專(zhuān)利名稱：電磁式直線電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種電磁式直線電動(dòng)機(jī)。
目前通用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)約50％用于拖動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械或機(jī)構(gòu)。為了從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，必須采用各種中間機(jī)構(gòu)，如曲柄連桿、絲桿螺母、齒輪齒條、滑輪--鋼絲繩系統(tǒng)等。這些中間機(jī)構(gòu)，使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜化，制造麻煩，維護(hù)不便，系統(tǒng)效率低。用直線電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械或機(jī)構(gòu)以克服上述缺點(diǎn)，是國(guó)際電機(jī)界的一種發(fā)展趨勢(shì)。直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1和圖2所示。動(dòng)子1為實(shí)芯平板，由鋼或鋁組成，定子鐵芯2由硅鋼板疊成用螺栓固定，每片硅鋼板上都有等距的槽，定子繞組3由漆包銅線繞制的線圈組成。線圈嵌入定子鐵芯的槽內(nèi)，按設(shè)計(jì)要求，連接成定子繞組。定位輪4通過(guò)垂直支撐軸5固定到支架6上，定位輪可以沿垂直支撐軸5旋轉(zhuǎn)。支架6固定在定子鐵芯上。定位輪用于保持定子鐵芯和動(dòng)子之間的間隙，同時(shí)保證定子和動(dòng)子能靈活地實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。圖2是雙邊式結(jié)構(gòu)，與圖1結(jié)構(gòu)不同的是有兩個(gè)定子鐵芯，兩套定子繞組，8只垂直定位輪，4只水平支撐軸，垂直定位輪7通過(guò)水平支撐軸安裝在垂直支架9上，垂直支架用螺栓固定在定子鐵芯上，垂直定位輪用來(lái)保證定子和動(dòng)子垂直方向相對(duì)位置。這種感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)有以下缺點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定子鐵芯由沖槽的硅鋼板疊成，定子繞組由多個(gè)繞制成形的線圈嵌入定子鐵芯槽內(nèi)連接而成，制造工藝復(fù)雜，可靠性低；(2)磁路不閉合，存在邊界效應(yīng)，有效材料利用率低，力能指標(biāo)不高，單位體積的推力最高僅為90N/Cm3，單位重量的推力最高為30N/kg，單位功率的推力最高僅為13ON/kw。(3)工作特性曲線在起動(dòng)時(shí)推力大，接近同步速度時(shí)，推力顯著下降見(jiàn)圖3，不適合于要求在行程終端發(fā)出最大推力的場(chǎng)合(如壓力機(jī))。
本實(shí)用新型的目的是克服上述電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，提供一種新型的電磁式直線電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。電磁式直線電動(dòng)機(jī)，包括有定子和動(dòng)子，主軸10與動(dòng)子鐵芯14靜配合組成動(dòng)子；線圈16裝入定子鐵芯內(nèi)，并用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄組成定子；支撐護(hù)套15與定子鐵芯17固定連接；緩沖墊21粘在定子鐵芯上面，動(dòng)子裝入定子內(nèi)腔即線圈內(nèi)腔內(nèi)；返程彈簧18套在主軸上，位于動(dòng)子鐵芯內(nèi)腔下端與下端蓋19上面之間；軸承20嵌入下端蓋的軸承室中；下端蓋與定子鐵芯固定連接；上軸承嵌入上端蓋12的軸承室中；緩沖墊粘在上端蓋的下表面，上端蓋與支撐護(hù)套固定連接。
在上述的電磁式直線電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在動(dòng)子鐵芯14的一側(cè)加上定位用的導(dǎo)柱22和導(dǎo)向軸承24，并將導(dǎo)柱與上端蓋12固定連接。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可將上述電磁式直線電動(dòng)機(jī)的上端蓋12與支撐護(hù)套15做成一體。也可將返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。這樣可產(chǎn)生幾種不同結(jié)構(gòu)形式。
