Hamulce i Sprzęgła Proszkowe

Opis techniczny

Elektromagnetyczne sprzęgło i hamulec proszkowy łączy w sobie sprężystość sprzęgła hydraulicznego z ustaloną stabilnością sprzęgła (hamulca) ciernego. Moment obrotowy jest przekazywany przez specjalny, stopowy, suchy proszek ferromagnetyczny, którego lepkość pozorną można zmieniać przez modulowanie prądu cewki elektromagnesu. Sprzęgła (hamulce) te mogą wytrzymywać ciągły poślizg (w ramach ich empirycznie ustalonych, cieplnych wartości znamionowych) przy dokładnie określonej i stabilnej wartości momentu obrotowego, który wyznaczany jest przez poziom wzbudzenia elektromagnesu.

Poślizg pomiędzy członem wejściowym i wyjściowym sprzęgła nie jest konieczny do przenoszenia momentu obrotowego i jeżeli moment obciążenia nie przekracza wartości momentu obrotowego, dla którego sprzęgło (hamulec) zostało wzbudzone, będzie występować synchroniczna, zblokowana praca. I odwrotnie, jeżeli moment obrotowy obciążenia przekracza poziom momentu obrotowego wzbudzenia, wystąpi poślizg w absolutnie płynny sposób przy z góry określonej wartości momentu obrotowego. Dla wszystkich celów praktycznych, współczynniki tarcia statycznego i dynamicznego są praktycznie jednakowe, wyjściowy moment obrotowy jest
niezależny od prędkości lub prędkości poślizgu. Parametry proszku są niewrażliwe na wzrost temperatury przy powierzchniach roboczych, a sprzęgło będzie przez cały czas mieć charakterystykę, dla której przenoszony moment obrotowy jest wprost proporcjonalny do prądu. Należy zauważyć, że zastosowanie suchego proszku zamiast proszku mokrego zapewnia lepszą stałość i dokładność regulacji momentu obrotowego.

Budowa i zasada działania

Sprzęgło (hamulec) posiada dwa współosiowe człony: korpus zawierający cewkę elektromagnesu oraz wewnątrz niego i oddzielony małą, pierścieniową szczeliną, wewnętrzny wirnik, w przypadku sprzęgła jego człon wyjściowy. Pierścieniowa szczelina zawiera ferromagnetyczny proszek, który ulega aktywacji, gdy następuje wzbudzenie elektromagnesu. Wygenerowany w wyniku tego strumień przechodzi poprzez proszek powodując jego ustawienie zgodnie z torem strumienia, przez co tworzy się napędowe wiązanie pomiędzy korpusem a wirnikiem, którego siła zależy wyłącznie od wartości prądu stałego przyłożonego do cewki
elektromagnesu. Moment obrotowy przenoszony przez sprzęgła proszkowe jest proporcjonalny do prądu wzbudzenia i jest zmieniany bezstopniowo od maksymalnej, projektowej wartości znamionowej praktycznie do zera dla wszystkich modeli. Charakterystyka momentu obrotowego w funkcji prądu może się zmieniać o 5% zależnie od tego czy prąd narasta czy opada. Dzieje się tak na skutek histerezy magnetycznej.

Dla wszystkich praktycznych celów moment obrotowy jest niezależny od prędkości, niezależnie czy występuje czy nie występuje poślizg i moment ten można utrzymywać z dokładnością 5% dla prędkości w zakresie zalecanych prędkości roboczych od 50 do 3000 obr/min. Resztkowy moment obrotowy przy wyłączenia sprzęgła (hamulca) występujący w wyniku szczątkowego magnetyzmu obwodu, oraz tarcie łożyska i uszczelnienia są mniejsze niż 1% znamionowego, projektowego momentu obrotowego dla dowolnego sprzęgła lub hamulca.
Czas reakcji momentu obrotowego określony jest przez stosunek indukcyjności cewki elektromagnesu do jej rezystancji plus opóźnienie magnetyczne na skutek strat na prądy wirowe.

Uwaga: Aby zapewnić poprawną pracę, wszystkie sprzęgła i hamulce muszą być montowane
w położeniu z poziomą osią  .

Zastosowanie

Charakterystyki hamulców i sprzęgieł proszkowych pozwalają na wszechstronne zastosowanie. Przenoszony moment obrotowy i prąd wzbudzenia elektromagnesu są w przybliżeniu proporcjonalne względem siebie.
Przy prądzie wzbudzenia ustalonym na wartość stałą przenoszony moment przez sprzęgło jest niezależny od różnicy obrotów wału napędowego i napędzanego. Przy włączaniu moment obrotowy wzrasta z pewną zwłoką czasową. Rozłączanie po stronie prądu stałego daje krótsze czasy łączeniowe niż po stronie prądu przemiennego.

Przykłady zastosowania

- u wlotu maszyny produkcyjnej siła pociągu w prowadzeniu materiału ma być utrzymywana w stałej wielkości,
- na rozwijarce siła pociągowa w prowadzeniu materiału ma być utrzymywana w wielkości stałej,
- za ciągarką drutu ma nastąpić nawijanie drutu ze zmienną siłą pociągową.
Poprzez analizę średnicy bębnów nawijarki przy zmieniającej się średnicy bębna siła pociągowa jest utrzymywana na stałym poziomie. Zapewnia to prostą obsługę i jednoczesną kontrolę procesu.