一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵，包括前段蓋和后端蓋，所述的前段蓋和后端蓋上安裝有轉(zhuǎn)子部件，所述的轉(zhuǎn)子部件兩側(cè)的前段蓋和后端蓋上分別安裝有定子部件；所述的第一軛鐵與第二軛鐵之間通過第一密封圈密封連接；所述的第三軛鐵與第四軛鐵之間通過第二密封圈密封連接；所述的第一軛鐵與前段蓋之間通過第三密封圈密封連接，所述的第四軛鐵與后端蓋之間通過第四密封圈密封連接；所述的線圈保持架與第二軛鐵之間通過第五密封圈密封連接，所述的線圈保持架與第三軛鐵之間通過第六密封圈密封連接。本實用新型專利技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單且加工簡便的特點，使得電磁鐵具備在濕式狀態(tài)下工作的能力。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于流體傳動及控制領(lǐng)域中的電-機械能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵。
技術(shù)介紹
近年來，利用伺服螺旋機構(gòu)原理工作的2D數(shù)字伺服閥因其具有結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，精度高，抗污染能力強等優(yōu)點，而在金屬材料試驗機、地震模擬震動臺以及相關(guān)航空航天領(lǐng)域等得到了廣泛應(yīng)用。常規(guī)的2D數(shù)字伺服閥用電-機械轉(zhuǎn)換器一般為混合勵磁的旋轉(zhuǎn)電磁鐵，其結(jié)構(gòu)按照電磁鐵定子分相方式的不同可以分為軸向分相和徑向分相兩種，前者與后者相比有以下幾個優(yōu)點：第一、采用軸向分相，控制繞組可以用環(huán)形線圈，繞制和下線工藝簡單，線圈漆皮不易受傷,電磁鐵的電氣可靠性優(yōu)于徑向分相結(jié)構(gòu)；第二、軸向分相的電磁鐵可以采用O形密封圈對轉(zhuǎn)子容腔進行密封，從而可以使得油液進入轉(zhuǎn)子工作腔，使其成為“濕式”的電-機械轉(zhuǎn)換器，將其直接與2D數(shù)字閥相連，可構(gòu)成所謂的直動閥，有利于結(jié)構(gòu)設(shè)計及取消動密封；第三、徑向分相結(jié)構(gòu)由于要留出空間繞制線圈，其定子空間無法全部用于開齒。而軸向分相結(jié)構(gòu)整個定子圓周上可全部開齒，提高了有效空間的利用情況，從而提升了電磁鐵的輸出力矩。軸向分相式電磁鐵的基本工作原理都是將定子分為單相或者兩相置于永磁體的單邊或者兩邊，定子依次和轉(zhuǎn)子構(gòu)成若干段環(huán)形的工作氣隙，永磁體在工作氣隙下產(chǎn)生極化磁場，勵磁線圈在其所屬定子相內(nèi)產(chǎn)生控制磁場，勵磁電流方向變化而引起控制磁場對永磁體極化磁場作差動疊加以產(chǎn)生電磁力矩。如果假設(shè)定轉(zhuǎn)子鐵芯磁阻為零，則永磁體在工作氣隙下產(chǎn)生的極化磁場強度相同，此時磁路對稱，即電磁鐵在不同方向勵磁電流下獲得的矩角特性幅值相等，矩角特性是對稱的；然而實際情況是定轉(zhuǎn)子鐵芯都具有一定的磁阻，按照磁路理論，此時距離永磁體較遠的工作氣隙下的極化磁場強度較弱，而距離永磁體較近的工作氣隙下的極化磁場較強，這就造成了電磁鐵磁路不對稱，當勵磁電流的磁場和永磁體的磁場差動疊加時，電磁鐵的矩角特性受到勵磁電流方向的影響，即在不同方向的勵磁電流下獲得的矩角特性幅值不等，呈現(xiàn)出一種不對稱的特征，當將其作為閥用電-機械轉(zhuǎn)換器使用時，這種不對稱的矩角特性會影響到2D數(shù)字閥的定位精度，使其無法呈現(xiàn)出應(yīng)有的高性能。