Ферропорошковые и магнитоэмульсионные муфты

Электромагнитные порошковые муфты сочетают в себе положительные свойства нескольких разновидностей муфт и позволяют осуществлять как жесткое соединение валов, так и скольжение между полумуфтами. Их использование может решить ряд практических задач: создать быстродействующий электропривод без специальных пускорегулирующих устройств; тормозные устройства с переменным тормозным моментом; регуляторы вращающего момента и скорости движения механизмов; обеспечить плавный пуск, разгон и реверсирование механизмов.

Принцип действия порошковых муфт основан на использовании электромагнитных и механических сил, действующих в зазоре, заполненном ферропорошком. Эти силы изменяют вязкость наполнителя и тем самым изменяют связь между ведущими и ведомыми элементами муфты. Схема устройства муфты приведена на рис. 9.3, а. Связующим элементом является порошок карбонильного железа или стали в чистом виде или в смеси с тальком, графитом, минеральным маслом, керосином и другими веществами. Муфты с сухим наполнителем называются ферропорошковыми, с жидким – магнитоэмульсионными.

а б

Рис. 9.3. Ферропорошковая муфта: а – конструктивная схема;

б – характеристика; в – пример конструкции

Момент создается опилками, добавки служат для предотвращения разрушения порошка за счет трения и для охлаждения. При отсутствии магнитного поля частицы ферромагнитного порошка не связаны между собой и момент от одной полумуфты к другой не передается. При включении обмотки в зазоре создается магнитное поле, между частицами порошка и полумуфтами возникают силы притяжения, которые обеспечивают передачу момента. Чем сильнее магнитное поле, тем больше передаваемый момент.

При засыпке порошка в зазор муфты он обладает большой однородностью. Однако в процессе работы происходит изменение его структуры, старение. Это необратимое изменение механических и физико-химических свойств компонентов смеси в зазоре в процессе эксплуатации муфты. Одной из причин старения является слеживание, то есть такой процесс, при котором частицы, составляющие форромагнитный порошок, теряют возможность переориентации в рабочем зазоре за счет сильного уплотнения.

Рис. 9.4. Конструкция ферропорошковой муфты

Ферропорошковые и магнитоэмульсионные муфты обладают рядом существенных достоинств. Момент на выходном валу практически не зависит от скорости вращения, значительно снижен механический износ частей муфты. Основными статическими характеристиками являются механические М = f(n) и регулировочные M = f(iw) , приведенные на рис. 9.2, б. По конструкции муфты могут быть цилиндрическими или дисковыми. По способу подвода питания – контактными и бесконтактными. Могут иметь разное число полюсов. Момент цилиндрической ферропорошкоовой муфты определяется выражением

М = π L K_тэ = π L K_тэ ,

где: R – радиус барабана;

L – длина барабана;

К_тэ – эквивалентный коэффициент трения;

μ_с - магнитная проницаемость смеси;

δ - зазор между магнитом и барабаном.

Муфты рассчитаны на передачу момента от 0,02 до 5000 Нм, 3000 об/мин, коэффициент перегрузки – К_m = 1,35, время срабатывания – 0,02 – 0,03 с.