МАГНИТНАЯ МУФТА-РЕДУКТОР ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ВРАЩЕНИЯ В ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ ОБЪЕМ

Полезная модель относится к машиностроению и его подотрасли - электронному машиностроению, а более конкретно к магнитным муфтам для передачи вращения в герметизированный объем.
Известна магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем, содержащая ведущий ротор, выполненный в виде постоянного магнита, охватывающую его обойму и установленный в зазоре между ними герметизирующий стакан, в котором на торце обоймы выполнены зубцы, а в стенках герметизирующего стакана-окна, заполненные магнитомягким материалом, причем число окон отличается от числа зубцов обоймы на число полюсов ведущего ротора, длина полюсной дуги ротора кратна шагу окон герметизирующего стакана [Авторское свидетельство СССР №268811, кл. F16H 27/01, 1968 (аналог)].
Недостатком аналога является низкая надежность его работы при передачи вращения в герметизированный объем.
Наиболее близкой по технической сущности к достигаемому результату является магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем содержащая ротор, герметизирующий стакан и обойму, концентрично установленные с зазором друг относительно друга [Авторское свидетельство СССР №1113869, кл. Н02К 49/10, 1984 (прототип)].
Недостатком прототипа является низкая надежность его работы при передаче вращения в герметизированный объем и конструктивная сложность изготовления за счет наличия большого количества магнитов.
В основу полезной модели положена техническая задача повышения надежности работы магнитной муфты-редуктора для передачи вращения в герметизированный объем при упрощении ее конструкции.
Согласно предложенной полезной модели ротор выполнен в форме кругового сектора, на наружной поверхности которого имеются зубцы П-образные формы униполярного намагничивания, число круговых секторов не менее одного, на внутренней поверхности герметизирующего стакана выполнены зубцы П-образной формы, причем зубцы на круговом секторе и герметизирующем стакане имеют различные угловые шаги, а в обойме из немагнитного материала, на внутренней поверхности, установлен полюсный выступ в форме кольцевого сектора из магнитомягкого материала, число кольцевых секторов не менее одного и равно числу круговых секторов, причем центральные углы кругового и кольцевого секторов равны между собой, радиальные воздушные зазоры между элементами устройства выбраны минимальными, герметизирующий стакан выполнен таким образом, что его радиальная магнитная проводимость больше чем окружная, а зубцы на круговом секторе установлены с возможностью магнитного взаимодействия с зубцами на герметизирующем стакане и кольцевом секторе.
Введение в магнитную муфту-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем кругового сектора с зубцами на наружной поверхности униполярного намагничивания, герметизирующего стакана с зубцами на внутренней поверхности и кольцевого сектора придает устройству новые свойства - повышение надежности передачи вращения в герметизированный объем за счет большого количества зубцов ротора и герметизирующего стакана, находящихся в одновременном магнитном взаимодействии, при этом, в отличие от прототипа, в конструкции муфты отсутствует большое количество магнитов.
Сущность полезной модели поясняет фиг.1, 2, 3, 4.
На фиг.1 представлена предлагаемая магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем, развертка зубцовой зоны, соответствующей одному сектору.
На фиг.2 показан график распределения усредненной магнитной индукции по линии магнитного взаимодействия зубцов кругового сектора с зубцами герметизирующего стакана.
На фиг.3 представлена магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем, поперечный разрез с тремя секториальными зонами магнитного взаимодействия.
На фиг.4 показан разрез по А-А магнитной муфты-редуктора, поясняющий П-образную форму зубцов.
Магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем (фиг.1) содержит ротор в форме кругового сектора 1, герметизирующий стакан 2 и обойму 3, концентрично установленные с зазором друг относительно друга. На наружной поверхности кругового сектора 1 имеются зубцы 4 П-образной формы униполярного намагничивания. На внутренней поверхности герметизирующего стакана 2 выполнены зубцы 5 П-образной формы.
сек
ст
кр
кол
кр
кол
Число круговых секторов 1 может быть один и более. Зубцы 4 на круговом секторе 1 и зубцы 5 на герметизирующем стакане 2 имеют различные угловые шаги (φ≠φ). В обойме 3, на внутренней поверхности установлен полюсный выступ в форме кольцевого сектора 6 из магнитомягкого материала. Число кольцевых секторов 6 не менее одного и равно числу круговых секторов 1. Центральные углы α и α кругового 1 и кольцевого 6 секторов равны между собой (α=α). Радиальные воздушные зазоры между элементами муфты-редуктора выбраны минимальными с целью обеспечения значительно большей магнитной проводимости системы в радиальном направлении по сравнении с окружным.
Радиальная магнитная проводимость герметизирующего стакана 2 больше, чем окружная. Зубцы 4 на круговом секторе 1 установлены с возможностью магнитного взаимодействия с зубцами 5 на герметизирующем стакане 2 и кольцевым сектором 6.
Магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем работает следующим образом.
0
1
ст
cт
ceк
ст
сек
ст
сек
ст
При вращении кругового сектора 1 индукция магнитного поля В в материале зубцов 5 и кольцевого сектора 6 будет изменяться на секториальном участке по закону В=В+В cosφ. Причем, максимум вектора индукции сместится на угол φ при смещении кругового сектора 1 на угол Δφ=φ-φ в направлении, соответствующем направлению вращения кругового сектора 1, если φ>φ. Если же φ<φ, то направление смещения максимума вектора индукции будет противоположным направлению вращения кругового сектора 1. При этом максимум вектора индукции сместится также на угол φ, а магнитный поток замыкается через зубцы 5 герметизирующего элемента и магнитомягкий материал кольцевого сектора 6, так как радиальная магнитная проводимость герметизирующего стакана 2 больше чем окружная. При этом обойма 3 совместно с кольцевым сектором 6 начинает вращаться синфазно с вектором магнитной индукции, за счет взаимодействия магнитного поля, образованного круговым сектором 1. Передаточное число магнитно муфты-редуктора равно:
ст
сек
при φ>φ,
т.е. в этом случае имеет место увеличение частоты вращения выходного элемента - обоймы 3, по сравнению с входным элементом - круговым сектором 1.
ст
сек
При φ<φ передаточное число магнитной муфты-редуктора также равно:
ст
сек
при φ<φ,
ст
сек
однако в этом случае выходной элемент - обойма 3, вращается в сторону противоположную вращению входного элемента - кругового сектора 1. При φ=φ передачи вращения не производится.
Для получения редуцирования частоты вращения необходимо подать вращение на обойму 3, при этом круговой сектор 1 будет вращаться с частотой меньшей, чем частота вращения обоймы 3, а передаточное число будет равно:
ст
сек
ст
сек
при φ>φ или φ<φ.
ст
сек
ст
сек
Причем при φ>φ, направление вращения обоймы 3 и кругового сектора 1 совпадают, а при φ<φ они противоположны.
Таким образом, предлагаемая магнитная муфта-редуктор для передачи вращения в герметизированный объем может быть использована как мультипликатор, так и редуктор.
Применение магнитной муфты-редуктора для передачи вращения в герметизированный объем позволяет повысить надежность работы, за счет наличия достаточно большой зоны магнитного взаимодействия, и упрощает конструкцию за счет того, что в ней используется только один магнит - круговой сектор.