組合式起重電磁鐵的製作方法

2023-12-04 20:12:41

專利名稱：組合式起重電磁鐵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電磁鐵，尤其是涉及一種起重電磁鐵。
背景技術：
在我國鋼鐵生產工藝中，廣泛使用起重電磁鐵吊運鋼鐵原材料和產品，其中絕大多數起重電磁鐵為E形和圓形結構。這類起重電磁鐵結構的一顯著特點是磁軛板與外磁極是勵磁線圈殼體的一部分，一般是一個大鐵芯外繞勵磁線圈，大鐵芯是內磁極。在製造時，先將內、外磁極焊接在磁軛板上，成為起重電磁鐵的殼體，再將繞制好的勵磁線圈放入內、外磁極之間的空腔內，最後將護板與內、外磁極焊接，封閉勵磁線圈腔體。而返修時，必須將整個起重電磁鐵運至專門的檢修場所，首先破除護板，剃除絕緣固化材料，再取出勵磁線圈進行修理。由於這類起重電磁鐵重量大，線圈體積大，因而製造麻煩，返修難度很大，時間也較長，同時能耗也較大。
發明內容為了解決上述技術中的不足，本實用新型的目的是提供一種製造和維護方便，重量輕，能耗較低，系列化的起重電磁鐵。為了解決上述技術問題，本實用新型組合式起重電磁鐵，包括線圈，該線圈除中心空腔外其餘均被線圈殼體封閉；組合式起重電磁鐵是「E」形結構，或者是「U」形結構，或者是圓形結構；線圈殼體與空心的鐵芯套固連，形成封閉的線圈腔體，線圈裝在線圈腔體內，構成電磁單元；電磁單元分為不同規格，相同規格的電磁單元不僅安匝數相同，而且其他電氣參數和幾何尺寸也相同，具有互換性，電磁單元是獨立的元件；相適配的鐵芯套入電磁單元的空心內並固定，構成電磁組件，本實用新型組合式起重電磁鐵至少有一個電磁組件。相同規格的電磁 單元構成的電磁組件與其他部件組合不同，構成結構不同的起重電磁鐵，電磁組件與磁極固連，鐵芯為磁軛；或電磁組件與磁軛板固連，鐵芯是磁極或磁極之一 O不同規格的電磁單元構成的電磁組件與其他部件組合相同，構成結構相同的起重電磁鐵，其安匝數不同，即構成吊運能力不同的起重電磁鐵。本實用新型組合式起重電磁鐵，相同規格電磁單元構成的電磁組件與其他部件不同的組合構成不同結構的起重電磁鐵:①每個電磁組件的鐵芯的兩端分別與兩個磁極的上表面固連，鐵芯為磁軛，所有電磁單元的磁極性相同,構成「U」形起重電磁鐵；或每兩個電磁組件一組，每個鐵芯的一端均與磁軛板固連,鐵芯的中心線與磁軛板垂直,這兩個電磁單元的磁極性相異,構成「U」形起重電磁鐵；②每兩個電磁組件一組，其中一根鐵芯的兩端分別與內磁極和一個外磁極的上表面固連，另一根鐵芯的兩端分別與內磁極和另一側的一個外磁極的上表面固連，鐵芯為磁軛，每個電磁單元靠內磁極端的磁極性相同，構成「E」形起重電磁鐵；或磁軛板的兩側固連兩個外磁極，電磁組件位於兩個外磁極之間與磁軛板固連，鐵芯的中心線與磁軛板垂直，每個電磁單元的磁極性相同,鐵芯為中磁極,構成「E 」形起重電磁鐵；③圓環形外磁極和圓形內磁極的上面與四個電磁組件固連，並且每個鐵芯的兩端分別與外磁極和內磁極相連，鐵芯是磁軛，在同一直徑上有兩根鐵芯；每個電磁單元靠內磁極側的磁極性相同，構成圓形起重電磁鐵；或在圓環形外磁極和圓形內磁極之間沿圓周向均布多個電磁組件，每個電磁組件的一端與圓形磁軛板固連，鐵芯的中心線與磁軛板垂直，每個電磁單元的磁極性相同，所有鐵芯的另一端均與圓環形極靴固連，鐵芯為中磁極，構成圓形起重電磁鐵；④多個電磁組件上的鐵芯的一端與磁軛板固連，鐵芯的中心線與磁軛垂直，鐵芯為磁極，相鄰兩個電磁組件上的電磁單元的磁極性相異，構成U形組合式起重電磁鐵。