為解決這個問題,也有專利提出將轉(zhuǎn)子和定子齒在徑向和軸向上同時錯齒,并采用定轉(zhuǎn)子保持架注塑成型的方法構(gòu)成磁路對稱的插片式旋轉(zhuǎn)電磁鐵,其矩角特性可保持嚴格對稱,缺點是定轉(zhuǎn)子無法用傳統(tǒng)的機械加工方式進行，制作時需要專門的注塑模具,費時費力；另外,插片式旋轉(zhuǎn)電磁鐵也無法構(gòu)成“濕式”耐高壓的電-機械轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有的磁路對稱式旋轉(zhuǎn)電磁鐵定轉(zhuǎn)子無法用傳統(tǒng)的機械加工方式進行，其制作時需要專門的注塑模具,費時費力,且無法構(gòu)成“濕式”耐高壓電-機械轉(zhuǎn)換器的問題，本技術(shù)提出一種結(jié)構(gòu)簡單且加工簡便的磁路對稱式濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵。本技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵，包括前端蓋和后端蓋，所述的前端蓋和后端蓋上安裝有轉(zhuǎn)子部件，所述的轉(zhuǎn)子部件兩側(cè)的前端蓋和后端蓋上分別安裝有定子部件；所述轉(zhuǎn)子部件包括通過第一軸承和第二軸承安裝在前端蓋和后端蓋上的轉(zhuǎn)子軸，可繞中心軸線轉(zhuǎn)動，所述的轉(zhuǎn)子軸的兩側(cè)分別安裝有第一永磁體、第二永磁體、轉(zhuǎn)子第一段、轉(zhuǎn)子第二段和轉(zhuǎn)子第三段；所述的定子部件包括第一軛鐵、第二軛鐵、第三軛鐵、第四軛鐵、線圈和線圈保持架；所述的第一軛鐵與第二軛鐵之間通過第一密封圈密封連接；所述的第三軛鐵與第四軛鐵之間通過第二密封圈密封連接；所述的第一軛鐵與前端蓋之間通過第三密封圈密封連接，所述的第四軛鐵與后端蓋之間通過第四密封圈密封連接；所述的線圈保持架與第二軛鐵之間通過第五密封圈密封連接，所述的線圈保持架與第三軛鐵之間通過第六密封圈密封連接。所述的轉(zhuǎn)子第二段的外側(cè)安裝有第二軛鐵和第三軛鐵，所述的第二軛鐵和第三軛鐵上開設(shè)有開口，且所述的第二軛鐵和第三軛鐵上的開口相對放置形成空腔；所述的空腔內(nèi)安裝有線圈保持架，所述的線圈保持架為圓環(huán)狀的線圈保持架，所述的線圈保持架上環(huán)繞有線圈組成電流勵磁源；所述的轉(zhuǎn)子第一段的外側(cè)安裝有第一軛鐵，所述的轉(zhuǎn)子第三段的外側(cè)安裝有第四軛鐵；所述的前端蓋、第一軛鐵、第二軛鐵、第三軛鐵、第四軛鐵和后端蓋之間依次穿過第一軸且利用第三軸承、第四軸承固連，使第一軛鐵、第四軛鐵分別鑲嵌在前端蓋和后端蓋的側(cè)壁內(nèi)。所述的第一軛鐵和第四軛鐵均呈圓環(huán)狀；所述的第二軛鐵和第三軛鐵均呈半開口狀，且所述第二軛鐵、第三軛鐵上的開口相對放置形成空腔；所述第一軛鐵和第四軛鐵的一側(cè)開設(shè)有圓環(huán)形凹槽，另一側(cè)開設(shè)有圓環(huán)形凸臺；所述的第二軛鐵和第三軛鐵的一側(cè)均開設(shè)有圓環(huán)形凹槽；其中所述的第二軛鐵的圓環(huán)形凹槽內(nèi)鑲嵌有第一軛鐵的圓環(huán)形凸臺，所述的第一軛鐵的圓環(huán)形凹槽鑲嵌在前端蓋的凸臺上；所述的第三軛鐵的圓環(huán)形凹槽內(nèi)鑲嵌有第四軛鐵的圓環(huán)形凸臺，所述第四軛鐵的圓環(huán)形凹槽鑲嵌在后端蓋的凸臺上；所述的第一軛鐵、第二軛鐵、第三軛鐵、第四軛鐵內(nèi)圓環(huán)的圓周面均布開設(shè)有小齒，且第一軛鐵、第二軛鐵、第三軛鐵、第四軛鐵上的小齒齒數(shù)相同。