專利名稱：k型盤式比例電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盤式結(jié)構(gòu)的比例電磁鐵。
背景技術(shù)：
比例電磁鐵作為一種比例控制的電一機械轉(zhuǎn)換器件，其功能是將電流信號轉(zhuǎn)換為 相應(yīng)的力/位移信號。而通常的螺管式比例電磁鐵的輸出力和行程受限于結(jié)構(gòu)，難以應(yīng)用 在一些對負(fù)載輸出力要求較高或工作行程較長的場合。發(fā)明專利CN200910097989公開了 一種雙錐形盤式比例電磁鐵，采用雙錐形盤式銜鐵的結(jié)構(gòu)，有效地結(jié)合了傳統(tǒng)螺管式比例 電磁鐵和盤式電磁鐵的優(yōu)點，提高了輸出力；但是仍然存在著比例特性較差、輸出力提高有 限的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有比例特性好、輸出力大和行程長的k型 盤式比例電磁鐵。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種k型盤式比例電磁鐵，包括中空的導(dǎo)磁 外殼體、內(nèi)設(shè)空腔的導(dǎo)磁鐵芯柱、控制線圈、銜鐵和推桿；導(dǎo)磁鐵芯柱套裝在導(dǎo)磁外殼體的 內(nèi)腔中，在導(dǎo)磁鐵芯柱與導(dǎo)磁外殼體所形成的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置控制線圈；銜鐵的縱剖面呈 “k”形，銜鐵包括底部和與底部固定相連的環(huán)形側(cè)壁，在環(huán)形側(cè)壁的外表面設(shè)置與底部相齊 平的外圈，在環(huán)形側(cè)壁的端部設(shè)置V形槽；包含V形槽的環(huán)形側(cè)壁位于導(dǎo)磁鐵芯柱與導(dǎo)磁外 殼體所形成的環(huán)形空間內(nèi)；環(huán)形側(cè)壁的外表面與導(dǎo)磁外殼體之間的間隙形成徑向工作氣隙 I，環(huán)形側(cè)壁的內(nèi)表面與導(dǎo)磁鐵芯柱之間的間隙形成徑向工作氣隙II，銜鐵的外圈與導(dǎo)磁 外殼體之間的間隙形成軸向工作氣隙III，銜鐵的底部與導(dǎo)磁鐵芯柱之間的間隙形成軸向工 作氣隙IV ；推桿貫穿導(dǎo)磁鐵芯柱和銜鐵的底部，推桿與銜鐵固定相連，推桿與導(dǎo)磁鐵芯柱滑 動相連；在導(dǎo)磁鐵芯柱與導(dǎo)磁外殼體所形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)置永磁體，永磁體位于環(huán)形 側(cè)壁和控制線圈之間。作為k型盤式比例電磁鐵的改進(jìn)在底部與導(dǎo)磁鐵芯柱之間的間隙內(nèi)設(shè)置非導(dǎo)磁 材料制成的限位片，限位片套裝在推桿上。作為k型盤式比例電磁鐵的進(jìn)一步改進(jìn)V形槽的兩條斜邊與軸向所成的夾角分 別為夾角α和夾角β，夾角α為45 60°，夾角β為25 40°。作為k型盤式比例電磁鐵的進(jìn)一步改進(jìn)滑動支撐部件與導(dǎo)磁鐵芯柱固定相連， 推桿在滑動支撐部件中滑動。作為k型盤式比例電磁鐵的進(jìn)一步改進(jìn)在導(dǎo)磁外殼體上設(shè)有與導(dǎo)磁外殼體的內(nèi) 腔相連通的導(dǎo)線孔。作為k型盤式比例電磁鐵的進(jìn)一步改進(jìn)導(dǎo)磁鐵芯柱、導(dǎo)磁外殼體和銜鐵均為導(dǎo) 磁體，推桿由非導(dǎo)磁材料制成。作為k型盤式比例電磁鐵的進(jìn)一步改進(jìn)永磁體為環(huán)狀永磁體，其磁化方向為徑
3向輻射向。作為k型盤式比例電磁鐵的進(jìn)一步改進(jìn)夾角α為49°，夾角β為31°。在本發(fā)明中，永磁體為環(huán)狀永磁體，其由一塊或多塊永磁材料組成，其磁化方向為 徑向輻射向。本發(fā)明的k型盤式比例電磁鐵與背景技術(shù)相比，具有以下有益效果1、采用k型盤式銜鐵結(jié)構(gòu)的比例電磁鐵，有效地結(jié)合了傳統(tǒng)螺管式比例電磁鐵和 盤式電磁鐵的優(yōu)點，提高了輸出力和工作行程，并具有良好的比例特性；2、k型盤式結(jié)構(gòu)的銜鐵，與導(dǎo)磁鐵芯柱和導(dǎo)磁外殼體之間共形成四個工作氣隙，因 此電磁鐵的輸出力特性易于調(diào)整，從而具有較好的水平特性。3、當(dāng)控制線圈不通電時(如圖4所示)，永磁體建立的極化磁通不經(jīng)過工作氣隙， 因此避免了通常永磁體結(jié)構(gòu)所固有的自鎖力。4、當(dāng)控制線圈通電后(如圖5所示)，永磁體產(chǎn)生的極化磁通與控制線圈產(chǎn)生的控 制磁通相疊加，增強了工作氣隙的磁通。因此，永磁體和控制線圈的混合激磁方式能增大電 磁力，加大工作行程。5、結(jié)構(gòu)工藝簡單，價格便宜。本發(fā)明的k型盤式比例電磁鐵的靜態(tài)特性曲線如圖6所示，能夠滿足比例特性的 輸出要求。將本發(fā)明的k型盤式比例電磁鐵與發(fā)明專利CN200910097989的雙錐形盤式比 例電磁鐵的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行綜合指標(biāo)對比，從而表明本發(fā)明的k型盤式比例電磁鐵不僅具 有良好的水平特性，而且輸出力和工作行程均較大。具體對比數(shù)據(jù)如表1所示表 權(quán)利要求
