Электромагнитные муфты работают электрически, но передают крутящий момент механически. Вот почему их раньше называли электромеханическими муфтами. С годами ЭМ стали называть электромагнитными, а не электромеханическими, что больше относится к их способу приведения в действие, а не к физическому функционированию. С тех пор как муфты стали популярными более 60 лет назад, разнообразие применений и конструкций муфт значительно возросло, но основная работа остается прежней и по сей день.
Примерно 90% всех продаж электромагнитных сцеплений составляют односторонние сцепления [ необходима ссылка ] .
Электромагнитные муфты наиболее подходят для дистанционного управления , поскольку для управления их включением не требуются механические связи, что обеспечивает быструю и плавную работу. Однако, поскольку энергия активации рассеивается в виде тепла в электромагнитном приводе при включении муфты, существует риск перегрева. Следовательно, максимальная рабочая температура муфты ограничена температурным номиналом изоляции электромагнита. Это является серьезным ограничением. Другим недостатком является более высокая начальная стоимость.
Фрикционная муфта использует одну фрикционную поверхность для зацепления входных и выходных элементов муфты.
Когда муфта приводится в действие, ток протекает через электромагнит, создавая магнитное поле. Роторная часть муфты намагничивается и создает магнитную петлю, которая притягивает якорь. Якорь притягивается к ротору, и при контакте создается сила трения. В течение относительно короткого времени нагрузка ускоряется до соответствия скорости ротора, тем самым зацепляя якорь и выходную ступицу муфты. В большинстве случаев ротор постоянно вращается вместе с входом все время.
Когда ток отключается от муфты, якорь может свободно вращаться вместе с валом. В большинстве конструкций пружины удерживают якорь вдали от поверхности ротора, когда мощность отключается, создавая небольшой воздушный зазор.
Циклирование достигается путем прерывания тока через электромагнит. Проскальзывание обычно происходит только во время ускорения. Когда сцепление полностью включено, относительного проскальзывания нет, если предположить, что сцепление имеет правильный размер, и, таким образом, передача крутящего момента является 100% эффективной.
Этот тип сцепления используется в некоторых газонокосилках, копировальных аппаратах и приводах конвейеров. Другие области применения включают упаковочное оборудование, печатное оборудование, оборудование для пищевой промышленности и автоматизацию производства.
При использовании электромагнитного сцепления в автомобилях внутри рычага переключения передач может быть выключатель выключения сцепления. Водитель управляет переключателем, удерживая рычаг переключения передач, чтобы переключить передачу, тем самым отключая ток на электромагнит и отключая сцепление. При использовании этого механизма нет необходимости нажимать на педаль сцепления. В качестве альтернативы переключатель может быть заменен датчиком касания или датчиком приближения , который определяет наличие руки около рычага и отключает ток. Преимущества использования этого типа сцепления в автомобилях заключаются в том, что для приведения сцепления в действие не требуются сложные тяги, и водителю необходимо прикладывать значительно меньшее усилие для управления сцеплением. Это тип полуавтоматической трансмиссии .
Электромагнитные муфты также часто встречаются в системах полного привода и используются для изменения количества мощности, передаваемой на отдельные колеса или оси. [1]
Большинство, но не все, автомобильные системы кондиционирования воздуха включаются и выключаются с помощью электромагнитной муфты. Для активации компрессора муфта активируется. Она соединяет конец вала компрессора кондиционера со шкивом, приводимым в движение коленчатым валом двигателя через ремень .
Электромагнитные муфты использовались на тепловозах , например, на заводе Hohenzollern Locomotive Works .
Введение – Многодисковые муфты используются для передачи чрезвычайно высокого крутящего момента в относительно небольшом пространстве. Эти муфты могут использоваться как в сухом, так и в мокром виде (масляная ванна). Работа муфт в масляной ванне также значительно увеличивает способность рассеивания тепла, что делает их идеально подходящими для многоскоростных коробок передач и станков.
Как это работает – Многодисковые муфты работают через электрическое приведение в действие, но передают крутящий момент механически. Когда ток подается через катушку муфты, катушка становится электромагнитом и создает магнитные линии потока. Эти линии потока передаются через небольшой воздушный зазор между полем и ротором. Роторная часть муфты намагничивается и создает магнитную петлю, которая притягивает как якорь, так и фрикционные диски. Притяжение якоря сжимает (сжимает) фрикционные диски, передавая крутящий момент от внутреннего привода к внешним дискам. Выходные диски соединены с шестерней, муфтой или шкивом через приводную чашку. Муфта проскальзывает до тех пор, пока входные и выходные обороты не совпадут. Обычно это происходит относительно быстро (0,2–2 с).
Когда ток отключается от сцепления, якорь может свободно вращаться вместе с валом. Пружины удерживают фрикционные диски на расстоянии друг от друга, поэтому нет никакого контакта, когда сцепление не задействовано, создавая минимальное сопротивление.
