Разработка конструкции аварийно-тормозного устройства для станка Ц6-2

Знаменита электромагнитная муфта, заключающаяся из индуктора, магнитопровода и немагнитного ротора, выделанного из вещества с рослой гальванической проводимостью, проделанного в фигуре отлого цилиндра с осевым лёгким проемом. Знаменита вдобавок конструкция электромагнитного тормоза, сохраняющего статер с внимательными обмотками побуждения на полюсах, немагнитный проводящий вихрь в варианте диска с фронтальным пролетарым проемом. Популярен вдобавок магнитоэлектрический индуктивный тормоз, сохраняющий статер с обмотками побуждения на полюсах, шунт, усиленный в корпусе; 2 ротора из электропроводного вещества, поставленные меж статором и магнитопроводом, один из роторов объединен с валом тормоза. Несовершенствами популярных установок представляются огромные результативные моменты при динамическом режиме службы тормоза, действующие на крепкость конструкции и вызывающие ранний износ подшипниковых щитов, участков крепления ротора к валу. Мишень изобретения усовершенствование динамических черт. Для заслуги установленной кандалы тормоз обеспечен добавочным валом, твердо сопряженным с корпусом, и конической рваной передачей, 2 колеса какой поставлены с возможностью вращения на добавочном валу и объединен с первоначальным и другым роторами, а меж подтвержденными колесами поставлены 2 конических сателлита, рассредоточенные на подшипниках на недвижимой оси, усиленной нормально добавочному валу. На Рис.20. ввергнута конструкция электромагнитного индуктивного тормоза с атриторными роторами, на Рис.21. вид электромагнитного индуктивного тормоза с трубчатыми роторами. Магнитоэлектрический индуктивный тормоз включает шунт l, статер 2 с внимательными обмотками 3 побуждения на полюсах 4, проводящий немагнитный парной вихрь 5, сложные доли б и 7 какого поставлены на 2 соосно готовых валах, валу тормоза 8, и добавочном валу 9. Валы 8 и 9 кинематически сопряжены чрез конические шестерни 10 и 11, поставленные на недвижимой сравнительно туловища оси 12 вращения, и конические шестерни 13 и 14, поставленные на добавочном валу 9. Магнитоэлектрический индуктивный тормоз трудится по принципу побуждения крутящийых токов в второстепенных расчисленных кругах. При подаче на обмотки 3 побуждения непрерывного тока, появляющееся магнитное поле нагоняет в вертящихся роторах 5 крутящийые флюиды, осевые образующие каких, взаимодействуя с электромагнитным полем в лёгком проеме тормоза, вызывают магнитоэлектрический пневмотормозной момент. Появляющиеся при службе тормоза от вращения в различные сторонки с равной угольный быстротой сложных долей 6 и 7 ротора в магнитном поле статора 2 поперечные образующие ответа якоря (ротора), устремляющиеся убавить деятельные образующие крутящийых токов индуцированных в роторах, обоюдно возместятся, так как одинаковы по величине и ориентированы противно. Выходит убавление реактивностей рассеяния, вызывающей рост как деятельной сочиняющей тока в роторах, так и целого индуцированного тока, что приводит к росту развеиваемой в роторах силы, а значит, к больше действенному торможению.Рис.20.Электромагнитный индукционный тормоз с дисковыми роторами.Рис.21.Электромагнитный индукционный тормоз с цилиндрическими роторами.4.8 Авторское свидетельство № RU 828335 «Электромагнитный тормоз»Изобретение причисляется к области электромашиностроения, в частности к установкам на крутящийых токах, авралящим в режиме торможения, и сможет быть применено в машиностроении, где спрашивается прочная приостановка вала. Знамениты электромагнитные тормоза, сохраняющие трубчатый надежда, обхватывающий сложной шунт с обмоткой побуждения. Несовершенством таковых установок представляется то, что они не обеспечивают полное подтормаживание и прочную приостановку вала в данном расположении из-за этого, что индуктивный тормоз представляется