本實用新型組合式起重電磁鐵的電磁單元包括線圈，線圈殼體；線圈殼體由第一端板、周向殼體和第二端板組成，線圈殼體不導磁；電磁單兀還有一個空心的鐵芯套，第一端板的內圓固連在鐵芯套上，周向殼體的一端固定在第一端板的外圓上，裝入線圈後，第二端板的內圓和外圓分別與鐵芯套和周向殼體的另一端固連，封閉線圈。作為本實用新型組合式起重電磁鐵的一種改進，其電磁單元包括線圈，線圈殼體；線圈殼體由第一端板、周向殼體和第二端板組成，線圈殼體不導磁；第一端板固連在鐵芯上，周向殼體的一端固定在第一端板的外圓上，裝入線圈後第二端板與鐵芯和周向殼體固連，封閉線圈。本實用新型組合式起重電磁鐵採用的電磁單元是完全獨立的元件，是單獨的成品，並且分為若干規格，形成系列。在設計製造起重電磁時，根據吊運物體的情況確定起重電磁的結構和所需安匝數，進行磁路分析，選擇電磁單元的規格和數量。將起重電磁鐵的其他部件連接好後， 再將選擇好的電磁單元成品與鐵芯組成電磁組件，直接將電磁組件裝在其他連接好的部件上，完成起重電磁鐵的製造。由於電磁單元有不同規格，所以不同結構、不同吊運力的起重電磁鐵總能找到某一規格的電磁單元成品，很方便地完成起重電磁鐵的製造。而在維修時，只需要拆下損壞的電磁單元，並立即換上同規格的電磁單元成品，損壞的起重電磁鐵立即能投入使用。而損壞的電磁單元的修理也由於其線圈較小，拆除與修理都很方便快捷。另外，由於本實用新型組合式起重電磁鐵至少有一個電磁單元，而實際上絕大多數情況是有兩個以上電磁單元，按等截面積原理，電磁單元的鐵芯的直徑一定小於傳統起重電磁鐵的大鐵芯的直徑。在同樣的吊運能力的情況下，一般而言電磁鐵的安匝數應相同。所以本實用新型的起重電磁鐵上所有電磁單元線圈所用電磁線必然比傳統起重電磁鐵的線圈所用電磁線要短，重量也要小。由於本實用新型的起重電磁鐵上所有電磁單元線圈所用電磁線比現有傳統起重電磁鐵的線圈所用電磁線要短，在電磁線截面積相同的情況下，現有傳統起重電磁鐵的電磁單元線圈的電阻比本實用新型的所有電磁單元線圈的總電阻大，要獲得同樣的安匝數，就要增加現有傳統起重電磁鐵的電壓，能耗較高；若在電壓相等的情況下，只有加大現有傳統起重電磁鐵的電磁線截面積，使其電阻與本實用新型的電阻相同，但將進一步加大自重，提高吊運設備的能耗，所以本實用新型的能耗較低。[0019]本實用新型的電磁單元成品的體積比較小，絕大多數起重電磁鐵有兩個以上電磁單元，因而增加了散熱面積，有利於線圈散熱，冷態電流與熱態電流之差有所減小，從而在設計時可減小冷態電流，降低能耗。本實用新型的電磁單元線圈的體積比傳統起重電磁鐵線圈要小，所以本實用新型的電磁單元線圈的繞制不需要專門的大型繞線機，對繞線機的要求較低，製作簡單且容易。因而本實用新型組合式起重電磁鐵具有製造、維護方便，重量輕，能耗較低，系列化的特點。
以下結合附圖和本實用新型的實施方式作進一步詳細說明。

圖1為本實用新型組合式起重電磁鐵的電磁單元示意圖。圖2為本實用新型組合式起重電磁鐵的電磁單元結構示意圖。圖3為電磁單元套入鐵芯的電磁組件結構示意圖。圖4為電磁組件裝在兩磁極上表面構成「U」形起重電磁鐵示意圖。圖5為圖4的左視示意圖。圖6為兩個電磁組件為一組並與磁軛板固連構成「U」形起重電磁鐵示意圖。圖7為圖6的左視示意圖。圖8為電磁組·件位於兩外磁極之間並與磁軛板固連構成「E」形起重電磁鐵示意圖。 圖9為圖8的左視示意圖。圖10為兩個電磁組件為一組並分別與一個外磁極和內磁極上表面相連構成「E」形起重電磁鐵示意圖。圖11為圖10的左視示意圖。圖12為電磁組件的兩端分別與圓形的內磁極和圓環形外磁極上表面相連構成圓形起重電磁鐵示意圖。圖13為多個電磁組件的一端與磁軛板固連構成U形組合式起重電磁鐵不意圖。
