Механизм передачи движения с магнитной связью
MOTION TRANSFER MECHANISM WITH MAGNETIC COUPLING

Механизм передачи движения с магнитной связью может использоваться в машиностроении, в химической, фармацевтической, лакокрасочной и в других отраслях промышленности, а более конкретно, для вентиляции помещений, перемешивания жидких, пастообразных и сыпучих веществ, приготовления растворов, эмульсий и суспензий, измельчения кускового материала, чистки загрязненных рабочих поверхностей резервуаров, транспортирования материалов в термокамеры и перемещения надводных и подводных объектов.
Прототипом является механизм передачи движения с магнитной связью, состоящий из входного и выходного звеньев, каждое из которых содержит вал с магнитными колесами с чередующими друг за другом полюсами-зубцами N и S, и герметичной перегородки (см. книгу А.Ф. Крайнева Словарь-справочник по механизмам, М., Машиностроение, 1981 г., стр. 168-169, рис. а).
Недостатками прототипа являются большие энергозатраты на вращение массивных металлических колес, сложность конструкции колес с чередующими друг за другом полюсами-зубцами и узкая область использования из-за больших габаритов механизма с параллельным расположением осей валов и невозможность передачи поступательного движения от входного звена к выходному звену.
Задачей изобретения является снижение энергозатрат, упрощение конструкции и расширение области использования.
Поставленная задача решается тем, что в известном механизме передачи движения с магнитной связью, состоящим из входного и выходного звеньев, каждое из которых содержит вал и колесо с магнитными элементами, согласно изобретению, валы расположены соосно, колеса - с зазором друг относительно друга, а магнитные элементы выполнены в форме цевков, установленных перпендикулярно на торцевой плоскости каждого колеса со стороны расположения зазора между колесами на расстоянии друг от друга, обеспечивающим магнитную связь, и обращенных друг к другу одноименными полюсами.
Кроме того, детали звеньев за исключением цевков выполнены из неметаллического материала.
На фиг. 1 схематично показан механизм передачи движения с магнитной связью, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.
Механизм включает входное звено, содержащее вал 1 и колесо 2 с цевками 3, и выходное звено, содержащее вал 4 и колесо 5 с цевками 6. Валы 1 и 4 установлены соосно друг к другу в стойке 7, а колеса 2 и 5 расположены друг относительно друга с зазором. Цевки 3 установлены на колесе 2 перпендикулярно торцевой плоскости этого колеса, а цевки 6 - на колесе 5 перпендикулярно торцевой плоскости этого колеса. Цевки 3 и 6 выполнены из магнита, обращены друг к другу одноименными полюсами и расположены на колесах 2 и 5 на расстоянии друг относительно друга, обеспечивающим магнитную связь. Стойка 7, валы 1 и 4 и колеса 2 и 5 выполнены из неметаллического материала.
Степень подвижности механизма передачи движения с магнитной связью в отсутствии контакта между входным и выходным звеньями равна:
5
м.c.
W=3n-2p-p=3⋅2-2⋅2-1=1,
5
м.с.
где n-число подвижных звеньев, которыми являются входное звено содержащее вал 1, колесо 2 и цевки 3, и выходное звено, содержащее вал 4, колесо 5 и цевки 6; p - число кинематических пар пятого класса, которыми являются вращательная пара, образованная валов 1 и стойкой 7, и вращательная пара, образованная валом 4 и стойкой 7; p - число магнитных связей между входным и выходным звеньями.
Степень подвижности механизма, равная единице, указывает на то, что звенья могут только вращаться вокруг горизонтальной оси.
Механизм передачи движения с магнитной связью работает следующим образом.
Вращение вала 1 с колесом 2 входного звена в стойке 7 приводит к вращению вала 4 с колесом 5 выходного звена в стойке благодаря магнитному полю, создаваемому цевками 3 и 6 из магнита. Так как цевки 3 на колесе 2 и цевки 6 на колесе 5 обращены друг к другу одноименными полюсами происходит отталкивание цевков 6 от цевков 3 входного вращающегося звена.
Роль входного звена при отсутствии контакта между звеньями сводится к обеспечению непрерывного однонаправленного вращения выходного звена.
Установка на свободном конце вала 4 винта 8 позволяет использовать механизм в качестве магнитного движителя для перемещения надводных и подводных объектов, крыльчатки - для вентиляции помещений, мешалок - для перемешивания различных сред, щеток - для чистки загрязненных рабочих поверхностей резервуаров и т.д.
Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого изобретения достигается за счет: снижения энергозатрат благодаря выполнению всех звеньев механизма за исключением цевков из магнита из неметаллического материала; упрощения конструкции благодаря использованию цевочной передачи движения и соосному расположению валов входного и выходного звеньев; расширения области использования благодаря выполнению механизма с цевочной передачей движения.