一種k型盤式比例電磁鐵，包括中空的導(dǎo)磁外殼體(9)、內(nèi)設(shè)空腔的導(dǎo)磁鐵芯柱(8)、控制線圈(7)、銜鐵(2)和推桿(6)；導(dǎo)磁鐵芯柱(8)套裝在導(dǎo)磁外殼體(9)的內(nèi)腔中，在導(dǎo)磁鐵芯柱(8)與導(dǎo)磁外殼體(9)所形成的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置控制線圈(7)；其特征是所述銜鐵(2)的縱剖面呈“k”形，銜鐵(2)包括底部(21)和與底部(21)固定相連的環(huán)形側(cè)壁(20)，在環(huán)形側(cè)壁(20)的外表面設(shè)置與底部(21)相齊平的外圈(25)，在環(huán)形側(cè)壁(20)的端部設(shè)置V形槽(22)；包含V形槽(22)的環(huán)形側(cè)壁(20)位于導(dǎo)磁鐵芯柱(8)與導(dǎo)磁外殼體(9)所形成的環(huán)形空間內(nèi)；環(huán)形側(cè)壁(20)的外表面與導(dǎo)磁外殼體(9)之間的間隙形成徑向工作氣隙Ⅰ(203)，環(huán)形側(cè)壁(20)的內(nèi)表面與導(dǎo)磁鐵芯柱(8)之間的間隙形成徑向工作氣隙Ⅱ(204)，銜鐵(2)的外圈(25)與導(dǎo)磁外殼體(9)之間的間隙形成軸向工作氣隙Ⅲ(201)，銜鐵(2)的底部(21)與導(dǎo)磁鐵芯柱(8)之間的間隙形成軸向工作氣隙Ⅳ(202)；所述推桿(6)貫穿導(dǎo)磁鐵芯柱(8)和銜鐵(2)的底部(21)，推桿(6)與銜鐵(2)固定相連，推桿(6)與導(dǎo)磁鐵芯柱(8)滑動相連；在導(dǎo)磁鐵芯柱(8)與導(dǎo)磁外殼體(9)所形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)置永磁體(4)，所述永磁體(4)位于環(huán)形側(cè)壁(20)和控制線圈(7)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是在底部(21)與導(dǎo)磁鐵芯柱 (8)之間的間隙內(nèi)設(shè)置非導(dǎo)磁材料制成的限位片(3)，所述限位片(3)套裝在推桿(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是所述V形槽(22)的兩條斜 邊(23、24)與軸向所成的夾角分別為夾角α和夾角β，所述夾角α為45 60°，夾角β 為25 40°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是滑動支撐部件(5、10)與導(dǎo) 磁鐵芯柱(8)固定相連，推桿(6)在滑動支撐部件(5、10)中滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是在導(dǎo)磁外殼體(9)上設(shè)有 與導(dǎo)磁外殼體(9)的內(nèi)腔相連通的導(dǎo)線孔(92)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是導(dǎo)磁鐵芯柱(8)、導(dǎo)磁外殼 體(9)和銜鐵(2)均為導(dǎo)磁體，推桿(6)由非導(dǎo)磁材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是所述永磁體(4)為環(huán)狀永 磁體，其磁化方向為徑向輻射向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的k型盤式比例電磁鐵，其特征是所述夾角α為49°，夾角 β 為 31°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種k型盤式比例電磁鐵，包括銜鐵(2)和推桿(6)等；銜鐵(2)的縱剖面呈“k”形，銜鐵(2)包括底部(21)、環(huán)形側(cè)壁(20)和外圈(25)，在環(huán)形側(cè)壁(20)的端部設(shè)置V形槽(22)；環(huán)形側(cè)壁(20)與導(dǎo)磁外殼體(9)之間的間隙形成徑向工作氣隙Ⅰ(203)，環(huán)形側(cè)壁(20)與導(dǎo)磁鐵芯柱(8)之間的間隙形成徑向工作氣隙Ⅱ(204)，外圈(25)與導(dǎo)磁外殼體(9)之間的間隙形成軸向工作氣隙Ⅲ(201)，底部(21)與導(dǎo)磁鐵芯柱(8)之間的間隙形成軸向工作氣隙Ⅳ(202)；在導(dǎo)磁鐵芯柱(8)與導(dǎo)磁外殼體(9)所形成的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)置永磁體(4)。其具有比例特性好等特點。
文檔編號H01F7/122GK101984496SQ20101027002
公開日2011年3月9日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者丁凡, 李其朋, 滿軍, 笪靖, 袁野, 陳興達(dá) 申請人:浙江大學(xué)