Введение – Из всех электромагнитных муфт зубчатые муфты обеспечивают наибольшее количество крутящего момента при наименьшем общем размере. Поскольку крутящий момент передается без проскальзывания, муфты идеально подходят для многоступенчатых машин, где синхронизация имеет решающее значение, например, для многоступенчатых печатных машин . Иногда необходимо соблюдать точную синхронизацию, поэтому зубчатые муфты могут быть изготовлены с опцией одного положения, что означает, что они будут включаться только при определенной отметке градуса. Их можно использовать в сухих или влажных (масляная ванна) приложениях, поэтому они очень хорошо подходят для приводов типа коробки передач.
Их не следует использовать в высокоскоростных приложениях или приложениях, где скорость включения превышает 50 об/мин, в противном случае при попытке включения сцепления может произойти повреждение зубьев сцепления.
Как это работает – Электромагнитные зубчатые муфты работают через электрический привод, но передают крутящий момент механически. Когда ток протекает через катушку муфты, катушка становится электромагнитом и создает магнитные линии потока. Затем этот поток передается через небольшой зазор между полем и ротором. Роторная часть муфты намагничивается и создает магнитную петлю, которая притягивает зубцы якоря к зубцам ротора. В большинстве случаев ротор последовательно вращается с входом (приводом). Как только якорь муфты и ротор входят в зацепление, блокировка составляет 100%.
Когда ток снимается с поля сцепления, якорь может свободно вращаться вместе с валом. Пружины удерживают якорь вдали от поверхности ротора, когда мощность отключается, создавая небольшой воздушный зазор и обеспечивая полное расцепление от входа до выхода.
Введение – Магнитно-порошковые муфты уникальны по своей конструкции, отличаясь от других электромеханических муфт широким диапазоном рабочего крутящего момента. Как и в стандартной односторонней муфте, крутящий момент относительно напряжения почти линейный. Однако в магнитно-порошковой муфте крутящий момент можно контролировать очень точно. Это делает эти устройства идеально подходящими для приложений контроля натяжения, таких как намотка проволоки, фольга, пленка и контроль натяжения ленты. Благодаря быстрому отклику их также можно использовать в приложениях с высоким циклом, таких как считыватели карт, сортировочные машины и этикетировочное оборудование.
Как это работает – Магнитные частицы (очень похожие на железные опилки) находятся в полости порошка. Когда ток протекает через катушку, создаваемый магнитный поток пытается связать частицы вместе, почти как кашица из магнитных частиц. По мере увеличения тока магнитное поле нарастает, усиливая связывание частиц. Ротор муфты проходит через связанные частицы, вызывая сопротивление между входом и выходом во время вращения. В зависимости от требования к выходному крутящему моменту выход и вход могут блокироваться при 100% передаче.
Когда ток от муфты отключается, вход почти свободно вращается вместе с валом. Поскольку магнитные частицы остаются в полости, все магнитные муфты имеют некоторое минимальное сопротивление.
Электрические гистерезисные блоки имеют чрезвычайно широкий диапазон крутящего момента. Поскольку эти блоки могут управляться дистанционно, они идеально подходят для испытательных приложений, где требуется изменяющийся крутящий момент. Поскольку крутящий момент сопротивления минимален, эти блоки предлагают самый широкий доступный диапазон крутящего момента среди всех электромагнитных продуктов. Большинство приложений, в которых задействованы силовые гистерезисные блоки, находятся в требованиях испытательного стенда. Поскольку весь крутящий момент передается магнитным путем, нет контакта, поэтому не происходит износа ни одного из компонентов передачи крутящего момента, что обеспечивает чрезвычайно долгий срок службы.
При подаче тока создается магнитный поток. Он проходит в роторную часть поля. Гистерезисный диск физически проходит через ротор, не касаясь его. Эти диски обладают способностью намагничиваться в зависимости от силы потока (он рассеивается по мере удаления потока). Это означает, что при вращении ротора возникает магнитное сопротивление между ротором и гистерезисным диском, вызывающее вращение. В некотором смысле, гистерезисный диск тянется за ротором. В зависимости от требуемого выходного крутящего момента это тяговое усилие в конечном итоге может соответствовать входной скорости, обеспечивая 100%-ную блокировку.
Когда ток отключается от сцепления, якорь может свободно вращаться, и между любым из элементов не передается никакой относительной силы. Таким образом, единственный крутящий момент, наблюдаемый между входом и выходом, — это сопротивление подшипника.
В. Пельчевский: SPRZEGLA ELEKTROMAGNETYCZNE (оригинальное польское издание); Немецкое издание: Elektromagnetische Kupplung, Глава: Elektromagnetische Induktionskuppling; Просмотрег 1971, ISBN 3 528 04906 5
