ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕСС

Полезная модель относится к области машиностроения и в частности может быть использована в конструкциях прессового оборудования с электромагнитным приводом.
Известен электромагнитный пресс (А.с. СССР №734911, МПК: B21J 7/30, опубл. 23.05.1981 г.), содержащий установленный на станине цилиндрический электромагнит, включающий статор с внешним магнитопроводом и стопом, катушку и якорь. Для повышения усилия удара, якорь электромагнита выполнен в виде плоского диска и цилиндрического сердечника длиной (0,5…0,8) длины катушки, а стоп статора высотой (0,2…0,5) длины катушки.
Недостатком этого аналога является малоэффективная работа электромагнитного пресса в начале рабочего хода, т.е. имеет малое усилие удара из-за большого воздушного зазора и очень сильное ударное воздействие в конце рабочего хода, из-за уменьшения воздушного зазора при движении якоря между торцом статора и плоским диском якоря, что может привести также к залипанию якоря при недостаточной возвратной силы пружины. При этом увеличивается потребляемая мощность электромагнитного пресса и наступает сбой в работе пресса. Кроме того возникает обратный удар якоря о кожух от воздействия возвратной пружины.
Известен также электромагнитный пресс (А.с. СССР №1294446, МПК: B21J 7/30, опубл. 07.03.1987 г.), содержащий якорь с плоской дисковой частью, имеющий верхний зазор между плоской дисковой частью якоря и наружным стопом статора и нижний зазор между цилиндрической частью якоря и нижним внутренним стопом статора, направляющего стержня, статора с катушкой, возвратной пружины, станины, корпуса, с направляющей и короткозамкнутого электропроводящего кольца. С целью расширения технологических возможностей путем увеличения энергии удара, прототип снабжен токопроводящим кольцом треугольного сечения, одна сторона которого параллельна оси кольца, а другая - перпендикулярна ей, третья - наклонена к оси кольца, причем наружный диаметр кольца равен диаметру якоря, в якоре на торце выполнена концентрическая канавка с сечением, соответствующим сечению кольца, а кольцо смонтировано в канавке заподлицо с торцом якоря.
Недостатком прототипа является малоэффективная работа электромагнитного пресса в конце рабочего хода, т.е. очень сильное ударное воздействие в конце рабочего хода, из-за уменьшения верхнего воздушного зазора при движении якоря между торцом статора и дисковой частью якоря, что может привести также к его залипанию и сбою работы пресса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является линейный электромагнитный привод пресс (Патент РФ №2193943, МПК В21 37/30, В30В 1/42, опубл. 10.12.2002 г.), где электромагнитный двигатель содержит статор с размещенной в нем обмоткой и якорь, направляющий кожух с упором и возвратную пружину. Якорь состоит из двух подвижных относительно друг друга частей. Одна часть представляет собой стакан, а вторая - расположенный внутри стакана цилиндрический сердечник. Площадь поперечного сечения стакана меньше площади поперечного сечения цилиндрического сердечника. В верхней части стакана и сердечника имеются буртики. Якорь в начальном положении установлен с условием, что расстояние между буртиками сердечника и упором направляющего кожуха меньше, чем величина рабочего хода якоря.
Недостатком прототипа является недостаточно эффективная работа электромагнитного пресса т.к. искусственно полученный разрыв магнитной цепи остается постоянным, а это не позволяет гасить избыточную электромагнитную силу разных величин при обработке и рубке разных тонколистовых материалов.
При возврате якоря из-за сильного действия возвратной пружины происходит механический удар по кожуху, что уменьшает надежность и долговечность пресса.