工作原理如下給圓筒式線圈16加上脈沖電壓(或直流電壓、交流電壓)，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁力線沿動(dòng)子鐵芯14、氣隙δ1、定子鐵芯17、下端蓋19、氣隙δ2，回到動(dòng)子鐵芯14，形成閉合回路，見(jiàn)圖6。在電磁力的作用下，動(dòng)子沿軸向開(kāi)始向使氣隙δ1減小的方向(即磁力線變短)做加速直線運(yùn)動(dòng)，隨著氣隙δ1氣隙δ2逐漸減小，磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增大，作用到動(dòng)子鐵芯上的電磁力也逐漸增加，加速度也隨之增大，到行程接近終端時(shí)(δ1、δ2→0)，電磁力接近最大值，動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度也接近最大值，見(jiàn)圖6，動(dòng)子通過(guò)主軸向外輸出推力，直接變動(dòng)能為機(jī)械能。在整定電源時(shí)，應(yīng)使動(dòng)子運(yùn)行到終端時(shí)，電源自動(dòng)關(guān)斷，動(dòng)子在返程彈簧18所蓄位能的作用下，快速返回原位，返程不需要再通電。
本實(shí)用新型有下列優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易。定子鐵芯、動(dòng)子鐵芯均用實(shí)心低碳鋼制造，不必制造沖模。線圈為圓筒形，不僅制造容易，而且顯著提高其可靠性。(2)推力隨行程呈指數(shù)曲線變化，見(jiàn)圖4，到行程終端時(shí)達(dá)到最大值。動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度也隨行程呈指數(shù)曲線變化，見(jiàn)圖5，到行程終端時(shí)速度達(dá)到最大值，動(dòng)能也達(dá)到最大值。這種情況最適于拖動(dòng)壓力機(jī)、鍛錘類(lèi)機(jī)械或機(jī)構(gòu)。(3)體積小減少占用空間單位體積的推力可達(dá)350N/cm3，而感應(yīng)式直線電機(jī)最高僅為90N/cm3，占用空間可減少60％左右。(4)重量輕，節(jié)約材料。單位重量的推力可達(dá)70N/kg，而感應(yīng)式直線電機(jī)最高僅為30N/kg，節(jié)約材料達(dá)50％左右(5)效率高，單位功率的推力可達(dá)1000N/kw，而感應(yīng)式直線電機(jī)最高僅為130N/kw，節(jié)約能源達(dá)60％左右。(6)返程可不必再通電，僅靠返程彈簧所蓄位能迅速返回原位，返程彈簧推力最大不超過(guò)電動(dòng)機(jī)額定推力的5％，而感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)返程空載電流可達(dá)額定電流的40％，從而進(jìn)一步節(jié)約能源。同時(shí)，不存在換向問(wèn)題，便于控制。(7)磁路閉合，不存在邊界效應(yīng)，提高材料利用率和能力指標(biāo)。


1動(dòng)子、2定子鐵芯、3定子繞組、4定為輪、5垂直支撐軸、6支架、7垂直定位輪、8水平支撐軸、9垂直支架、10主軸、11上軸承、12上端蓋、13緩沖墊、14動(dòng)子鐵芯、15支撐護(hù)套、16線圈、17定子鐵芯、18返程彈簧、19下端蓋、20下軸承、21緩沖墊、22導(dǎo)柱、23轉(zhuǎn)子鐵芯槽、24導(dǎo)向軸承、25返程彈簧定位螺帽圖1是感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)單邊結(jié)構(gòu)示意圖圖2是感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)雙邊結(jié)構(gòu)示意圖圖3是感應(yīng)式直線電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線圖圖4電磁式直線電動(dòng)機(jī)靜推力與行程關(guān)系圖圖5電磁式直線電動(dòng)機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度曲線圖圖6電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖7電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖8電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖9電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖10電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖11電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖12電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖13電磁式直線電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)施例1，見(jiàn)圖6電磁式直線電動(dòng)機(jī)，包括有定子和動(dòng)子，主軸10與動(dòng)子鐵芯14靜配合組成動(dòng)子；線圈16裝入定子鐵芯17內(nèi)，并用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄組成定子；支撐護(hù)套15與定子鐵芯固定連接；緩沖墊21粘在定子鐵芯上面，動(dòng)子裝入定子內(nèi)腔即線圈內(nèi)腔內(nèi)；返程彈簧18套在主軸上，位于動(dòng)子鐵芯內(nèi)腔下端與下端蓋19上面之間；軸承20嵌入下端蓋的軸承室中；下端蓋與定子鐵芯固定連接；上軸承嵌入上端蓋12的軸承室中；緩沖墊13粘在上端蓋的下表面，上端蓋與支撐護(hù)套固定連接。