所述第一軛鐵、第四軛鐵齒形位置相同，所述的第二軛鐵和第一軛鐵之間錯齒1/4個齒距，所述的第三軛鐵和第二軛鐵之間錯齒1/2個齒距；所述的第三軛鐵外表面開有長方形導線引出凹槽，以方便將線圈端引出與外界控制電路相連。所述轉(zhuǎn)子軸由方形段、大圓形段和小圓形段依次銜接而成，且所述的方形段寬度大于大圓形段的直徑，所述的小圓形段的直徑小于大圓形段的直徑；使得所述轉(zhuǎn)子軸呈階梯狀；所述的方形段與轉(zhuǎn)子第一段、轉(zhuǎn)子第二段、轉(zhuǎn)子第三段配合安裝，保證旋轉(zhuǎn)時不易變位；所述轉(zhuǎn)子第一段、轉(zhuǎn)子第二段、轉(zhuǎn)子第三段均為中心開設(shè)有方形孔的圓環(huán)狀設(shè)置，且所述的轉(zhuǎn)子第一段、轉(zhuǎn)子第三段上圓環(huán)的一側(cè)周邊開設(shè)有圓環(huán)形凹槽，所述的轉(zhuǎn)子第二段上圓環(huán)的兩側(cè)周邊均開設(shè)有圓環(huán)形凹槽；所述的第一永磁體為圓環(huán)狀第一永磁體，所述的第二永磁體為圓環(huán)狀第二永磁體；所述的轉(zhuǎn)子第一段和轉(zhuǎn)子第二段的圓環(huán)形凹槽上鑲嵌有第一永磁體，所述的轉(zhuǎn)子第二段和轉(zhuǎn)子第三段的圓環(huán)形凹槽上鑲嵌有第二永磁體；所述的轉(zhuǎn)子第一段、轉(zhuǎn)子第二段、和轉(zhuǎn)子第三段的外圓周面上開設(shè)有與第一軛鐵、第二軛鐵、第三軛鐵、第四軛鐵齒數(shù)相同的小齒。所述的前端蓋和后端蓋之間穿過第二軸且利用第五軸承固連。所述的前端蓋為不導磁材料制成的非導磁體前端蓋；所述的后端蓋為不導磁材料制成的非導磁體后端蓋；所述的線圈保持架為不導磁材料制成的非導磁體線圈保持架；所述的轉(zhuǎn)子軸為不導磁材料制成的非導磁體轉(zhuǎn)子軸；所述第一軛鐵為軟磁材料制成的導磁本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵，其特征在于，包括前端蓋(3)和后端蓋(9)，所述的前端蓋(3)和后端蓋(9)上安裝有轉(zhuǎn)子部件，所述的轉(zhuǎn)子部件兩側(cè)的前端蓋(3)和后端蓋(9)上分別安裝有定子部件；所述轉(zhuǎn)子部件包括通過第一軸承(28)和第二軸承(13)安裝在前端蓋(3)和后端蓋(9)上的轉(zhuǎn)子軸(14)，所述的轉(zhuǎn)子軸(14)的兩側(cè)分別安裝有第一永磁體(24)、第二永磁體(17)、轉(zhuǎn)子第一段(29)、轉(zhuǎn)子第二段(21)和轉(zhuǎn)子第三段(12)；所述的定子部件包括第一軛鐵(30)、第二軛鐵(5)、第三軛鐵(7)、第四軛鐵(18)、線圈(6)和線圈保持架(22)；所述的第一軛鐵(30)與第二軛鐵(5)之間通過第一密封圈(4)密封連接；所述的第三軛鐵(7)與第四軛鐵(18)之間通過第二密封圈(8)密封連接；所述的第一軛鐵(30)與前端蓋(3)之間通過第三密封圈(20)密封連接，所述的第四軛鐵(18)與后端蓋(9)之間通過第四密封圈(11)密封連接；所述的線圈保持架(22)與第二軛鐵(5)之間通過第五密封圈(23)密封連接，所述的線圈保持架(22)與第三軛鐵(7)之間通過第六密封圈(19)密封連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵，其特征在于，包括前端蓋(3)和后端蓋(9)，
