專利名稱：全膠粘二分沖片四極電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及帶電粒子傳輸使用的電磁鐵，主要涉及帶電粒子束流聚焦用的 二分沖片四極電磁鐵。
技術(shù)背景-
四極電磁鐵是國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目所需要的，主要用于加速器系統(tǒng)的各條束線上，進(jìn) 行束流聚焦，其每臺電磁鐵電源單獨(dú)供電。對磁鐵四個(gè)磁極分布的對稱性、四極上的線 圈一致性要求較高，最終目的是取得高質(zhì)量的磁場分布。在此之前，國內(nèi)同類型電磁鐵 大都采用實(shí)芯鐵制作，無法滿足交變磁場下的工作要求，研制一種全膠粘合、沖片疊壓 的四極電磁鐵意義重大。此外，減輕重量降低成本、減小外形尺寸便于安裝也是需要解 決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于在現(xiàn)有fe^S出上，石雕啲一種全膠粘二分沖片四極電磁鐵，磁 場質(zhì)量高，磁鐵穩(wěn)定性好，工作效率高。
本實(shí)用新型的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種全膠粘二分沖片四極電 磁鐵，包括有鐵芯沖片(2),鐵芯沖片(2)通過膠合構(gòu)成鐵芯(1)，其特點(diǎn)在于所述 的鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)分
別通過側(cè)面的角鋼(3)、兩端的端板(4)和螺桿(5)固定連接構(gòu)成上磁鐵組(6-1)和 下磁鐵組(6-2)，上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)相對設(shè)置形成四極電磁鐵，上磁 鐵組(6-1)上設(shè)有第一極線圈(7-1)和第二極線圈(7-2)，下磁鐵組(6-2)上設(shè)有第 三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)，下磁鐵組(6-2)設(shè)置在底座(23)上，上磁鐵 組(6-1)和下磁鐵組(6-2)側(cè)面設(shè)有導(dǎo)線卡板(8)，導(dǎo)線卡板(8)的外部設(shè)有導(dǎo)線固 定板(9)，導(dǎo)線固定板(9)外部設(shè)有第一電聯(lián)接板(10)。
為使電磁鐵在消耗同等原材料的基礎(chǔ)上，取得高質(zhì)量的磁場分布，充分利用沖壓模 具對沖片沖制的良好保證性，在鐵芯沖片(2)設(shè)計(jì)時(shí)，通過精確計(jì)算，對其磁極頭部位
形狀進(jìn)行優(yōu)化，精確調(diào)整鐵量分布。讓鐵芯沖片(2)磁極頭部位的弧形兩邊得到更多一 些鐵量，使磁場在這里的分布得到墊補(bǔ)，最終得到了令人滿意地高質(zhì)量磁場分布。
所述的上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)兩側(cè)設(shè)有壓板(11)，并通過雙頭螺栓(12) 固定連接。所述的第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)和第四極 線圈(7-4)均由內(nèi)線圈和外線圈兩部分組成，第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、 第三極線圈(7-3)、第四極線圈(7-4)與上磁鐵組(6-1)或下磁鐵組(6-2)接觸之間 設(shè)有第一墊板(13)、第二墊板(14)、第三墊板(15)，第一極線圈(7-1)、第二極線圈 (7-2)、第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)分別用線圈支撐板(16)固定在相應(yīng) 的磁極頭上。所述的第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)和第四 極線圈(7-4)的內(nèi)、外線圈的導(dǎo)線是外部為方形的銅線，其中心設(shè)有水孔，外部設(shè)有絕 緣層，在第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4) 引線兩端頭設(shè)有水管接頭(17)，各極線圈的內(nèi)、外線圈之間設(shè)有水電接頭(18)。所述 設(shè)有水管接頭(17)的各線圈引線上設(shè)有第二電連接板(19)，各水電接頭(18)和第二 電連接板(19)相聯(lián)接，使得各極上的所有內(nèi)、外線圈呈串聯(lián)方式連接，并保證兩兩相 對磁極極性相同、相鄰磁極極性相反。
所述的內(nèi)、外線圈外部絕緣層分別有設(shè)置在導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的匝間絕緣(20)和線 圈與磁鐵鐵芯之間對地絕緣(21)構(gòu)成，匝間絕緣(20)和對地絕緣(21)外部還設(shè)有 環(huán)氧澆注層(22)。鐵芯沖片(2)的磁極頭(2-1)的外部線(A)在拐角處外側(cè)設(shè)為凹 形。
本實(shí)用新型的有益效果是所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其每臺電磁鐵電源單獨(dú) 供電，磁鐵四個(gè)磁極分布的對稱性、四極上的線圈一致性較高。采用上下兩分片結(jié)構(gòu)， 其極頭內(nèi)切圓直徑80mm，四極磁鐵的工作方式是脈沖的，磁場的變化時(shí)間是0.2秒。磁 場質(zhì)量高，磁鐵穩(wěn)定性好，工作效率高。
