採用中低碳鋼製作的電磁鐵的製作方法
2023-05-25 17:31:11 1
專利名稱：採用中低碳鋼製作的電磁鐵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採用中低碳鋼製作的高強度電磁鐵。
通常的大功率電磁鐵其材質多採用矽鋼片或電工純鐵，因而存在精度低、材質軟、強度低、加工困難、易變形、壽命短、成本高等缺陷。若改用普通中低碳鋼製做鐵芯，雖可克服上述缺陷，但又帶來了剩磁大、銜鐵釋放慢的新問題。
鑑於上述，本實用新型的目的是提出一種可克服上述缺陷的以普通中低碳鋼為主材的電磁鐵。
為達此目的，本實用新型採用以下技術方案一種採用中低碳鋼製作的電磁鐵，包括帶中心孔的鐵芯、芯軸、銜鐵、磁軛、線圈，線圈套在鐵芯外周，磁軛套在線圈外周並與鐵芯固定，芯軸穿於鐵芯的中心孔中，銜鐵套在芯軸前端並由芯軸螺母鎖固，銜鐵的端面分別與鐵芯、磁軛貼合，鐵芯-銜鐵-磁軛-鐵芯構成閉環磁路，其特徵在於所述鐵芯、銜鐵、磁軛採用中低碳鋼製作；所述採用中低碳鋼製作的電磁鐵的閉環磁路，在電磁鐵吸合狀態下留有用以改善電磁鐵的吸合力及動作狀況的間隙。
在所述閉環磁路中，鐵芯與銜鐵之間、或銜鐵與磁軛之間、或磁軛與鐵芯之間，可留有間隙。
鐵芯也可沿徑向分為兩部分，兩部分鐵芯之間留有間隙。
磁軛也可沿徑向分為兩部分，兩部分磁軛之間留有間隙。
上述閉環磁路中的間隙處可夾設填充層。
本實用新型具有以下優點1．由於鐵芯和銜鐵採用普通碳鋼製作，可輕易製成圓形，故強度大、易加工、成本低，有效解決了現有以矽鋼片或電工純鐵為主材的電磁鐵存在的材質軟、強度低、加工困難、易變形、壽命短、成本高等缺陷。
2．由於閉環磁路在電磁鐵吸合狀態下預留有間隙，因此電磁鐵失電後，此間隙對電磁鐵呈現的磁阻能抵抗普通碳鋼中較大的剩磁，產生剩磁迅速減小、間隙進一步加大的雪崩過程，最終導致銜鐵迅速釋放。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細說明。
圖1是本實用新型的結構圖。
本實用新型主要包括環形帶中心孔的鐵芯1、芯軸2、圓盤形銜鐵8、環狀磁軛9、環形線圈10，其中鐵芯1的右端部向外形成延伸部3，該延伸部的外周用螺栓4與一固定物體固定在一起；線圈10套在鐵芯1外周；磁軛9套在線圈10外周並用螺栓11與鐵芯1的延伸部3固定；芯軸2穿於鐵芯1的中心孔中，銜鐵8套在芯軸2前端並由芯軸螺母6鎖固，銜鐵8的端面可分別與鐵芯1、磁軛9貼合，鐵芯1-銜鐵8-磁軛9-鐵芯1共同構成閉環磁路。
本實用新型的特徵是鐵芯1、銜鐵8、磁軛9均採用中低碳鋼製成，其閉環磁路在電磁鐵吸合狀態下留有用以改善電磁鐵的吸合力及動作狀況的間隙。
該間隙可以由多種方法實現，例如通過裝配工藝實現，例如將裝配時相鄰的兩物件的交接面在製作時製成呈非平行狀態或非平面狀態，等等。
下面僅以使鐵芯1與銜鐵8兩者的貼合面之間在電磁鐵吸合狀態下留有間隙說明其工作原理。
當線圈得電時，其產生的磁通在鐵芯1-銜鐵8-磁軛9-鐵芯1構成的磁路中形成迴路，從而產生電磁力，使得銜鐵8移向鐵芯1。銜鐵8在被右方的鐵芯1吸引的過程中，通過其孔帶動芯軸2向右移動，直至銜鐵8與鐵芯1貼合為止。此時銜鐵8與鐵芯1並非是嚴密貼合，而是兩者之間留有非均勻或局部的間隙，此間隙可通過加工或裝配等工藝過程得到保證。此間隙與鐵芯、銜鐵的材質及電磁鐵功率有關，通常可取0．1mm左右。
線圈失電後，銜鐵8和鐵芯1之間的間隙對電磁鐵呈現的磁阻可以抵抗銜鐵8和鐵芯1中因採用中低碳鋼而引起的較大剩磁，產生剩磁迅速減小、間隙進一步加大的雪崩過程，最終導致銜鐵8迅速釋放。
