Главная Электромагнитные устройства



в первоначальный момент преодоления якорем противодействующей силы Пример такой конструкции ЭМ показан на рис. 8.7. При подаче напряжения на обмотку / якорь 3, имеющий свободный разбег, движется к стопу, запасая кинетическую энергию, и после соприкосновения (соударения) с упором 2 штока 4, вместе со штоком преодолевает противодействующее усилие. Сила удара Руд якоря об упор и энергия удара Туд соответственно равны: Руд= -rnvx/t; 7уд=/?г1к*/2, где т - приведенная масса якоря; и„ - конечная скорость якоря в момент удара; t - время торможения якоря. Недостатки такого ЭМ заложены в принципе его работы, предполагающего динамические удары якоря после его свободного разбега и накопления кинетической энергии по упору и сопряженной с ним нагрузке.

Достигаемый эффект рассмотренных конструктивных решений- псвышеи-ное значение начальных тяговых сил ЭМ без уменьшения хода якоря при прочих неизменных параметрах может использоваться для разных целей: по прямому назначению (повышение начальных тяговых сил, номинальной механической работы, коэффициента запаса по усилию, надежности работы и т. п.); для унижения потребляемой мощности ЭМ и его превышения температуры; последующего уменьшения габаритных размеров и массы ЭМ (при сохранении прежнего тягового усилия); ослабления удара якоря о стоп и повышения износостойкости; повышения быстродействия, чувствительности ЭМ и др.

8.4.3. Способы изменения тяговых характеристик

Если начальные тяговые силы, создаваемые ЭМ, практически всегда со всех точек зрения (совершаемой работы, габаритных размеров, массы, потребляемой энергии, быстродействия, надежности работы и т. п.) целесообразно иметь максимально возможными, тс значения промежуточных и конечных тяговых сил ЭМ в зависимости от характера противодействующих сил и других конкретных требований целесообразно в ряде случаев снижать (для уменьшения ударных нагрузок, вибраций, повышения износоустойчивости, быстродействия и т. п.) или повышать (для надежного перемещения и удержания нагрузки, для предотвращения возможности отрыва якоря при действии дестабилизирующих факторов - пиковых нагрузок, вибраций, ускорений и т. п.).

Для изменения тяговых характеристик ЭМ применяют электрические (см. § 10.4) и конструктивные способы. Последние, ввиду простоты реализации, получили наибольшее распространение.

Рассмотрим наиболее интересные конструктивные решения по изменению и согласованию тяговых характеристик ЭМ.

Втяжные ЭМ с ФМШ обладают наибольшими возможностями изменения (ТЯГОВЫХ характеристик и позволяют получать практически любые тяговые характеристики. Определенными возможностями изменения тяговых характеристик обладают также конструкции ЭМ, показанные на рис 8.4 и 8.5.

Введение дополнительных или сокращение имеющихся воздушных зазоров на пути магнитного потока по мере движения якоря к стопу - это конструк-тинные способы изменения тяговых характеристик . ЭМ с втяжным якорем (рис 8.8).

В ЭМ (рис. 8.8, а) изменение тяговых сил по мере движения якоря / достигается в результате выполнения внешнего конца якоря (со стороны нерабочего зазора) со скосом 2 конической или иной формы. В начале хода якоря /





Рис. 8.8. Конструктивные способы изменения тяговых характеристик: а - внешний конец якоря конусный нли профилированный; б - якорь с кольцевой проточкой; в - якорь с иемагнитвой втулкой и ферромагнитной шляпкой; г - тяговые характеристики исполнений

скос 2 не оказывает влияния на начальное тяговое усилие ЭМ. Оно определяется формой рабочего зазора (на рис. 8.8,г штриховая линия 1). По мере движения якоря к стопу тяговое усилие определяется как формой и значением рабочего зазора 6, так и формой и значением нерабочего зазора 6п, который в данном случае увеличивается, что обеспечивает плавное уменьшение тяговой силы (обеспечивает более пологую тяговую характеристику - кривая 4) или даже «завал» ее к концу хода якоря - штриховая линия 5). В конце хода снижение тяговой силы из-за скоса максимально. Подбором формы рабочего зазора и внешнего конца якоря можно добиться оптимального согласования тя* говой характеристики ЭМ с характеристикой противодействующих сил.

