ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в различных ударных устройствах, рабочий орган которых совершает возвратно-поступательное движение под действием электромагнитных сил катушки.
Известна электромагнитная машина ударного действия, содержащая корпус, расположенные в нем тяговая катушка, установленная с возможностью осевого перемещения направляющая втулка с буфером, бойком, буксой и рабочим инструментом. [А.с. 905049 СССР, МПК B25D 13/00. Электромагнитный молоток / В.М.Борисов, Н.П.Ряшенцев, К.А.Штаф, Е.П.Акулинин, И.Е.Кудряшев. - №2539480/25-28; заявл. 03.11.77; опубл. 15.02.82, Бюл. №6]
Снижение вибраций и увеличение надежности достигается тем, что направляющая втулка электромагнитной машины подпружинена и установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, а букса жестко связанна с направляющей втулкой.
Недостатком этой известной электромагнитной машины является то, что буфер, осуществляющий реверс бойка, выполнен на основе эластичного элемента, срок службы которого на много меньше срока службы иных буферных устройств.
Известна электромагнитная машина ударного действия, содержащая корпус, внутри которого размещена катушка с магнитопроводом, имеющая возможность осевого перемещения, боек-ударник, основную и дополнительную камеры с сообщающимся каналом. [А.с. №861058 СССР, МПК B25D 13/00. Электромагнитный молоток / В.М.Борисов, Б.Г.Гольдштейн, К.А.Штаф, А.Я.Капустин, И.Е.Кудрящов. - №2770825/22-03; заявл. 04.04.79; опубл. 07.09.81, Бюл. №33]
Благодаря наличию сообщающихся камер, повышается эластичность воздушной подушки, и осуществляется безударный реверс бойка за счет сжатия воздуха в верхней камере, что уменьшает вибрации на корпус и увеличивает надежность и долговечность электромагнитной ударной машины.
Одним из главных недостатков этой электромагнитной ударной машины является использование в качестве устройства, осуществляющего реверс бойка, пневмобуфера, что приводит к необходимости более точного изготовления сопрягающихся с диаметром бойка элементов конструкции. Использование пневмобуфера увеличивает стоимость и обслуживание электромагнитной машины. Также, пневматический буфер не позволяет получать больших частот колебаний бойка.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электромагнитная машина ударного действия (прототип), содержащая корпус с размещенным в нем магнитопроводом и укрепленной внутри катушкой, направляющую втулку, установленную с возможностью осевого перемещения внутри магнитопровода и подпружиненную относительно него пружиной. В направляющей втулке установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения боек с возвратной пружиной, ударяющий по рабочему инструменту. В передней части направляющей втулки жестко закреплена букса, которая одновременно является полюсом. [Пат. 2111847 РФ, МПК B25D 13/00. Электромагнитная машина ударного действия / Г.Г.Угаров, В.Ю.Нейман]
Недостатком указанной электромагнитной машины ударного действия является возникающая вибрация, вызванная соударением ферромагнитного буфера с направляющей втулкой вследствие осевого смещения ферромагнитного буфера при возврате бойка в рабочем цикле, что снижает надежность машины в целом.
Технической задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является повышение надежности электромагнитной машины за счет снижения вибраций.
Поставленная задача решается тем, что в электромагнитной машине ударного действия, содержащая корпус с размещенным внутри магнитопроводом с катушкой и установленную в магнитопроводе, с возможностью осевого перемещения, подпружиненную направляющую втулку с установленными в ней бойком с возвратной пружиной, буфером и жестко закрепленной буксой с рабочим инструментом, между направляющей втулкой и буфером образована полость, в которой установлен предварительно поджатый упругий элемент.
На чертеже приведена предлагаемая электромагнитная машина ударного действия.
Электромагнитная машина ударного действия содержит корпус 1 с размещенным в нем магнитопроводом 2 и укрепленной внутри катушкой 3, направляющую втулку 4, установленную с возможностью осевого перемещения внутри магнитопровода 2 и поджатую относительно него пружиной 5. В направляющей втулке 4 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения боек 6, удерживаемый упругими силами возвратной пружины 7. В передней части направляющей втулки 4 жестко закреплена букса 8, которая одновременно является полюсом электромагнитной машины. В буксу 8 установлен рабочий инструмент 9, с которым взаимодействует боек 6. В задней части направляющей втулки 4 с возможностью осевого перемещения установлен буфер 10, расположенный между предварительно поджатыми упругими элементами 11 и 13, удерживаемые запорным элементом 12.
Электромагнитная машина ударного действия работает следующим образом.
При отключенном источнике питания положение бойка 6 соответствует положению, указанному на чертеже. Торцевая рабочая поверхность бойка 6 и буксы 8 образуют рабочий воздушный зазор по величине равный ходу бойка. При подаче импульса напряжения на катушку 3 по ней протекает ток, создающий магнитный поток, замыкающийся по контуру: магнитопровод 2, боковая поверхность бойка 6, рабочий воздушный зазор, букса 8, магнитопровод 2. Под действием электромагнитных сил, возникающих в воздушном рабочем зазоре, боек 6 начинает движение в сторону буксы 8 и наносит удар по рабочему инструменту 9. В момент нанесения удара, катушка 3 обесточивается и боек 6 под действием упругой силы возвратной пружины 7 совершает холостой ход, нанося удар по буферу 10, который гасит остаток кинетической энергии.
При гашении остатка кинетической энергии холостого хода бойка 6 буфер 10 совершает затухающие колебательные движения за счет предварительно поджатых упругих элементов 11 и 13.
При повторной подаче импульса напряжения на катушку 3 цикл повторяется.
Наличие дополнительного упругого элемента 13, установленного в образованной полости между направляющей втулкой 4 и буфером 10, позволяет частично гасить остаток кинетической энергии при возврате буфера 10 в начальное положение, не давая ему совершить удар по втулке 4.
В отличие от прототипа, в котором каждый возврат бойка вследствие удара и осевого смещения буфера связан с соударением буфера с направляющей втулкой, в предлагаемой машине при наличии подпружиненного упругого элемента 13 удар отсутствует, что снижает вибрации на корпусе, а значит повышает надежность электромагнитной машины ударного действия.
В качестве упругого элементы 13 можно использовать цилиндрическую пружину с коэффициентом жесткости равным упругому элементу 11.
Питание катушки 3 электромагнитной машины может осуществляться как от источника одиночных импульсов напряжения, равных по длительности ходу бойка, так и от источника периодических импульсов напряжения синхронизированных с ходом бойка, например по схеме однополупериодного выпрямления переменного напряжения промышленной частоты. Также не исключается возможность использования управляемых источников питания.