該實施例採用在銜鐵8與鐵芯1兩者的貼合面之間於電磁鐵吸合狀態下仍留有間隙的特殊結構，既採用普通碳鋼為主材製做電磁鐵，又克服了剩磁大、銜鐵釋放慢的問題。
在本實用新型的其它實施例中在銜鐵8與磁軛9的貼合面之間亦可留有間隙。裝配時只要使銜鐵8的端面至磁軛9端面間的距離和銜鐵8的端面至鐵芯1端面間的距離不相同，便可在銜鐵8-磁軛9之間形成間隙，或在銜鐵8-鐵芯1之間形成間隙。
同理，在鐵芯1與磁軛9之間也可留有間隙。
此外，鐵芯1還可沿徑向分為兩部分，在兩部分鐵芯之間留有間隙，或將磁軛9沿徑向分為兩部分，在兩部分磁軛之間留有間隙。
上述閉環磁路中的各處間隙，可單獨設置，也可組合設置。
上述閉環磁路中的間隙處還可夾設非導磁材料填充層，如在鐵芯1與磁軛9之間夾設填充層5，或在兩部分鐵芯之間夾設填充層7等。
綜上，本實用新型為了克服採用中低碳鋼製作電磁鐵而帶來的剩磁大、銜鐵釋放慢的問題，通過在閉環磁路中採用變間隙結構和措施，利用此間隙對電磁鐵呈現的磁阻可以抵抗剩磁的原理，產生磁路中剩磁迅速減小、間隙進一步加大的雪崩過程，最終導致銜鐵迅速釋放。
為了更好地解決普通碳鋼帶來的剩磁大、銜鐵釋放慢的問題，還可在電磁鐵的驅動電路上採取一些措施，詳見本發明人另案申請的「帶消弧保護的快速電磁鐵驅動器」專利。
本實用新型可用於起重機電磁製動器。
需用聲明的是，上面列舉的實施例僅為說明本實用新型而已，並非用來限制本實用新型的專利範圍，故凡依照上述原理所作的任何等同變換方案，仍應視為在本實用新型的專利保護範圍之內。
權利要求1．一種採用中低碳鋼製作的電磁鐵，包括帶中心孔的鐵芯、芯軸、銜鐵、磁軛、線圈，線圈套在鐵芯外周，磁軛套在線圈外周並與鐵芯固定，芯軸穿於鐵芯的中心孔中，銜鐵套在芯軸前端並由芯軸螺母鎖固，銜鐵的端面分別與鐵芯、磁軛貼合，鐵芯-銜鐵-磁軛-鐵芯構成閉環磁路，其特徵在於所述鐵芯、銜鐵、磁軛採用中低碳鋼製作；所述採用中低碳鋼製作的電磁鐵的閉環磁路，在電磁鐵吸合狀態下留有用以改善電磁鐵的吸合力及動作狀況的間隙。
2．如權利要求1所述的採用中低碳鋼製作的電磁鐵，其特徵在於在所述閉環磁路中，鐵芯與銜鐵之間留有間隙。
3．如權利要求1所述的採用中低碳鋼製作的電磁鐵，其特徵在於在所述閉環磁路中，銜鐵與磁軛之間留有間隙。
4．如權利要求1所述的採用中低碳鋼製作的電磁鐵，其特徵在於在所述閉環磁路中，磁軛與鐵芯之間留有間隙。
5．如權利要求1所述的採用中低碳鋼製作的電磁鐵，其特徵在於在所述閉環磁路中，鐵芯沿徑向分為兩部分，兩部分鐵芯之間留有間隙。
6．如權利要求1所述的採用中低碳鋼製作的電磁鐵，其特徵在於在所述閉環磁路中，磁軛沿徑向分為兩部分，兩部分磁軛之間留有間隙。
7．如權利要求1-6之一所述的採用中低碳鋼製作的電磁鐵，其特徵在於所述閉環磁路中的間隙處夾設填充層。
專利摘要本實用新型包括帶中心孔的鐵芯、芯軸、銜鐵、磁軛、線圈,線圈套在鐵芯外周,磁軛套在線圈外周並與鐵芯固定,芯軸穿於鐵芯的中心孔中,銜鐵套在芯軸前端並由芯軸螺母鎖固,銜鐵的端面可分別與鐵芯、磁軛貼合,鐵芯－銜鐵－磁軛－鐵芯共同構成閉環磁路,鐵芯、銜鐵、磁軛採用中低碳鋼製作,其閉環磁路在電磁鐵吸合狀態下留有用以改善電磁鐵的吸合力及動作狀況的間隙。本實用新型強度大、易加工、成本低,可用於起重機電磁製動器。
文檔編號H01F7/06GK2430765SQ0024296
公開日2001年5月16日 申請日期2000年7月10日 優先權日2000年7月10日
發明者曹明 申請人:曹明