Лабораторна робота №5 вивчення авіаційних електромеханізмів муфти

Муфти - це пристрої, призначені для з’єднання рухливих частин у приводному механізмі, здійснення гальмування виконавчої частини чи приводу всього електромеханізму. Муфти можуть бути електромагнітними і механічними.

Електромагнітні муфти зчеплення (мал.9) служать для приєднання і від’єднання виконавчої частини електромеханізму від ведучих елементів приводного пристрою. При цьому виключається вибіг виконавчого механізму за межі необхідного положення. Зчеплення валів у таких муфтах здійснюється силами чи тертя кулачковим з’єднанням.

Робота муфти полягає в наступному: при подачі живлення на електродвигун (мал. 9, а) струм починає теки і по обмотці 2 муфти. При цьому магнітний потік замикається через магнітопровід муфти, повітряний зазор δ і якір 5. Під дією електромагнітного зусилля якір 5

Мал. 1. Електромагнітна муфта зчеплення з невикористанням сил тертя

а-принципова схема; б-муфта електромеханізму УТ-11

переборює зусилля поворотної пружини 6 і притягується до сердечника 3. Унаслідок сил тертя між якорем і сердечником обертаючий момент електродвигуна передається виконавчому механізму.

При знятті живлення з електродвигуна відбувається вимикання муфти під дією поворотної пружини 6. Завдяки цьому інерційний вибіг якоря не передається на виконавчий механізм.

На мал.9,б показана муфта, встановлена в електромеханізмі УТ-11, що призначений для керування тримерами на деяких літаках.

У сталевому корпусі 1 розміщена обмотка 2 електромагнітної муфти, що складається з двох частин, кожна з яких підключена паралельно електродвигуну. Обертовий сердечник 3 з'єднаний з редуктором, а останній одержує обертання від реверсивного електродвигуна послідовного збудження. Якір 5 муфти являє собою сталеве кільце, зв'язане з вихідним валом і шестернею 7 редуктора пружинами 6. Для того щоб магнітний потік замикався через повітряний зазор і якір, у сердечник уставлене діамагнітне кільце 4.

Подібні муфти зчеплення застосовуються в приводних пристроях невеликої потужності (не більш 200-300 Вт).

Мал. 13.Електромагнітна муфта зчеплення-гальмування механізму миз.

1-рухомий щит; 2-сепаратор; 3-пружина; 4-тормозний диск; 5-пробкове кільце; 6-якір; 7-сердечник; 8,14,17-гайки; 9-обмотка; 10-корпус; 11-шпонка; кулькова шпонка; 13-шестерня; 15-шарикопідшипник; 16-шпилька.

Комбіновані муфти зчеплення-гальмування виконують функції як муфт зчеплення, так і муфт гальмування (мал.13). Прикладом конструкції такої муфти може бути муфта, встановлена в електромеханізмах МПЗ-ЗМ, МПЗ-9А випуску і прибирання закрилків на літаках.

Муфта, зчеплення-гальмування складається з корпуса 10, обмотки чи двох обмоток 9, сердечника якоря 6, гальмового диска 4, сепаратора 2 із пружинами 3, підшипників і інших допоміжних деталей.

Живлення одночасно подається на електродвигун і на обмотку 9 муфти. У магнітопроводі муфти з'являється магнітний потік, що замикається через сердечник, повітряний зазор і якір.

Під дією електромагнітної сили якір 6 притягається до сердечника 7. Одночасно відбувається розгальмовування виконавчої частини механізму, тому що якір 6 відсунувся від гальмового диска 4.

Обертаючий момент електродвигуна починає передаватися через рухомий сердечник 7, якір 6 і шестірню 13 до виконавчого пристрою. Пружини в цьому випадку гранично стиснуті, тому що регулювальна гайка 17 при спрацьовуванні муфти змістилася вправо.

Величину моменту зчеплення між якорем і сердечником приймають за умови гарантії надійності роботи:

де - максимальний момент, що розвивається

злектромеханізмом на вихідному валу;

- передаточне число редуктора від вала двигуна до

вихідного вала і к.к.д. редуктора (мал. 13,а).

При знятті живлення з електродвигуна і муфти під дією поворотних пружин 3 якір 6 переміщується у вихідне положення. Відбувається розчіплювання якоря і сердечника, а також гальмування вала шестерні 13 і усього виконавчого механізму. Якір знову притискається до гальмового диска, з корковим облицюванням.