Задача настоящей полезной модели заключается в повышении надежности и долговечности конструкции пресса и его оборудования служащего для рубки и штамповки тонколистовых материалов за счет уменьшения обратной механической силы удара якоря по кожуху пресса, создаваемой возвратной пружиной.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности конструкции пресса и его оборудования, служащего для штамповки или рубки тонколистовых материалов за счет уменьшения обратной механической силы удара якоря по кожуху пресса созданной возвратной пружиной.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитном прессе, содержащем статор с размещенной в нем обмоткой, якорь в виде двух подвижных друг относительно друга ферромагнитных частей, одна из которых выполнена в виде стакана с буртиком, а вторая - в виде сердечника с буртиком, установленного в стакане с образованием между плоскостью торца сердечника и плоскостью внутренней поверхности стакана зазора, возвратную пружину и кожух, выполненный с обеспечением функции направляющей для сердечника. Согласно предлагаемому техническому решению, сердечник снабжен демпферной пружиной, гайкой с выточкой и крышкой, при этом сердечник выполнен с расположенной в верхней части глухой выточкой, в которой расположена демпферная пружина с упором в выточку гайки, установленной на резьбе в крышке.
Кроме того в начальном положении встречные силы действия пружин демпферной и возвратной должны быть равными.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез конструктивной схемы электромагнитного пресса до момента подачи импульса напряжения на катушку, а на фиг.2 - представлен продольный разрез электромагнитного пресса в момент подачи импульса напряжения на катушку, где позициями обозначены:
1 - статор;
2 - обмотка;
3 - комбинированный якорь;
4 - направляющий кожух;
5 - возвратная пружина;
6 - стакан с поперечным сечением равным сечению магнитопровода статора;
7 - сердечник с глухой выточкой;
8 - буртик стакана якоря;
9 - буртик сердечника якоря;
10 - упор направляющего кожуха;
11 - глухая выточка в сердечнике;
12 - демпферная пружина;
13 -гайка;
14 - крышка;
15, 16 - рабочий ход стакана;
17 - зазор позволяющий снять избыточную электромагнитную силу при рубке тонколистового материала.
Электромагнитный пресс содержит статор 1, с размещенной в нем обмоткой 2 возвратную пружину 5 и комбинированный якорь 3 состоящий из двух подвижных ферромагнитных частей относительно друг друга, одна из них представляет собой стакан 6 с буртиком 8 и сердечник 7 с глухой выточкой 11 для демпферной пружины 12, а второй конец демпферной пружины упирается в выточку гайки 13, установленную на резьбе в крышке 14, направляющим для движения сердечника 7 является кожух 4. Гайкой 13 путем частичного отвинчивания или завинчивания в крышке 14 можно создать необходимое напряжение демпферной пружины 12, которая в свою очередь, опустив за счет нажима сердечник 7, тем самым уменьшится величина рабочего зазора 15 и 16, что вызовет увеличение начальной электромагнитной силы, а зазор между буртиком 9 и упором 10 также уменьшится, а зазор 17 (фиг.2) в разрыве магнитопровода между плоскостями торца сердечника 7 и внутренней поверхностью дна стакана 6 останется неизменным, т.к. величина зазора 17, зависит от длины сердечника 7 или высоты буртиков 9 или 16. Электромагнитный пресс работает следующим образом. Для срабатывания электромагнитного пресса требуется, чтобы его электромагнитная сила, идущая на удар, превышала механическое противодействие возвратной пружины 5. Для надежности срабатывания в обмотку 2 подают импульсный рабочий ток, комбинированный якорь 3 под действием электромагнитной силы совместно с сердечником 7 как целое устремляется вниз к намагниченному статору 1, уменьшая зазоры 15 и 16. При этом электромагнитная сила возрастает по закону близкому к гиперболе, развивая при малых зазорах 15 и 16 большую электромагнитную силу. После совершения полезной работы при рубке тонколистового материала избыточная электромагнитная сила, идет на механический удар якоря о статор 1, где за счет образованного зазора 17 в магнитной цепи комбинированного якоря 3, электромагнитная сила якоря резко падает, и становиться меньше силы сжатия возвратной пружины 5. При отсутствии импульса тока в обмотке 1 под действием силы возвратной пружины 5 якорь 3 отрывается от статора 1 и возвращается в исходное состояние, уменьшая зазор 17 до соприкосновения внутренних поверхностей магнитопровода якоря 3 с сердечником 7 в области уменьшающегося зазора 17. Комбинированный якорь 3 готов к следующему импульсу тока.
Надежность работы электромагнитного пресса повышается за счет уменьшения обратной механической силы удара якоря по кожуху пресса созданной возвратной пружиной.