具體實施方式
從圖1 一圖3所示可知，本實用新型的電磁單元7可以是圓柱體，也可以是六方體，本實用新型優選電磁單元7為圓柱體，電磁單元7包括線圈4，線圈殼體，空心的鐵芯套I ;線圈殼體由第一端板3、周向殼體2和第二端板5組成，本實用新型優選不鏽鋼製作周向殼體2。第一端板3的內圓周邊與鐵芯套I的外圓焊接，周向殼體2的一端與端板3的外圓周邊焊接，在鐵芯套I與第一端板3和周向殼體2之間構成圓環柱空腔，將線圈4裝入空腔，經絕緣和固定後，再將第二端板5的內圓周邊與鐵芯套I的外圓焊接，同時將第二端板5的外圓周邊與周向殼體2的另一端焊接，封閉線圈4，完成電磁單元7的製造。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件；有的鐵芯6兩端均伸出電磁單元7，有的只一端伸出電磁單元7。目前使用的起重電磁鐵的安匝數，絕大多數在IN=40000-120000之間，可將其劃分 IN=40000 及以下，50000，60000，70000，80000，90000，100000，110000，120000 及以上幾個等級，也可以劃分IN=40000，60000, 80000, 100000, 120000幾個等級，本實用新型優
選後一種劃分。當起重電磁鐵的安匝數較小時，如IN=20000，起重電磁鐵只設一個電磁單元7 ;當起重電磁鐵的安匝數在IN=40000，60000, 80000, 100000, 120000時，起重電磁鐵有2-6個電磁單元7，並隨安匝數增大，增加電磁單元7的個數。本實用新型優選電磁單元7的規格劃分如下:①當起重電磁鐵的IN=40000時，設置兩個電磁單元7，則每個電磁單元7的IN=20000，兩個電磁單元7的線圈4串聯。②起重電磁鐵的IN=60000時，設置三個或四個電磁單元7，則每個電磁單元7的IN=20000或IN=15000，所有線圈4串聯。③起重電磁鐵的IN=80000時，設置四個電磁單元7，則每個電磁單元7的IN=20000，所有線圈4串聯。④起重電磁鐵的IN=100000時，設置四個或五個電磁單元7，則每個電磁單元7的IN=25000或IN=20000，所有線圈4串聯。⑤起重電磁鐵的IN=120000時，設置六個電磁單元7，則每個電磁單元7的IN=20000，所有線圈4串聯。安匝數等級不同的起重電磁鐵，其功率不同，儘管不同等級的起重電磁鐵的電磁單元7都有IN=20000的情況，但這些電磁單元7的線圈匝數(N)和電流(I)並不相等，僅是兩者的乘積相同而已，所以這些電磁單元7不是相同的規格，而且其幾何尺寸也不相同，不具有互換性。按這七種規格繞制線圈4，製造出這七種規格的電磁單元7成品。根據所要製造起重電磁鐵的安匝數要求，選擇其中一種規格的電磁單元7製造起重電磁鐵。本實用新型以IN=80000的起重電磁鐵為例說明其實施方式。(I)圖4、圖5所示U形結構起重電磁鐵。選擇四個電磁單元7,起重電磁鐵的額定電壓V=IlO(V),四個電磁單元7的線圈4串聯，則每個電磁單元7的電壓V=27.5 (V)，1=33 (A)，N=606，即IN=19998 ;每個電磁單元7的外圓Φ 500，內圓Φ 201，高150 ;鐵芯6的直徑為Φ 200，長300。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內，兩端均伸出電磁單元7並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件。