динамическим и обеспечивает пневмотормозной момент лишь в время вращения якоря тормоза. Популярен вдобавок тормоз, сохраняющий проводный трубчатый и атриторный ферримагнитный якоря, твердо усиленные на всеобщем валу, сложной недвижимый шунт с полюсами, наведенными к трубчатому якорю, обмотку побуждения, фрикционные части, поставленные с возможностью контакта с атриторным якорем и пружинящие части. Более ближным по промышленной сути к изобретению представляется механизм, заключающееся из 2 тормозов, индуктивного динамического тормоза, имеющего трубчатый проводный надежда, вбирающего главную часть энергии торможения и обеспечивающего ползучие быстроты вала, и фрикционного тормоза, изготовляющего полное подтормаживание до быстроты, равновеликой нулю, фрикционная часть установки (трущийся тормоз) обладает тучное ферромагнитное перстень, исполняющее функцию электромагнитного якоря, притягивающегося к магнитопроводу, и диск с фрикционными прокладками, конкретно изготовляющий фрикционное подтормаживание. Подобным ролью, этое механизм включает 2 сложных магнитопровода, любой из каких обладает собственную обмотку побуждения. Несовершенствами сего установки представляются сложноватая конструкция фрикционной доли, заключающейся из ювелирного вертящегося фрикционного якоря и тучного ферромагнитного кольца (атриторного ферромагнитного якоря), нужного лишь для воплощения притягивания вертящегося фрикционного якоря к недвижимой доли, а вдобавок порядочные весогабаритные свойства из-за присутствия 2 сложных магнитопроводов и 2 обмоток побуждения. Мишенью изобретения представляется ограничение весогабаритных черт установки. Для осуществлении установленной миссии в магнитопроводе с сторонки, наведенной к валу, сделана протачивание, в какой находится атриторный надежда, при данном на долях магнитопровода, производящих фронтальные плоскости проточки, укреплены фрикционные части, поставленные с возможностью обоюдного осевого смещения, а сменные и недвижимые доли магнитопровода сопряжены средством пружинящих частей. С мишенью убавления аксиальных напряжений на подшипниках, обе доли магнитопровода, производящие фронтальные плоскости проточки смогут быть поставлены с возможностью осевого смещения.Величина аксиального аллюр любой из аксиально смещающихся долей магнитопровода выбрана равновеликой аксиальному проему меж атриторным якорем и подтвержденными долями магнитопроводаНа Рис.22. изображен магнитоэлектрический тормоз для прочной приостановки вала; на Рис.23. и Рис.24. виды схемы предлагаемого установки. Механизм складывается из водящей доли, имеющей электроприводной движок с индуктивной духовенстой 2, и тормоза для прочной приостановки вала, какой включает трубчатый проводный надежда 3, рассеянный меж недвижимым сложным магнитопроводом, имеющим полюса 4 и подробности 5 и 6, и корпусом 7. Оболочка 7 включает тара электротехнической стали 8, исключающий происхождение крутящийых токов в молчалив. Обматывание побуждения 9 расположена снутри сложного магнитопровода меж его деталями 5 и 6. Атриторный надежда 10 расположен в аксиальном проеме проточки 11, интеллигентной деталями 5 и 6 сложного магнитопровода. Атриторный и трубчатый якоря твердо укреплены на затормаживаемом валу 12. Меж деталями магнитопровода укреплен напрягающий вещество (причина возврата) 13. Шпон 14 предотвращает проворот подробности 5. В подходящем на Рис.23. приспособлению атриторный надежда одновр/еменно представляется концом подшипника 15, а подробности 5 и 6 магнитопровода недвижны. Сменная мелочь 16 представляется долею магнитопровода и подпружинена пружиной 13. Шпон 14 предотвращает проворот подробности 16 сравнительно подробности 6. В приспособлению, презентованом на Рис.24. исключено ограниченное аксиальное труд на подушка, из-за сжатию атриторного фрикционного якоря с 2 антипод сторонок веществами 17 и 