В ЭМ (рис. 8.8, б) вместо скоса выполнена кольцевая проточка на определенном расстоянии от конца якоря той или иной формы (треугольная, по радиусу, профилированная). Такое исполнение позволяет снижать промежуточные значения тяговых сил на определенном участке тяговой характеристики без заметного уменьшения начальной и конечной (отрывной) силы ЭМ (на рис. 8.8, г кривая 2).

В ЭМ (рис. 8.8, на выступающей относительно фланца 3 внешней части якоря 2 жестко закреплены втулка 4 из немагнитного антифрикционного материала и шляпка 5 из ферромагнитного материала. Такое исполнение якоря, не влияя на начальное тяговое усилие, обеспечивает недостаточно пологую тяговую характеристику из-за введения нерабочего зазора, а в конце хода якоря (в притянутом положении шляпки 5 к торцу фланца 3 и торца якоря 2 к стопу /) увеличивает конечную (отрывную) силу ЭМ (на рис. 8.8, г кривая 3) при исключении нерабочего зазора 6п ЭМ. Кроме этого, при сравнительно большом нерабочем зазоре уменьшается влияние сил одностороннего притяжения якоря (уменьшаются силы трения якоря), что снижает износ трущихся поверхностей. Длина втулки 4 равна или несколько меньше хода якоря бя, а толщина ее определяется степенью замедления роста тягового усилия и практически составляет (0,05...0,15)d. В общем виде вместо втулки 4 может быть просто выточка с любым профилем - коническим, треугольным, профилированным. Толщина шляпки Cin<0,25d, а диаметр шляпки dmid.

Недостатки конструкции - относительная сложность изготовления якоря, повышенная точность сопряжения шляпки с фланцем, а торца якоря со стопом (зазор между шляпкой и фланцем должен быть равен ходу якоря).





Рис. 8.9. Электромагниты с регулируемой тяговой характеристикой:

а, б - с изменяющимся ходом якоря; в - с неизменным ходом якоря

Электромагниты с регулируемыми характеристиками показаны на рис. 8.9 [131]. В таких ЭМ тяговые характеристики регулируются в определенных пределах органами регулирования без демонтажа и разборки путем изменения геометрической формы и взаимного расположения сопрягаемых поверхностей якоря и стопа. При этом ЭМ различают с изменяющимся и неизменным ходом якоря.

В ЭМ (рис. 8.9, а) стоп выполнен составным в виде неподвижной 2 и подвижной / частей из ферромагнитного материала, соединенных посредством резьбы. Подвижная часть / стопа перемещается в осевом направлении при вращении хвостовика 4, изменяя рабочий ход 6я и соответственно тяговое усилие ЭМ. Гайка 3 фиксирует положение подвижной части стопа.

В ЭМ (рис. 8.9, б) составным выполнен якорь. Он состоит из двух подвижных относительно друг друга частей 1 ъ 2, соединенных с помощью резьбы. Изменением взаимного положения частей 1 к 2 якоря посредством тяги 4, а также выбором размеров и формы частей / и 2 якоря и сопрягаемого стопа S, формируется желаемая тяговая характеристика ЭМ, которая в данном случае складывается из двух характеристик, соответствующих ЭМ с коническим стопом и с ФМШ. В данном ЭМ, в зависимости от глубины шунта и степени выдвижения подвижной части 2 Относительно части /, ход якоря при регулировании может быть как изменяющимся, так и неизменным. Для осушествления регулирования следует принять дополнительные меры для предотвращения совместного вращения при этом части / якоря (необходимо временное фиксирование части / при регулировании либо постоянное ограничение поворота якоря).

В ЭМ (рис. 8.9, в) стоп 3 снабжен подвижной в осевом направлении ферромагнитной втулки 2, образующей ФМШ. Изменением положения втулки 2 относительно неподвижного стопа 3 меняется глубина шунта hm и, следовательно, меняется тяговая характеристика ЭМ. При этом ход якоря / остается неизменным. Ферромагнитный шунт (втулка 2) выполняется ненасыщенным. В этом случае при бвйш тяговое усилие ЭМ резко возрастает, после вхсж-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [77] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116


0.0092