兩塊磁極8的幾何尺寸為2100 X 300 X 70，兩塊磁極8的上表面均勻製作四個半圓弧，半圓弧之間相距530，每個電磁組件的鐵芯6兩端分別放入兩塊磁極8上的相應半圓弧上，鐵芯6與半圓弧相適配，每個電磁組件的磁極性相同，鐵芯6與磁極8的半圓弧有對應的螺孔，用螺栓將鐵芯6固定在磁極8上，四個電磁單元7的線圈串聯；為了增加起重電磁鐵的剛度，在兩端分別用弱導磁的高錳鋼板焊接在兩塊磁極8上。這種U形起重電磁鐵結構最簡單，重量最輕，起重電磁鐵單位重量的吊運能力最大。可吊運鋼坯、鋼板、鋼管、鋼軌、高線盤圓等。(2)圖6、圖7所示U形結構起重電磁鐵。選擇四個電磁單元7,起重電磁鐵的額定電壓V=IlO(V),四個電磁單元7的線圈4串聯，則每個電磁單元7的電壓V=27.5 (V)，1=33 (A), N=606，即IN=19998 ;每個電磁單元7的外圓Φ500，內圓Φ 201，高150 ;鐵芯6的直徑為Φ200，長180。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內，一端伸出電磁單元7，另一端 略微伸出電磁單元7，並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件，並且兩個鐵芯6的伸出端磁極為N極，另兩個鐵芯6的伸出端磁極為S極。每兩個伸出端磁極性相異的電磁組件為一組，將同組的兩個略微伸出電磁單元7的鐵芯6與幾何尺寸為1500X900X50的磁軛板9同面的兩邊用螺栓固連，兩個電磁組件的連線與磁軛板9長方向的中心線正交，用同樣方法固連另外兩個電磁組件；同側的兩個鐵芯6的伸出端用螺栓連接一條形極靴；四個電磁單元7的線圈串聯。(3)圖8、圖9所示E形結構起重電磁鐵。選擇四個同上的電磁單兀7 ;鐵芯6的直徑為Φ200,長180。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內，一端伸出電磁單元7，另一端略微伸出電磁單元7，並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件，並且四個鐵芯6的伸出端磁極性相同。幾何尺寸為2100X900X50的磁軛板9的兩邊分別焊接兩個幾何尺寸為2100 X 180X50的外磁極8，將每個略微伸出電磁單元7的鐵芯6與磁軛板9的中央沿長方向用螺栓連接，串聯四個電磁單元7的線圈。(4)圖10、圖11所示E形結構起重電磁鐵。選擇四個同上的電磁單兀7,鐵芯6的直徑為Φ 200,長300。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內，兩端均伸出電磁單元7並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件。兩塊幾何尺寸為1500X300X70的外磁極8和一塊幾何尺寸為1500X300X140的內磁極的上表面都均勻製作兩個半圓弧，兩個電磁組件的鐵芯6兩端分別放入一塊外磁極8和內磁極上的相應半圓弧上，另兩個電磁組件的鐵芯6兩端分別放入另一塊外磁極8和內磁極上的相應半圓弧上，鐵芯6與半圓弧相適配，用螺栓將鐵芯6固定在磁極8上，每個電磁組件靠內磁極側的磁極性相同，四個電磁單元7的線圈串聯；為了增加起重電磁鐵的剛度，在兩端分別用不鏽鋼板焊接在外磁極8和內磁極上。並為保證吊運穩定，在內磁極上設四個吊耳，在兩個外磁極8上各設兩個吊耳，鐵芯6隻承受電磁單元7的重量。(5)圖12所示圓形結構起重電磁鐵。