Величину моменту гальмування звичайно приймають при розрахунках виходячи з моменту зчеплення .

Сила попереднього затягування поворотних пружин визначається по моменту тертя. Затягування проводиться тим більше, чим більшу величину має момент тертя.

Електромагнітні муфти зчеплення-гальмування застосовуються головним чином, у електромеханізмах середньої і важикої потужності, де потрібно мінімальний вибіг при вимиканні. При цьому піддається гальмуванню, як це було видно з розгляду роботи муфти, тільки виконавча частина приводу. Електродвигун у цьому випадку зупиняється вибігом.

Мал. 14 Фрикційна муфта зі стабілізатором

Муфти -запобіжники служать для захисту виконавчих механізмів і окремих деталей конструкції літака від виникнення небезпечних механічних перевантажень у них . Такі перевантаження можуть бути і при відмовленні кінцевих вимикачів і при несправностях у самому виконавчому пристрої ( наприклад, при заїданні тяг, шарнірів і т.д.). Ці муфти захищають також і електродвигун від надмірних перевантажень.

В авіаційному електроприводі як запобіжні пристрої застосовуються фрикційні муфти. Їх звичайно встановлюють перед вихідним пристроєм в електромеханізмі. Розглянемо конструкцію муфти з кульковим стабілізатором (мал. 14, б) . Подібні фрикційні муфти застосовуються в електромеханизмах МПЗ.

У конструкцію фрикційної муфти входять: набір сталевих 9 і металокерамічних дисків 7_, вал 4 зі шліцами 15, гайки 12, 16, склянка 8 зі шліцами 20, кульки 14 і опорне кільце 17, барабан 6 з водилом 5 нижня 2 і верхня 1 обойми з пружинами 18, що стабілізують кільце 11 зі шпонкою 13.

Сепаратор 19 з кульками 10 і ряд інших деталей. Барабан 6 одержує обертання через вадило 5 від планетарного редуктора 3 і передає його через стабілізуючі кульки 10 на кільце 11. Так як стабілізуюче кільце за допомогою шпонки 13 зв'язано зі стаканом 8_, будуть обертатися і сам стакан, і диски 7.9. У результаті обертання буде передаватися на вал і далі на виконавчий пристрій.

Коли момент опору на вихідному валу не перевищує номінальний, пробуксовка дисків не буде спостерігатися й обертаючий момент від дисків 7 до дисків 9 буде передаватися за рахунок сил тертя без усякої зміни.

Якщо ж момент опору стане більше моменту пробуксовки (заїло вихідний пристрій чи він досяг кінцевого положення), то вихідний вал 4 зі сталевими дисками буде нерухомим, а металокерамічні диски 7 будуть пробуксовувати між сталевими дисками.

Для стабілізації моменту пробуксовки в муфті передбачений стабілізуючий пристрій (кулькова компенсація), що складається із шести кульок 10, розташованих у коритоподібних виїмкам торця барабана (мал.14,а).

При нормальній роботі, електромеханізма зусилля пружин 18 розподіляється на диски 7 і 9, а через виступи щліців 20 - т кульки 10:

де - сила пружин,

- сила стиску дисків,

− сила що діє на кульку.

За рахунок сили Р_д між дисками виникає сила тертя, що забезпечує передачу обертаючого моменту. У процесі роботи муфти сила тиску Р кожної кульки на стабілізуюче кільце 11 спрямована по нормах до стінки паза ( мал.14, а). Величина сили Р залежить від величини обертаючого моменту.

Якщо розкласти силу Р на дві складові, то одержимо нормальну силу N, що врівноважується силою кульки Р_n й обертаючу силу F.

При відсутності перевантажень на вихідному валу муфти завжди дотримується рівність N= . Якщо ж момент опору зростає, то відповідно буде збільшуватись сила Р і її складові N і F . У цьому випадку відбудеться порушення рівноваги сил, так як сила N буде більше сили . Переміщення кульок у канавках припиниться, коли знову буде рівність сил N= .

Завдяки зменшенню тиску пружин на фрикційні диски відбудеться пробуксовка муфти і переданий момент на виконавчий пристрій збільшуватися не буде. Фрикційні муфти в системах випуску і збирання закрилків мають момент пробуксовки порядку 200 н·м .