18, изображающими долями подробностей 5 и 6. Механизм трудится последующим ролью. Трубчатый надежда 3, пригнанный в вращение, пример, индуктором индуктивной муфты, получившим вращение от мотора 1, обладает поспешность вращения. Для обеспеченья приостановки вала, с каким твердо сопряжен надежда 3, в данном расположении в обмотку побуждения 9 сервируется поток. В итоге полюсами сложного магнитопровода появляется магнитное поле. Вертясь в электромагнитном поле, надежда 3 затевает убавлять собственную частоту вращения из-за взаимодействиюкрутящийых токов, появляющийся в якоре под усилием магнитного полина. В итоге поспешность вала уменьшится до малой (отделочной) быстроты, при какой вероятно и целенаправлено конечно стать вал. В период службы индуктивного тормоза мульдомагнитный поток обмотки побуждения 9 пробирает подробности 5 и 6 сложного магнитопровода и атриторный надежда 19, готовый меж данными деталями, изображающим, подобным ролью, долею магнитопровода. При данном выясняет мощь взаимодействия меж магнитопроводами, устремляющаяся убавить величину лёгкого проема меж ними. Хотя противодействующая мощь пружины 13 предотвращит данному и надежда 10 сможет вольно вертеться в лёгком проеме. При проведении решительного торможения в обмотку побуждения 8 сервируется импульс тока, преобладающий начальное свойство. В итоге вырастает мульдомагнитный поток, и мощь магнитного притяжения меж деталями 5 и 6 магнитопровода затевает превосходить собственное начальное свойство, а значит, и мощь притяжения пружины, Из-За данному мелочь 5 магнитопровода затевает передвигаться к подробности 6 магнитопровода, прижимает атриторный ферримагнитный надежда и исполняется полное подтормаживание, Весогабаритные свойства предлагаемого установки сжаты за счет применения атриторного ферромагнитного якоря в качестве и якоря и магнитопровода одновр/еменно, а вдобавок применения 1-го сложного магнитопровода для трубчатого и атриторного якорей.Рис.22.Электромагнитный тормоз для фиксированной остановки.Рис.23.Вариант схемы предлагаемого тормоза.Рис.24.Вариант схемы предлагаемого тормоза.4 Конструктивный расчет тормозаРисунок 4.1 Схема тормозного устройстваВ – Вал электродвигателяК – Тормозные колодкиЭМ – ЭлектромагнитТехническая характеристикаЭлектромагнит крепится у основания шестью винтами М6.Втулка магнитонеактивная – бронза.Зазор между стержнем и сердечником – 2 мм.Толщина крышки – 1.5 мм.Тяговое усилие F = 1050 Н при 40% IнВоздушный зазор (ход якоря) δ = 4.5 мм.Iн = 150 АПВ% = 40Описание и обоснование выбранной конструкцииДанный электромагнит может входить как в состав электропривода постоянного тока (Рис.3), так и в состав электропривода переменного тока (Рис.4) Рисунок 4.2 Схема включения электромагнита при использовании ДПТ параллельного возбужденияSA1.1, 1.2 – Контакты выключения питанияSA2, SA3 – Контакты ступенейK1 – обмотка электромагнитаL1 – ДроссельM1 – ДПТОВ – Обмотка возбуждения Rпуск – Пусковой реостатРисунок 4.3 Схема включения электромагнита при использовании трехфазного двигателя (асинхронного или синхронного)SA1 – Выключатель питанияM1 – Трёхфазный электродвигатель VD1 – VD4 – Однофазный мостовой выпрямительК1 – Обмотка электромагнитаРасчёт.Определение геометрических размеров электромагнита:Тяговое усилие 1050 Н при 40% Iн;Ход якоря 4,5 мм;Номинальный ток 150 А;ПВ% 40Магнитная постояннаяКоэффициент заполненияKзаполн = 1.3Коэффициент запаса Кзапаса = 0.3Допустимое напряжение смятия Магнитная индукция Вδ = 0.4 Тл1)Материал изготовления магнитопровода: (якорь и сердечник): низкоуглеродистая сталь марки Э;2)Материал изготовления стержня и крышки: сталь марки 10;3)Материал изготовления обмоточного провода: медь.Сталь ЭВ,Тл00,30,951,351,51,61,75Н,А/м0100200500100020005000Рисунок 4.4 График намагничивания стали ЭСталь 10В,Тл00,10,61,251,431,551,7Н,А/м0100200500100020005000Рисунок 4.5 График намагничивания стали 101. Площадь полюса S рабочего воздушного зазора δ:;2. Определение диаметра стержня d:- диаметр сечения стержня под якорь;;3. ;4. ;5.