實(shí)施例2，見(jiàn)圖7在上述電磁式直線電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，增加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在動(dòng)子鐵芯14的一側(cè)加上定位用的導(dǎo)柱22和導(dǎo)向軸承24，并將導(dǎo)柱與上端蓋12固定連接。
實(shí)施例3，見(jiàn)圖8與圖9將上述電磁式直線電動(dòng)機(jī)上端蓋12與支撐護(hù)套15變?yōu)橐惑w。
實(shí)施例4，見(jiàn)圖10電磁式直線電動(dòng)機(jī)的返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。
實(shí)施例5，見(jiàn)圖11電磁式電動(dòng)機(jī)的返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。
實(shí)施例6，見(jiàn)附圖12電磁式電動(dòng)機(jī)返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。
實(shí)施例7，見(jiàn)附圖13電磁式電動(dòng)機(jī)的返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。同時(shí)上端蓋12與支撐護(hù)套15變?yōu)橐惑w。
權(quán)利要求1.一種電磁式直線電動(dòng)機(jī)，包括有定子和動(dòng)子，其特征在于主軸10與動(dòng)子鐵芯14靜配合組成動(dòng)子；線圈16裝入定子鐵芯內(nèi)，并用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄組成定子；支撐護(hù)套15與定子鐵芯17固定連接；緩沖墊21粘在定子鐵芯上面，動(dòng)子裝入定子內(nèi)腔即線圈內(nèi)腔內(nèi)；返程彈簧18套在主軸上，位于動(dòng)子鐵芯內(nèi)腔下端與下端＋蓋19上面之間；軸承20嵌入下端蓋的軸承室中；下端蓋與定子鐵芯固定連接；上軸承嵌入上端蓋12的軸承室中；緩沖墊13粘在上端蓋的下表面，上端蓋與支撐護(hù)套固定連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的電磁式直線電動(dòng)機(jī)，其特征在于在動(dòng)子鐵芯14的一側(cè)加上定位用的導(dǎo)柱22和導(dǎo)向軸承24，并將導(dǎo)柱與上端蓋12固定連接。
3.按照權(quán)利要求1、2所述的電磁式直線電動(dòng)機(jī)，其特征在于上端蓋12與支撐護(hù)套15為一體。
4.按照權(quán)利要求1、2所述的電磁式直線電動(dòng)機(jī)，其特征在于返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端＋內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。
5.按照權(quán)利要求3所述的電磁式直線電動(dòng)機(jī)，其特征在于返程彈簧18的位置從下端蓋19的上面與動(dòng)子鐵芯14的下端內(nèi)腔之間移至上端蓋12上面，并用螺帽25固定。
專(zhuān)利摘要一種電磁式直線電動(dòng)機(jī)，主軸與動(dòng)子鐵芯靜配合組成動(dòng)子；線圈裝入定子鐵芯內(nèi)，并用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄組成定子；支撐護(hù)套與定子鐵芯固定連接；緩沖墊粘在定子鐵芯上面，動(dòng)子裝入定子內(nèi)腔內(nèi)；返程彈簧套在主軸上，位于動(dòng)子鐵芯內(nèi)腔下端與下端蓋上面之間；軸承嵌入下端蓋的軸承室中；下端蓋與定子鐵芯固定連接；上軸承嵌入上端蓋的軸承室中；緩沖墊粘在上端蓋的下表面，上端蓋與支撐護(hù)套固定連接。
文檔編號(hào)H02K33/00GK2219563SQ9523094
公開(kāi)日1996年2月7日 申請(qǐng)日期1995年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月25日
發(fā)明者楊帥民, 李世澤, 李振波, 李 杰 申請(qǐng)人:楊帥民