圖l為本實(shí)用新型主視示意圖2為本實(shí)用新型俯視示意圖3為本實(shí)用新型左視剖視示意圖4為本實(shí)用新型線圈的剖面示意圖5為本實(shí)用新型線圈導(dǎo)線的局部放大剖面示意圖6為本實(shí)用新型鐵芯沖片(2)的結(jié)構(gòu)示意圖7為本實(shí)用新型鐵芯沖片(2)的局部放大示意圖； 圖8為本實(shí)用新型上磁鐵組(6-1)的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述-
實(shí)施例1，見圖1、 2、 3、 4、 5、 6、 7， 一種全膠粘二分沖片四極電磁鐵，包括有鐵 芯沖片2，鐵芯沖片2通過膠合構(gòu)成鐵芯1，其特點(diǎn)在于所述的鐵芯1由上鐵芯1-1和 下鐵芯l-2組成，上鐵芯1-1和下鐵芯1-2分別通過側(cè)面的角鋼3、兩端的端板4和螺 桿5固定連接構(gòu)成上磁鐵組6-1和下磁鐵組6-2，上磁鐵組6-1和下磁鐵組6-2相對設(shè) 置形成四極電磁鐵，上磁鐵組6-1上設(shè)有第一極線圈7-1和第二極線圈7-2，下磁鐵組
6- 2上設(shè)有第三極線圈7-3和第四極線圈7-4，下磁鐵組6-2設(shè)置在底座23上，上磁鐵 組6-1和下磁鐵組6-2側(cè)面設(shè)有導(dǎo)線卡板8，導(dǎo)線卡板8的外部設(shè)有導(dǎo)線固定板9，導(dǎo)線 固定板9外部設(shè)有第一電聯(lián)接板10。
為使電磁鐵在消耗同等原材料的基礎(chǔ)上，，取得高質(zhì)量的磁場分布，充分利用沖壓模 具對沖片沖制的良好保證性，在鐵芯沖片2設(shè)計(jì)時(shí)，通過精確計(jì)算，對其磁極頭部位形 狀進(jìn)行優(yōu)化，精確調(diào)整鐵量分布。讓鐵芯沖片2磁極頭部位的弧形兩邊得到更多一些鐵 量，使磁場在這里的分布得到墊補(bǔ)，最終得到了令人滿意地高質(zhì)量磁場分布。
所述的上磁鐵組6-1和下磁鐵組6-2兩側(cè)設(shè)有壓板11，并通過雙頭螺栓12固定連 接。所述的第一極線圈7-1、第二極線圈7-2、第三極線圈7-3和第四極線圈7-4均由內(nèi) 線圈和外線圈兩部分組成，第一極線圈7-1、第二極線圈7-2、第三極線圈7-3、第四極 線圈7-4與上磁鐵組6-1或下磁鐵組6-2接觸之間設(shè)有第一墊板13、第二墊板14、第三 墊板15，第一極線圈7-1、第二極線圈7-2，第三極線圈7-3和第四極線圈7-4分別用 線圈支撐板16固定在相應(yīng)的磁極頭上。
所述的第一極線圈7-l、第二極線圈7-2、第三極線圈7-3和第四極線圈7-4的內(nèi)、 外線圈的導(dǎo)線是外部為方形的銅線，其中心設(shè)有水孔，外部設(shè)有絕緣層，在第一極線圈
7- 1、第二極線圈7-2、第三極線圈7-3和第四極線圈7-4引線兩端頭設(shè)有水管接頭17， 各極線圈的內(nèi)、外線圈之間設(shè)有水電接頭18。所述設(shè)有水管接頭17的各線圈引線上設(shè) 有第二電連接板19，各水電接頭18和第二電連接板19相聯(lián)接，使得各極上的所有內(nèi)、 外線圈呈串聯(lián)方式連接，并保證兩兩相對磁極極性相同、相鄰磁極極性相反。
所述的內(nèi)、外線圈外部絕緣層分別有設(shè)置在導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的匝間絕緣20和線圈與 磁鐵鐵芯之間對地絕緣21構(gòu)成，匝間絕緣20和對地絕緣21外部還設(shè)有環(huán)氧澆注層22。
鐵芯沖片2的磁極頭2-1的外部線A在拐角處外側(cè)設(shè)為凹形。
該磁鐵鐵芯為上下對稱、對開式，每上或下半鐵芯全部用高溫固化的環(huán)W^將硅鋼沖片 固化為一體，然后在焊接模具上加壓盼瞎況下利用周邊的角鋼、鋼板等焊為一體、成為一個(gè) 半鐵芯，兩個(gè)半鐵芯扣合成一臺磁^0f需賴；線圈為馬鞍形的，齡磁豐肚有內(nèi)夕卜兩副線 圈。
沖片尺寸長470毫米、寬240毫米、厚0,5毫米，形位誤差均好于土0.02毫米，最大毛 朿U小于0.03毫米，這是制造高精度沖片磁鐵的基本剝牛；研制了數(shù)套工裝夾具來保證半鐵芯 的迭壓尺寸精度；迭壓力的控制是利用定扭矩力距板手；鐵芯^J1爾焊接后利用風(fēng)im擊消除 局部焊接應(yīng)力、整體焊接后禾,超聲波振動(dòng)儀消除整體焊接應(yīng)力。
半鐵芯兩極頭)(訴爾性的保證是 沖片的精度，上下四個(gè)極頭的対稱性是依靠裝配保證 的，設(shè)計(jì)了專用檢具。措施有鐵芯迭壓中對沖片分組秤重，嚴(yán)鵬帝悔臺磁鐵的鐵重量； 禾傭在磁鐵極頭兩端的削斜量控制磁鐵的有效長度和磁鐵端部磁場；線圈魏過繞線模具精 確繞制后，用真空澆注模具將線圈固化為一體。