選擇四個同上的電磁單兀7,鐵芯6的直徑為Φ 200,長450。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內，兩端均伸出電磁單元7並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件。在圓形內磁極(Φ500Χ300)和同心的圓環形外磁極8 (( Φ 1300-Φ 1200) X300)上表面的兩根正交直徑方向各製作四個半圓弧，四個電磁組件的鐵芯6兩端分別放入外磁極和內磁極上的相應半圓弧上，鐵芯6與半圓弧相適配，每個電磁組件靠內磁極側的磁極性相同，用螺栓將鐵芯6的兩端分別固定在內、外磁極上，四個電磁單元7的線圈串聯，並用焊接方法在下邊用弱導磁的高錳鋼板與內、外磁極之間進行固連，增強其剛度。並為保證吊運穩定，在內、個磁極上均設四個吊耳，鐵芯6隻承受電磁單元7的重量。(6)圖13所示U形組合式起重電磁鐵。選擇四個同上的電磁單兀7,鐵芯6的直徑為Φ 200,長180。將鐵芯6套入電磁單元7的空心內，一端伸出電磁單元7，另一端略微伸出電磁單元7，並將鐵芯套I點焊在鐵芯6上，組成電磁組件，並且兩個鐵芯6的伸出端磁極為N極，另兩個鐵芯6的伸出端磁極為S極。每兩個伸出端磁極性相異的電磁組件為一組，將同組的兩個略微伸出電磁單元7的鐵芯6與幾何尺寸為2200X600X50的磁軛板9沿長方向用螺栓固連，另外一組的兩個電磁組件用同樣方法固連在磁軛板9上，中央兩個電磁組件的磁極性相同；四個電磁單元7的線圈串聯。作為本實用新型組合式起重電磁鐵的一種改進，其電磁單元7的線圈殼體的第一端板3的內圓周邊與鐵芯6外圓焊接，第一端板3的外圓與周向殼體2的一端焊接，裝入線圈4，經絕緣和固定後，第二端板5的內圓與鐵芯6外圓焊接，第二端板5的外圓與周向殼體
2的另一端焊接，封閉線圈4，構成電磁組件。其他與上述相同。當本實用新型的起重電磁鐵需要檢修時，只需卸下損壞的電磁組件的連接螺栓，取下損壞的電磁組件，並換上相同規格的電磁組件，恢復起重電磁鐵的功能。本文已對本實用新型組合式起重電磁鐵作了充分描述，在不背離本文提出的發明精神和範圍情況下，可對本實用新型作一些修改和改進，這對一個具有普通技術水平的人來說是顯而易見的，但 均落入本實用新型保護範圍。
權利要求1.一種組合式起重電磁鐵，包括線圈(4)，該線圈(4)除中心空腔外其餘均被線圈殼體封閉；所述組合式起重電磁鐵是「E」形結構，或者是「U」形結構，或者是圓形結構；其特徵在於:所述線圈殼體與空心的鐵芯套(I)固連，形成封閉的線圈腔體，線圈(4)裝在線圈腔體內，構成電磁單元(7);所述電磁單元(7)分為不同規格，相同規格的電磁單元(7)不僅安匝數相同，而且其他電氣參數和幾何尺寸也相同，具有互換性，所述電磁單元(7)是獨立的元件；相適配的鐵芯(6)套入電磁單元(7)的空心內並固定,構成電磁組件,所述組合式起重電磁鐵至少有一個電磁組件； 相同規格的電磁單元(7)構成的電磁組件與其他部件組合不同，構成結構不同的起重電磁鐵；電磁組件與磁極(8)固連,鐵芯(6)為磁軛；或電磁組件與磁軛板(9)固連,鐵芯(6)是磁極或磁極之一； 不同規格的電磁單元(7)構成的電磁組件與其他部件組合相同，構成結構相同的起重電磁鐵，其安匝數不同，即構成吊運能力不同的起重電磁鐵。
