ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Полезная модель относится к электромагнитным двигателям с возвратно-поступательным движением исполнительного органа и может быть использована для привода различных автоматических устройств, в частности в качестве электропривода прессовых насосов, компрессоров, вибраторов и других устройств, выполняющих линейные возвратно-поступательные движения.
Известен электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий неподвижный магиитопровод, выполненный их двух частей и тороидальной катушки управляемой от источника переменного тока через диод. Кольцевой якорь выполнен в виде тонкостенного ферромагнитного кольца подвижного в зазоре между внутренней и внешней частями магнитопровода, где внутренняя часть магпитопровода расположена внутри кольцевого якоря, выполненного полым, причем внешняя часть магпитопровода охватывает якорь снаружи (авт. св. СССР №339072, М. Кл H02K 83/02, опубл. 15.05.1972).
Рассмотренный электродвигатель с возвратно-поступательным движением малоэффективен в работе, т.к. якорь его выполнен из тонкостенного ферромагнитного кольца из-за быстрого насыщения магнитным потоком.
Известен электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения, содержащий цилиндрический статор с обмоткой и дисковый якорь с двумя размещенными коаксиальными ферромагнитным цилиндрами - полым и сплошным, где обмотка возбуждения выполнена в виде двух коаксиальных катушек охватывающих ферромагнитные цилиндры (авт. св. СССР №855888, М. Кл H02K 33/02, опубл. 15.08.1981).
Однако электромагнитный двигатель ненадежен в работе из-за сильного прямого электромеханического удара и кроме того нет смягчения от механического обратного удара покрышке двигателя при возврате якоря.
Известен также электродвигатель возвратно-поступательного движения, содержащий магнитопровод индуктора (статора), обмотку, установленную в нем, цилиндрический якорь со иноком, комбинированный винт, крышку, контргайку и возвратную пружину. Цилиндрический якорь разметен в полости магнитопровода индуктора с рабочим зазором. Якорь в исходном положении с одной стороны поджат пружиной, а с другой комбинированным типом, гладкая часть боковой поверхности которого является направляющей и введена во внутреннее глухое отверстие якоря. Комбинированный винт установлен в крышке и зафиксирован контргайкой (авт. св. СССР №1725330 A1, H02K 33/00, H01F 7/16, опубл. 07.04.1992).
Рассмотренный электродвигатель возвратно-поступательного движения имеет относительно повышенные потери магнитного потока в «воротничке» при поперечном переходе через паразитный зазор из статора в цилиндрическую боковую часть якоря. Кроме того при возврате якоря в исходное положение под действием сжатой возвратной пружины возможны механические удары якоря по крышке с фиксатором хода якоря, что снижает надежность и долговечность работы двигателя.
Наиболее близким но технической сущности и достигаемому эффекту является линейный электромагнитный привод пресса (пат. РФ №2193943, С2 7 B21I 7/30, B 30, B 1/42, опубл. 10.12.2002), содержащий статор, состоящий из цилиндрического ярма с размещенной в нем катушкой (обмоткой) и пустотелым якорем в виде стакана с тонкими образующими стенками опирающимися внутренней боковой поверхностью на наружную образующую боковую поверхность внутреннего ферромагнитного сердечника. В верхней части стакана и ферромагнитного сердечника имеются буртики. Якорь в начальном положении установлен с условием, что расстояние между буртиком ферромагнитного сердечника и упором направляющего кожуха меньше, чем величина рабочего хода якоря.
Рассмотренный линейный электромагнитный привод пресса имеет относительно повышенный шум при возвратном ударе дна стакана о торцевую поверхность сердечника, кроме того механический удар сердечника по кожуху двигателя также снижает надежность и долговечность привода.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности и долговечности электромагнитного двигателя возвратно-поступательного движения за счет гашения механического удара по кожуху при обратном ходе якоря.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности конструкции двигателя и его оборудования, служащего для штамповки тонколистовых материалов, насосов, компрессоров, вибраторов и других устройств.
Поставленная задача решается тем, что в электромагнитном двигателе возвратно-поступательного движения, включающего статор с обмоткой, пустотелый якорь с толстыми образующими стенками, опирающимися на цилиндрический сердечник из немагнитного материала (например, бронза) зафиксированного по резьбе в кожухе контргайкой, причем в цилиндрическом сердечнике из немагнитного материала в глухой выточке установлена демпферная пружина, второй конец демпферной пружины опирается на внутреннюю выточку в дне стакана якоря.
Кроме того и электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения имеет неподвижный сердечник, выполненный из бронзы и с поперечным сечением равным поперечному сечению магнитопровода статора.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен разрез электромагнитного двигателя возвратно-поступательного движения, где позициями обозначены:
1 - цилиндрический статор;
2 - обмотка;
3 - пустотелый якорь;
4 - буртик якоря;
5 - верхний торец магнитопровода статора;
6 - внутренняя поверхность пустотелого якоря;
7 - неподвижный сердечник из немагнитного материала;
8 - кожух;
9 - контргайка;
10 - глухая выточка в немагнитном сердечнике;
11 - демпферная пружина;
12 - выточка в дне стакана;
13 - возвратная пружина;
14 - рабочий зазор;
15 - шлиц для регулирования упругости демпферной пружины.
Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения содержит цилиндрический статор 1, внутри которого установлена обмотка 2, пустотелый якорь 3 в виде стакана с толстыми стенками и буртиком якоря 4, установленным на одной линии с верхним торцом магнитопровода статора 5, пустотелый якорь своей внутренней поверхностью 6 опирается на неподвижный сердечник из немагнитного материала 7 (например, бронза), зафиксированного по резьбе в кожухе 8 контргайкой 9, причем в цилиндрическом сердечнике из немагнитного материала 7 в глухой выточке 10 установлена демпферная пружина 11, второй конец демпферной пружины опирается на выточку 12 в дне стакана якоря 3, а сам якорь опирается на возвратную пружину 13, образуя рабочий зазор 14, сердечник из немагнитного материала 7 зафиксирован по резьбе в кожухе 8 и поджат контргайкой 9, в резьбовой части сердечника 7 имеется шлиц 15 для регулирования упругости демпферной пружины 11. Для повышения надежности функционирования и уменьшения трения якоря о стенки сердечника статора, неподвижный сердечник выполнен из бронзы с поперечным сечением равным поперечному сечению магнитопровода статора.
Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения работает следующим образом.
При подаче импульса тока в обмотку 2 в двигателе возникает магнитное поле, которое приводит в движение пустотелый якорь 3. Причем, расположение кромки буртика 4 якоря 3 против верхнего торца 5 магнитопровода статора позволяет повысить начальную электромагнитную силу. По мере продвижения вниз пустотелого якоря 3 электромагнитная сила между кромками буртика 4 якоря 3 и магнитопровода статора 5 уменьшается, но сильно возрастает электромагнитная сила в нижнем рабочем зазоре 14, которая сжимает возвратную пружину 13 производит работу устройства. После совершения работы импульс тока в обмотке 2 отключается и якорь 3 под действием силы сжатой возвратной пружины 13 мягко из-за тормозящего действия демпферной пружины 11 возвращается в исходное положение, после чего электромагнитный двигатель готов к следующему импульсу тока. Эффективность заявляемого электромагнитного двигателя возвратно-поступательного движения надежность и долговечность повышается за счет устранения значительной части механической энергии удара якоря о кожух при обратном ходе.