Обзор основных типов электромагнитных муфт | Атанор Инжиниринг

Обзор основных типов электромагнитных муфт

Тормоза и муфты-тормоза, работающие на электромагнитном принципе, обладают целым рядом преимуществ перед аналогичными пневматическими или гидравлическими тормозными решениями.

Основные достоинства тормозных электромагнитных муфт:

  • Точное время включения и чистое освобождение при выключении
  • Быстрый отклик срабатывания
  • Точное срабатывание
  • Малый нагрев тормозных поверхностей
  • Удобство управления

Рассмотрим основные типы электромагнитных муфт, принцип работы и применения.

INTORQ 14.105 и 14.115 — электромагнитные муфты сцепления и тормоза

Порошковые электромагнитные муфты

В тормозах и муфтах-тормозах на постоянных магнитах выходной диск (прикрепленный к выходному валу) свободно располагается внутри корпуса. Свободное место заполняется магнитной стружкой или порошком, который остается инертным до тех пор, пока на него не начинает воздействовать магнитное поле, излучаемое неподвижной катушкой, встроенной в корпус. Постоянный ток активирует катушку и, под действием магнитного поля, порошок выстраивается вдоль линий магнитного поля, фиксируя тормозной диск к корпусу и останавливая нагрузку. Только несколько материалов обладают достаточными магнитными свойствами, для использования их в качестве порошка, чаще всего используются железо, никель или хром.

Порошковые электромагнитные муфты обладают плавной регулировкой, что делает выбор в их пользу предпочтительным в системах натяжения и позиционирования, где требуется непрерывное изменение скорости.

Гистерезисные муфты (электромагнитные муфты постоянного момента)

В гистерезисных электромагнитных муфтах тормозной момент пропорционален току при любых моментах. Используемые в основном в приложениях с частичной мощностью, они почти не изнашиваются. Тормозной узел состоит из неподвижного магнита (статор) и подвижного тормозного стакана (ротор). Тормозной момент передается через магнитное поле в зазоре, обеспечивая мягкую передачу крутящего момента от привода к рабочему узлу.

Хотя при работе муфты всегда будет присутствовать небольшой эффект вихревого тока, полный номинальный крутящий момент не зависит от скорости скольжения, относительной скорости между ротором и полюсным узлом. Во время нормальной работы магнитная ориентация ротора постоянно корректируется его вращением и изменением тока катушки; эта динамическая работа приводит к плавным переходам между уровнями крутящего момента для регулировки мощности катушки.

Гистерезисные электромагнитные муфты и тормоза лучше всего подходят для приложений с постоянным крутящим моментом.

Вихревые электромагнитные муфты (асинхронные муфты скольжения или вихревые муфты)

Вихревые электромагнитные муфты конструктивно почти идентичны гистерезисным муфтам. Однако выходные диски, которые вращаются через индуцированные магнитные поля, сделаны из цветных материалов — хороших проводников, которые лишь незначительно магнитны. Материалы, из которых изготавливаются вихревые муфты включают в себя отталкивающий диамагнитный алюминий, слабо притягивающие парамагнитную медь и латунь. Они обычно демонстрируют хорошую проводимость и (что более важно здесь) хороший поток вихревого тока при воздействии колеблющегося магнитного поля.

Принцип работы: Индуктивная катушка магнитного поля муфты возбуждается, создавая магнитный поток, который проходит через выходной ротор к входному барабану. Барабан с приводом от двигателя генерирует вихревые токи и связанное с ними магнитное поле. Это поле выравнивается с магнитными полями в полюсах, ослабляясь противодействующими вихревыми токами (и связанными с ними тепловыми потерями), которые действуют, как сила торможения. Таким образом, крутящий момент создается скольжением.

Вихревые электромагнитные муфты и тормоза часто используются в приложениях, требующих быстрой остановки больших инерционных масс, например, в трамваях и двигателях испытательных стендов.

Вихревые токи способствуют нагреву ротора, что ограничивает использование этого типа муфт. Различные приводные узлы наоборот, хорошо подходят для выбора этих муфт, так как в них является приемлемым отсутствие синхронизации ротора и статора, и более важен постоянный выходной крутящий момент (например, спидометры и тахометры).

Электромагнитные фрикционные муфты

Фрикционные тормоза и муфты работают за счет трения. Они используют электрически созданный магнетизм, чтобы зажать две поверхности трения вместе, тем самым преобразуя кинетическую энергию в тепловую энергию, которая затем рассеивается.

Электромагнитный фрикционный тормоз состоит из двух основных компонентов: якоря и магнита. Якорь представляет собой стальную пластину или диск, предназначенный для вращения; он крепится к валу машины и является частью, зажатой во время торможения. Часто он сегментирован, чтобы устранить деформацию и обеспечить рассеивание частиц тепловой энергии.

Магнит состоит из трех частей: стальной оболочки, катушки или проволоки и поверхности трения. Подача энергии на катушку создает магнитное поле, которое концентрируется на двух полюсах. Это притягивает пластину якоря к полюсам, чтобы завершить магнитную цепь, заставляя ее соприкасаться с фрикционными поверхностями и замедляя нагрузку. Фрикционные поверхности предназначены для рассеивания тепла и равномерного распределения магнитной силы зажима по поверхности якоря.

INTORQ 14.800 — комбинированный муфта-тормоз

Электромагнитные фрикционные муфты аналогичны тормозам. Однако муфты сцепления включают два вала в параллельной или линейной конфигурации. Кроме того, для передачи магнетизма на вращающуюся деталь требуется пространство между катушкой и поверхностью трения.

Наибольшее распространение получили пружинные фрикционные муфты и тормоза:

  • Сила постоянного тока сжимает пружины, чтобы освободить фрикционную пластину, соединенную с валом, позволяя ему вращаться

Также находят применение фрикционные тормоза на постоянных магнитах, с электрическим высвобождением. Электромагнитные тормоза с постоянными магнитами способны быстро останавливаться и не повреждаются при высокой скорости цикла. Однако они не подходят для непрерывного скольжения из-за накопления при трении большой тепловой энергии.

Электромагнитные фрикционные муфты и тормоза часто используются в качестве безотказных тормозов удержания (они срабатывают при отключении питания).

по материалам интернет-издания Machine Design

Электромагнитные муфты и тормоза от европейского производителя. Со склада в Москве и под заказ

«Атанор-Инжиниринг» является официальным дистрибьютором Kendrion INTORQ в России

Интернет-каталог электромагнитных муфт INTORQ