一種低功耗快響應電磁鐵的製作方法
2023-05-03 00:31:56 2
本發明涉及氣動舵機電磁閥技術領域，特別是一種低功耗快響應電磁鐵。
背景技術：
電磁鐵是氣動舵機電磁閥內較為關鍵的部件，通過控制電磁鐵的吸合或者釋放，能夠實現氣路的切換，從而控制舵面的偏轉，實現彈體姿態的調整。電磁鐵的力性能和動態響應速度，對氣動舵機的控制性能會產生很大的影響。在工作時，電磁鐵在銜鐵伸出或縮回位置，需要有較大的保持力，以使電磁鐵在承受一定衝擊時能保證鋼球封死氣閥下端或上端進氣口，在銜鐵伸出的過程中，應有足夠大的輸出力，一方面克服高壓氣體壓力，另一方面可以縮短動作時間，加快響應速度；在銜鐵縮回的過程中，也需要有較大的輸出力，以保證較短的響應時間。
傳統電磁鐵為典型螺線管式結構。當線圈通電時，產生電磁吸力，銜鐵吸合；線圈斷電後，依靠安裝在銜鐵底部的返簧反力使銜鐵釋放。為了保持銜鐵處於吸合位置(推桿完全伸出)，需要給線圈持續通電，因此能耗較大，一方面會加重負載，另一方面也會影響其力性能，對氣動舵機性能及可靠性產生較大的影響。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種在滿足電磁力要求的基礎上降低系統能耗、減少系統發熱量從而提高系統可靠性的低功耗快響應電磁鐵。
實現本發明目的的技術解決方案為：一種低功耗快響應電磁鐵，所述電磁鐵包括銜鐵6、上軛鐵2、下軛鐵3、推桿1、底座5、線圈7、永磁體4；所述銜鐵6由圓柱和位於圓柱上端面的圓臺形成，銜鐵6的上端穿過下軛鐵3和線圈7與推桿1相連，下端依次穿過線圈7、下軛鐵3、永磁體4和底座5；推桿1穿過上軛鐵2的中心孔與銜鐵6上端面固定相連；上軛鐵2中心孔上部為圓柱通孔，下部為錐形孔，錐形孔側面與銜鐵6上部圓臺側面平行；上軛鐵2下部為圓柱形，其外徑與下軛鐵3上部內徑相同；下軛鐵3剖面為L型，下軛鐵3上部套住上軛鐵2下部圓柱，並用螺柱連接在一起；線圈7位於下軛鐵3、上軛鐵2、銜鐵6包圍區域的空腔內，銜鐵6從線圈7中穿過；永磁體4位於下軛鐵3下方、底座5上方，使用螺柱將底座5、永磁體4與下軛鐵3固定在一起，銜鐵6從中穿過。
進一步地，所述永磁體4為圓環形狀，軸向充磁，充磁方向為S極在上，N極在下。
進一步地，所述線圈7為同心螺線管線圈。
進一步地，所述上軛鐵2與下軛鐵3固定方式為螺栓固定。
進一步地，所述底座5、永磁體4與下軛鐵3固定方式為螺栓固定。
進一步地，所述銜鐵6上部圓臺母線與底面夾角為45°。
進一步地，所述上軛鐵2與銜鐵6為圓錐配合。
進一步地，所述銜鐵6未吸合時，與上軛鐵2之間的間隙即為電磁鐵工作氣隙。
本發明與現有技術相比，其顯著優點為：(1)利用永磁體實現了電磁鐵的保持功能，結構簡單，使用方便；(2)由於電磁鐵工作過程中不再需要持續供電，電磁鐵能耗減小，發熱減少，可靠性有了較大提升。
附圖說明
圖1為本發明的整體結構示意圖。
圖2為電磁鐵處於釋放狀態，線圈7施加正向脈衝時的磁通路徑示意圖。
圖3為電磁鐵處於吸合狀態，線圈7施加反向脈衝時的磁通路徑示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。
