一種組合式徑向電磁軸承鐵芯制造技術

本發(fā)明專利技術提供的是一種組合式徑向電磁軸承鐵芯。包括中間電磁鐵芯，在中間電磁鐵芯面設置上電磁鐵芯，在中間電磁鐵芯下面設置下電磁鐵芯，中間電磁鐵芯、上電磁鐵芯和下電磁鐵芯通過鉚接件鉚接成一體；上電磁鐵芯和下電磁鐵芯的材料相同，為機械加工性能好的材料；中間電磁鐵芯的材料，為電磁性能好的材料；鉚接件采用非導磁的金屬材料。本發(fā)明專利技術采用組合是結構使得鐵芯零件的尺寸精度和磁特性都得到了很好地保證，這使得磁軸承的總體結構能夠有條件做得進一步緊湊，磁軸承的磁通特性和作為支撐的力學特性有條件提升。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是一種電磁鐵芯。
技術介紹
電磁軸承屬于一種無接觸、懸浮支撐軸承，因此具有許用極限轉速高，無需潤滑，摩擦阻力小，可靠性高，支撐剛度可控等優(yōu)點。電磁磁軸承支撐動作的執(zhí)行主要是靠可控制的帶有電磁鐵芯的電磁線圈來完成的。磁軸承的電磁鐵芯對外形尺寸有較高的精度要求，這主要是由于磁軸承懸浮控制間隙小，鐵芯承受支撐力的變化，安裝配合要求高。另一方面磁軸承鐵芯還要有較高的電磁性能要求，要求鐵芯的頑磁性小，電磁渦流損失小，磁通性能要好。高的精度要求對磁軸承鐵芯材料及結構方案給出了許多限制，使得磁軸承鐵芯的結構性能難以保證。以往的磁軸承的電磁鐵芯一種是采用硅鋼片疊置而成，另一種是采用軟鐵磁材料整體加工而成。采用硅鋼片疊置而成的鐵芯由于在尺寸精度上難以保證，在磁軸承設計時不能不犧牲磁軸承的性能，保證其裝配及使用使的要求，使得磁軸承難以做到在有限的體積下達到高性能。采用軟鐵磁材料做成的整體式磁軸承鐵芯，雖然在尺寸精度上容易做到很高的精度，但在磁性能上不是很好，它的磁電渦流損失相對大一些，磁通性能也不是特別好，完磁性也相對高一些。另外磁軸承的電磁鐵芯需要傳遞較大的支撐力，零件間較高的尺寸配合精度，也是其性能保障的重要要求。近年來，在其他
也有人提出了組合式電磁鐵芯方案。如，專利CN1674168A，一種組合式電磁鐵芯，介紹了軟鐵和鐵氧體的組合，其作用是拓寬了鐵芯的適應磁場變化的頻率范圍，在高頻段和低頻段均有良好的磁通性能，用于改善摩托車點火線圈的高低頻點火性能；專利CN1858865A提出了一個用于電流互感器的組合鐵芯，采用鐵基納米晶合金和硅鋼片組合鐵芯代替以往采用的、高成本的坡膜合金或鈷基非晶合金等等。這些文獻所介紹的
技術實現思路
與本專利技術所述的
技術實現思路
相比，在對鐵芯的性能要求上，在應用領域上有明顯不同。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種電磁性能好、電渦流損失小、磁通性能高、完磁性小的組合式徑向電磁軸承鐵芯。本專利技術的目的是這樣實現的包括中間電磁鐵芯，在中間電磁鐵芯面設置上電磁鐵芯，在中間電磁鐵芯下面設置下電磁鐵芯，中間電磁鐵芯、上電磁鐵芯和下電磁鐵芯通過鉚接件鉚接成一體；上電磁鐵芯和下電磁鐵芯的材料相同，為機械加工性能好的材料；中間電磁鐵芯的材料，為電磁性能好的材料；鉚接件采用非導磁的金屬材料。中間電磁鐵芯的材料為多片疊置的硅鋼片。電磁鐵芯和下電磁鐵芯的材料為電工純鐵。 