Площадь окна под обмотку S0:;j = 4032000 А/м2 ≈ 4 А/мм26. Определение ширины и высоты окна меди:;;7.;8. ;9. ;10. Толщина якоря:;11. Толщина основания ;12. ;.Определение параметров обмотки:1. Площадь поперечного сечения qп:;;2. Диаметр провода dпр:Выбираем обмоточный провод из стандартного ряда:ПСДК-2.80 (Два слоя обмотки из стекловолокна с пропиткой кремнийорганическим лаком, максимальная рабочая температура, 180°С)3. Число витков обмотки ω:.При работе на ПК (в программе Elcut 5.3.) мы получили пондеромоторную силу F=1073 H (заданная сила F=1050 H), и исследовали зависимость силы F от воздушного зазора δ и получили следующие результаты:Тяговая характеристикаВоздушный зазор δ,мм4,53,52,51,50,5Пондероматорная сила F,H10731789262437534058Рисунок 4.6 Тяговая характеристикаРезультаты работы в Elcut 5.3Рисунок 4.7 Пондеромоторная сила и картина поля при (δ=4.5мм ;F=1073H):Рисунок 4.7 - Сетка (δ=4.5мм):Рисунок 4.8 Цветная картина поля (δ=4.5мм):Рисунок 4.9 Картина поля (δ=3.5мм ;F=1789H):Рисунок 4.10 Картина поля(δ=2.5мм ;F=2624H):Рисунок 4.11 Картина поля (δ=1.5мм ;F=3753H):Рисунок 4.12Картина поля (δ=0.5мм ;F=4058H):Список использованных источников1. Баграмов Р.А., Буровые машины и комплексы. Учебник для вузов, Недра, Москва, 1988 г., 501 стр., УДК: 622.24 (075)2. Блантер С.Г. Суд И.И., Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп., М.: Недра, 19803.Патент РФ № 2279 753;МПК H02K 49/00 (2006.01),F16D 49/00 (2006.01); Электромагнитный тормоз ; Заявка: 2005109810/11, 05.04.2005; Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU), Автор(ы):Толстунов Сергей Андреевич (RU), Мозер Сергей Петрович (RU), Толстунов Антон Сергеевич (RU).4. Патент РФ № 1617557;МПК H02K 49/04 (1990.01); Электромагнитный тормоз; Заявка: 4448178, 28.07.1988, Патентообладатель(и):Горьковский конструкторско-технологический институт автомобильной промышленности, Автор(ы):Макаров Виктор Васильевич, Рутковский Эдуард Петрович, Нефедов Михаил Александрович, Кузин Александр Васильевич, Макаров Михаил Викторович.5. Патент РФ № 907717;МПКH02K 49/04 (1980.01),H02K 9/19 (1980.01); Электромагнитный тормоз с жидкостным охлаждением;Заявка: 2943864, 24.06.1980, Патентообладатель(и): Горьковский проектно-конструкторско-технологический институт, Автор(ы): Макаров Виктор Васильевич, Гаврилов Евгений Андреевич, Рутковский Эдуард Петрович, Марголин Юрий Львович, Федотов Григорий Иванович.6. Патент РФ № 2083889; МПК F16D 49/00 (1995.01);Одноколодочный электромагнитный тормоз; Заявка:94 94009336, 16.03.1994;Патентообладатель(и): Кузнецов Леонид Александрович, Автор(ы): Кузнецов Леонид Александрович.7. Патент РФ № 2392218; МПК B66D 5/08 (2006.01); Заявка: 2008148715/11, 11.12.2008; Электромагнитный колодочный тормоз, Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Подъемтранссервис" (RU), Автор(ы): Костромин Александр Дмитриевич (MD), Ивашков Николай Ильич (RU), Сай Евгений Борисович (RU), Карасев Денис Александрович (RU).8. Патент РФ № 1721722; МПК H02K7/06; Заявка: 4775468/07, 27.12.89; Электромагнитный тормоз; Патентообладатель(и):Центральный научно-исследовательский технологический институт;Автор(ы): Глядков Владимир Владимирович, Патентообладатель(и): Центральный научно-исследовательский технологический институт.9. Патент РФ № 875553,МПК H02K49/02; Заявка: 2870058/24-07, 18.01.80;Электромагнитный индукционный тормоз, Патентообладатель(и): Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе, Автор(ы): Хайруллин ИрекХанифович, БатыргареевДилюс Ибрагимович, Сыромятников Владимир Сергеевич.10. Патент РФ № 828335,МПКH02K49/02; Электромагнитный тормоз, Заявка: 2781863, 18.06.1979, Патентообладатель(и): Предприятие ПЯ М-5896, Автор(ы): Гауптман Анатолий Ермиевич.