2.根據權利要求1所述組合式起重電磁鐵，其特徵在於:相同規格電磁單元(7)構成的電磁組件與其他部件不同的組合構成不同結構的起重電磁鐵: ①每個電磁組件的鐵芯(6)的兩端分別與兩個磁極(8)的上表面固連，鐵芯(6)為磁軛，所有電磁單元(7)的磁極性相同，構成「U」形起重電磁鐵；或每兩個電磁組件一組，每個鐵芯(6)的一端均與磁軛板(9)固連,鐵芯(6)的中心線與磁軛板(9)垂直,這兩個電磁單元(7)的磁極性相異，構成「U」形起重電磁鐵； ②每兩個電磁組件一組，其中一根鐵芯(6)的兩端分別與內磁極和一個外磁極(8)的上表面固連，另一根鐵芯(6)的兩端分別與內磁極和另一側的一個外磁極(8)的上表面固連,鐵芯(6 )為磁軛，每個電磁單元(7 )靠內磁極端的磁極性相同,構成「E 」形起重電磁鐵；或磁軛板(9)的兩側固連兩個外磁極(8)，電磁組件位於兩個外磁極(8)之間與磁軛板(9)固連,鐵芯(6)的中心線與磁軛板(9)垂直，每個電磁單元(7)的磁極性相同，鐵芯(6)為中磁極，構成「E」形起重電磁鐵；` ③圓環形外磁極和圓形內磁極的上面與四個電磁組件固連，並且每個鐵芯(6)的兩端分別與外磁極(8)和內磁極相連，鐵芯(6)是磁軛，在同一直徑上有兩根鐵芯(6);每個電磁單元(7 )靠內磁極側的磁極性相同，構成圓形起重電磁鐵；或在圓環形外磁極(8 )和圓形內磁極之間沿圓周向均布多個電磁組件，每個電磁組件的一端與圓形磁軛板(9)固連，鐵芯(6)的中心線與磁軛板垂直，每個電磁單元(7)的磁極性相同，所有鐵芯(6)的另一端均與圓環形極靴固連，鐵芯(6)為中磁極,構成圓形起重電磁鐵； ④多個電磁組件上的鐵芯(6)的一端與磁軛板(9)固連，鐵芯(6)的中心線與磁軛垂直，鐵芯(6)為磁極，相鄰兩個電磁組件上的電磁單元(7)的磁極性相異，構成U形組合式起重電磁鐵。
3.根據權利要求1或2所述組合式起重電磁鐵，其特徵在於:所述電磁單元(7)的線圈殼體由第一端板(3 )、周向殼體(2 )和第二端板(5 )組成,線圈殼體不導磁；所述電磁單兀(7)還有一個空心的鐵芯套(I)，第一端板(3)的內圓固連在鐵芯套(I)上，周向殼體(2)的一端固定在第一端板(3)的外圓上，裝入線圈(4)後，第二端板(5)的內圓和外圓分別與鐵芯套(I)和周向殼體(2)的另一端固連，封閉線圈(4)。
4.根據權利要求1或2所述組合式起重電磁鐵，其特徵在於:所述電磁單元(7)的線圈殼體由第一端板(3)、周向殼體(2)和第二端板(5)組成,線圈殼體不導磁；第一端板(3)固連在鐵芯(6)上，周向殼體(2)的一端固定在第一端板(3)的外圓上，裝入線圈(4)後，第二端板(5)與鐵芯(6) 和周向殼體(2)固連，封閉線圈(4)。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式起重電磁鐵，其線圈殼體與空心的鐵芯套固連，形成封閉的線圈腔體，線圈裝在線圈腔體內，構成電磁單元；按安匝數的不同電磁單元分為不同規格，相同規格的電磁單元不僅安匝數相同，而且其他電氣參數和幾何尺寸也相同，具有互換性，電磁單元是完全獨立的元件；相同規格電磁單元構成的電磁組件與其他部件不同組合，構成不同結構的起重電磁鐵。不同規格電磁單元與其他部件相同組合，構成結構相同，吊運能力不同的起重電磁鐵。本實用新型具有製造、維護方便，重量輕，能耗較低，系列化的特點。
文檔編號B66C1/06GK203095383SQ20132011921
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月16日 優先權日2013年3月16日
發明者楊祖成, 周洋 申請人:楊祖成