий магнитопроводящий корпус с фланцами, в котором установлена катушка с размещенными внутри нее двумя якорями, установленными соосно относительно друг друга посредством центрирующего узла в виде вала из немагнитного материала, при этом якоря отделены от фланцев и катушки и снабжены тягами с шаровыми соединениями на концах для связи с внешней нагрузкой, отличающийся тем, что вал установлен с возможностью продольного перемещения обоими своими концами в осевых отверстиях каждого из якорей.

2. Электромагнит по п. 1, отличающийся тем, что оба конца вала размещены в подшипниках скольжения, установленных в якорях.

3. Электромагнит по п. 1, отличающийся тем, что вал свободно установлен в осевых отверстиях якорей.

4. Электромагнит по п. 3, отличающийся тем, что вал снабжен перемычкой, установленной на нем так, что при соприкосновении якорей она находится между ними.

5. Электромагнит по п. 4, отличающийся тем, что вал дополнительно снабжен пружинами, установленными по обе стороны от перемычки.

6. Электромагнит по п. 5, отличающийся тем, что пружины установлены на концах вала.

7. Электромагнит по п. 5, отличающийся тем, что пружины примыкают к перемычке.

8. Электромагнит по любому из пп. 3-7, отличающийся тем, что на валу выполнены пазы для смазки контактирующих поверхностей вала и якорей.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 23.05.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010