所述的前端蓋(3)和后端蓋(9)上安裝有轉(zhuǎn)子部件，所述的轉(zhuǎn)子部件兩側(cè)的前端蓋(3)和后
端蓋(9)上分別安裝有定子部件；所述轉(zhuǎn)子部件包括通過第一軸承(28)和第二軸承(13)安
裝在前端蓋(3)和后端蓋(9)上的轉(zhuǎn)子軸(14)，所述的轉(zhuǎn)子軸(14)的兩側(cè)分別安裝有第一永
磁體(24)、第二永磁體(17)、轉(zhuǎn)子第一段(29)、轉(zhuǎn)子第二段(21)和轉(zhuǎn)子第三段(12)；所述的
定子部件包括第一軛鐵(30)、第二軛鐵(5)、第三軛鐵(7)、第四軛鐵(18)、線圈(6)和線圈保
持架(22)；所述的第一軛鐵(30)與第二軛鐵(5)之間通過第一密封圈(4)密封連接；所述的
第三軛鐵(7)與第四軛鐵(18)之間通過第二密封圈(8)密封連接；所述的第一軛鐵(30)與前
端蓋(3)之間通過第三密封圈(20)密封連接，所述的第四軛鐵(18)與后端蓋(9)之間通過第
四密封圈(11)密封連接；所述的線圈保持架(22)與第二軛鐵(5)之間通過第五密封圈(23)
密封連接，所述的線圈保持架(22)與第三軛鐵(7)之間通過第六密封圈(19)密封連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)
子第二段(21)的外側(cè)安裝有第二軛鐵(5)和第三軛鐵(7)，所述的第二軛鐵(5)和第三軛鐵
(7)上開設(shè)有開口，且所述的第二軛鐵(5)和第三軛鐵(7)上的開口相對放置形成空腔；所述
的空腔內(nèi)安裝有線圈保持架(22)，所述的線圈保持架(22)為圓環(huán)狀的線圈保持架，所述的
線圈保持架(22)上環(huán)繞有線圈(6)組成電流勵磁源；所述的轉(zhuǎn)子第一段(29)的外側(cè)安裝有
第一軛鐵(30)，所述的轉(zhuǎn)子第三段(12)的外側(cè)安裝有第四軛鐵(18)；所述的前端蓋(3)、第
一軛鐵(30)、第二軛鐵(5)、第三軛鐵(7)、第四軛鐵(18)和后端蓋(9)之間依次穿過第一軸
(1)且利用第三軸承(2)、第四軸承(10)固連，使第一軛鐵(30)、第四軛鐵(18)分別鑲嵌在前
端蓋(3)和后端蓋(9)的側(cè)壁內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種磁路對稱的濕式耐高壓旋轉(zhuǎn)電磁鐵，其特征在于，所述的第
一軛鐵(30)和第四軛鐵(18)均呈圓環(huán)狀；所述的第二軛鐵(5)和第三軛鐵(7)均呈半開口
狀，且所述第二軛鐵(5)、第三軛鐵(7)上的開口相對放置形成空腔；所述第一軛鐵(30)和第
四軛鐵(18)的一側(cè)開設(shè)有圓環(huán)形凹槽(27)，另一側(cè)開設(shè)有圓環(huán)形凸臺(34)；所述的第二軛
鐵(5)和第三軛鐵(7)的一側(cè)均開設(shè)有圓環(huán)形凹槽(27)；其中所述的第二軛鐵(5)的圓環(huán)形
凹槽(27)內(nèi)鑲嵌有第一軛鐵(30)的圓環(huán)形凸臺(34)，所述的第一軛鐵(30)的圓環(huán)形凹槽
(27)鑲嵌在前端蓋(3)的凸臺上；所述的第三軛鐵(7)的圓環(huán)形凹槽(27)內(nèi)鑲嵌有第四軛鐵
(18)的圓環(huán)形凸臺(34)，所述第四軛鐵(18)的圓環(huán)形凹槽(27)鑲嵌在后端蓋(9)的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周建華，孟彬，方珠芳，
申請(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學之江學院，
類型：新型
國別省市：浙江;33