權(quán)利要求1.一種全膠粘二分沖片四極電磁鐵，包括有鐵芯沖片(2)，鐵芯沖片(2)通過膠合構(gòu)成鐵芯(1)，其特征在于所述的鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)分別通過側(cè)面的角鋼(3)、兩端的端板(4)和螺桿(5)固定連接構(gòu)成上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)，上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)相對設(shè)置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(6-1)上設(shè)有第一極線圈(7-1)和第二極線圈(7-2)，下磁鐵組(6-2)上設(shè)有第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)，上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)側(cè)面設(shè)有導(dǎo)線卡板(8)，導(dǎo)線卡板(8)的外部設(shè)有導(dǎo)線固定板(9)，導(dǎo)線固定板(9)外部設(shè)有第一電聯(lián)接板(10)。
2. 如權(quán)利要求1所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于:所述的上磁鐵組(6-l) 和下磁鐵組(6-2)兩側(cè)設(shè)有壓板(11)，并通過雙頭螺栓(12)固定連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)均由內(nèi)線圈 和外線圈兩部分組成，第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)、 第四極線圈(7-4)與上磁鐵組(6-1)或下磁鐵組(6-2)接觸之間設(shè)有第一墊板(13)、 第二墊板(14)、第三墊板(15)，第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極 線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)分別用線圈支撐板(16)固定在相應(yīng)的磁極頭上。
4. 如權(quán)利要求3所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)的內(nèi)、外線 圈的導(dǎo)線是外部為方形的銅線，其中心設(shè)有水孔，外部設(shè)有絕緣層，在第一極線圈(7-1)、第二極線圈(7-2)、第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)引線兩端頭 設(shè)有水管接頭(17)，各極線圈的內(nèi)、外線圈之間設(shè)有水電接頭(18)。
5. 如權(quán)利要求4所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述設(shè)有水管接頭(17)的各線圈引線上設(shè)有第二電連接板(19)，各水電接頭(18)和第二電連接板 (19)相聯(lián)接，使得各極上的所有內(nèi)、外線圈呈串聯(lián)方式連接，并保證兩兩相對磁 極極性相同、相鄰磁極極性相反。
6. 如權(quán)利要求4所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的內(nèi)、外線圈 外部絕緣層分別有設(shè)置在導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的匝間絕緣(20)和線圈與磁鐵鐵芯之間對地絕緣(21)構(gòu)成，匝間絕緣(20)和對地絕緣(21)外部還設(shè)有環(huán)氧澆注層(22)。
7. 如權(quán)利要求6所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的內(nèi)、外線圈 為馬鞍形。
8. 如權(quán)利要求1所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于:所述的下磁鐵組(6-2)設(shè)置在底座(23)上。
9. 如權(quán)利要求1所述的全膠粘二分沖片四極電磁鐵，其特征在于所述的鐵芯沖片(2)的磁極頭(2-1)的外部線(A)在拐角處外側(cè)設(shè)為凹形。
專利摘要本實(shí)用新型主要涉及帶電粒子傳輸使用的電磁鐵，主要涉及帶電粒子束流聚焦用的一種全膠粘二分沖片四極電磁鐵，包括有鐵芯沖片(2)，鐵芯沖片(2)通過膠合構(gòu)成鐵芯(1)，鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)相對設(shè)置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(6-1)上設(shè)有第一極線圈(7-1)和第二極線圈(7-2)，下磁鐵組(6-2)上設(shè)有第三極線圈(7-3)和第四極線圈(7-4)，下磁鐵組(6-2)設(shè)置在底座(23)上，上磁鐵組(6-1)和下磁鐵組(6-2)側(cè)面設(shè)有導(dǎo)線卡板(8)，導(dǎo)線卡板(8)的外部設(shè)有導(dǎo)線固定板(9)，導(dǎo)線固定板(9)外部設(shè)有第一電聯(lián)接板(10)。其磁場質(zhì)量高，磁鐵穩(wěn)定性好，工作效率高。
文檔編號H01F7/06GK201191549SQ200820028898
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日
發(fā)明者源 何, 孫國平, 斌 張, 張小奇, 徐大宇, 李壽陸, 豐 王, 王文進(jìn), 平 袁, 謝春安, 雷海亮, 馬力禎 申請人:中國科學(xué)院近代物理研究所