結合圖1，本發明低功耗快響應電磁鐵，所述電磁鐵包括銜鐵6、上軛鐵2、下軛鐵3、推桿1、底座5、線圈7、永磁體4；所述銜鐵6由圓柱和位於圓柱上端面的圓臺形成，銜鐵6的上端穿過下軛鐵3和線圈7與推桿1相連，下端依次穿過線圈7、下軛鐵3、永磁體4和底座5；推桿1穿過上軛鐵2的中心孔與銜鐵6上端面固定相連；上軛鐵2中心孔上部為圓柱通孔，下部為錐形孔，錐形孔側面與銜鐵6上部圓臺側面平行；上軛鐵2下部為圓柱形，其外徑與下軛鐵3上部內徑相同；下軛鐵3剖面為L型，下軛鐵3上部套住上軛鐵2下部圓柱，並用螺柱連接在一起；線圈7位於下軛鐵3、上軛鐵2、銜鐵6包圍區域的空腔內，銜鐵6從線圈7中穿過；永磁體4位於下軛鐵3下方、底座5上方，使用螺柱將底座5、永磁體4與下軛鐵3固定在一起，銜鐵6從中穿過。
進一步地，所述永磁體4為圓環形狀，軸向充磁，充磁方向為S極在上，N極在下。
進一步地，所述線圈7為同心螺線管線圈。
進一步地，所述上軛鐵2與下軛鐵3固定方式為螺栓固定。
進一步地，所述底座5、永磁體4與下軛鐵3固定方式為螺栓固定。
進一步地，所述銜鐵6上部圓臺母線與底面夾角為45°。
進一步地，所述上軛鐵2與銜鐵6為圓錐配合。
進一步地，所述銜鐵6未吸合時，與上軛鐵2之間的間隙即為電磁鐵工作氣隙。
本發明利用永磁體4實現了電磁鐵的保持功能，結構簡單，使用方便；由於電磁鐵工作過程中不再需要持續供電，電磁鐵能耗減小，發熱減少，可靠性有了較大提升。
本發明低功耗快響應電磁鐵的工作方式如下：當給線圈7施加正向脈衝時，產生電磁磁通，電磁磁通能夠在上端工作氣隙處產生吸力，加強上端向上的吸力作用，銜鐵6帶動推桿1開始向上運動，最終吸合在上端；當銜鐵6閉合時，上部工作氣隙為0，在永磁體4永磁磁通的作用下，即便不再給線圈7施加正向脈衝，銜鐵6也能保持在吸合狀態；當給線圈7施加反向脈衝時，電磁磁通在上端產生向下的電磁力，推動銜鐵6向下運動，電磁鐵由吸合轉變為釋放狀態。
實施例1
如圖1所示：本發明低功耗快響應電磁鐵裝置由推桿1、上軛鐵2、下軛鐵3、永磁體4、底座5、銜鐵6、線圈7組成。銜鐵6由圓柱和位於圓柱上端面的圓臺所形成，上端穿過下軛鐵3和線圈7與推桿1相連，下端依次穿過線圈7、下軛鐵3、永磁體4和底座5；推桿1穿過上軛鐵2的中心孔與銜鐵6上端面固定相連；上軛鐵2中心孔上部為圓柱通孔，下部為錐形孔，銜鐵6與上軛鐵2為圓錐配合，圓錐角度為45°，銜鐵6與上軛鐵2之間的間隙即為電磁鐵工作氣隙；上軛鐵2下部為圓柱形，其外徑與下軛鐵3上部內徑相同；下軛鐵3剖面為「L」型，下軛鐵3上部套住上軛鐵2下部圓柱,並用螺柱連接在一起；線圈7位於下軛鐵3、上軛鐵2、銜鐵6包圍區域的空腔內，銜鐵6從中穿過；永磁體4位於下軛鐵3下方、底座5上方，為圓環狀，採用軸向充磁，S極在上，N極在下。使用螺柱將底座5、永磁體4與下軛鐵3固定在一起，銜鐵6從中穿過。
本發明低功耗快響應電磁鐵裝置的吸合、保持、斷開情況如下：
吸合：如圖2所示，當給線圈7施加正向脈衝時，產生電磁磁通，電磁磁通能夠在上端工作氣隙處產生吸力，加強上端向上的吸力作用，銜鐵6帶動推桿1開始向上運動，最終吸合在上端。
保持：銜鐵6吸合後，上部工作氣隙為0，在永磁體4永磁磁通的作用下，即便不再給線圈7施加正向脈衝，銜鐵6也能保持在吸合狀態。
斷開：如圖3所示，當給線圈7施加反向脈衝時，電磁磁通在上端產生向下的電磁力，推動銜鐵6向下運動，電磁鐵斷開，由吸合轉變為釋放狀態。
如上所述，當線圈7通電時，銜鐵6在電磁力作用下推動推桿1上升，銜鐵6與上軛鐵2吸合，此時，在永磁體4、底座5、銜鐵6、上軛鐵2與下軛鐵3組成的迴路中會產生永磁磁通，這樣即便線圈7斷電，仍然能夠使銜鐵6和上軛鐵2吸合。因此，這種電磁力動作，永磁力保持的結構能夠有效地降低電磁鐵的能耗和發熱。
以上所述的具體實施例，對本發明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。