鉚接件的材料為鋁或不銹鋼。本專利技術的技術原理是磁軸承的電磁鐵芯與一般用于電磁感應的電磁鐵芯，如變壓器中的電磁鐵芯，有所不同。它在工作中主要起作用的性能是可控的電磁力，它一方面要求磁通性能要好，另一方面它還要完成力的傳遞，因此要求鐵芯與鐵芯支撐結構件之間要有很緊密的配合裝配，再有磁軸承本身的結構也非常緊湊，所以鐵芯的零件尺寸精度要求比較高。這樣用一種材料制成的鐵芯很難達到既有好的磁通新能，又有較高的鐵芯零件的尺寸精度。本專利技術采用組合式鐵芯結構方案，從原理上講就本專利技術是利用不同材料的性能，既保證鐵芯的磁通性能優(yōu)良，有保證組合式鐵芯具有較高的零件尺寸精度。其中中間鐵芯的采用了磁通性能好的材料，上鐵芯和下鐵芯采用了加工性能好的材料，為了不干擾鐵芯整體的磁特性鉚接件采用了無導磁金屬材料。本專利技術與現有技術相比的優(yōu)點在于現有的磁軸承鐵芯很難做到在保證有較高的零件尺寸精度的前提下，能夠達到很好的磁通特性和較低的電磁渦流損失。本專利技術采用組合是結構使得鐵芯零件的尺寸精度和磁特性都得到了很好地保證，這使得磁軸承的總體結構能夠有條件做得進一步緊湊，磁軸承的磁通特性和作為支撐的力學特性有條件提升。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖。圖2為圖1的剖視圖。圖3a與圖3b為組合前后鐵芯磁通特性有限元分析結果。圖4為組合鐵芯及電磁線圈安裝實施圖。具體實施例方式下面結合附圖舉例對本專利技術做更詳細的描述如圖1所示，組合式磁軸承鐵芯由上電磁鐵芯I，中間電磁鐵芯2，下電磁鐵芯3，鉚接件4組合合成。對于少量鐵芯的制作，可采用原材料板疊加鉚接，再經過線切割加工而成圖2所示的8磁極鐵芯形狀，經浸漆進行零件定形。浸漆定形后，鐵芯材料的層與層之間粘接牢固，鐵芯零件的軸向尺寸就變得穩(wěn)定了。再經過磨削加工，鐵芯零件的軸向尺寸就會達到了較高的精度。同時結合圖4，電磁鐵芯徑向均布多個磁極，例如4個、8個或更多，在應用時每個磁極上裝有一個電磁線圈。本專利技術的技術方案中，不同鐵芯的材料的組合，保證了鐵芯的電磁性能。其中間鐵芯選用的是娃鋼片材料，型號為50W470。娃鋼片的電磁性能較好，但材料的尺寸穩(wěn)定性較差，特別是軸向尺寸，由于是靠多片材料疊置而成，尺寸非常不穩(wěn)定，且疊片定型后不易進行機械再加工。上、下鐵芯可采用電工純鐵材料，型號為DT4。該材料可以有一定厚度，經過定形后再機械加工可以保證零件的軸向尺寸精度。電工純鐵在磁通性能和低電磁渦流損失性能上雖然不如硅鋼片好，但其性能是不錯的，加之所占的份額在鐵芯總體份額中比較少，對整個鐵芯磁通性能的影響會很小。實例中，模擬計算的結果，影響不超過2%。參見圖3。實例中，鐵芯的磁通性能靠鐵芯的組合材料來保證，鐵芯的徑向尺寸靠線切割加工來保證，鐵芯的軸向尺寸靠定形后的磨削加工來保證。圖4所示為一個組合式鐵芯實施的實例，鐵芯外徑148mm,內徑60. 6mm,軸向高度45mm。8個磁極,每個磁極上裝有一個線圈。該鐵 芯為一個徑向磁軸承的鐵芯。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合式徑向電磁軸承鐵芯，包括中間電磁鐵芯，其特征是：在中間電磁鐵芯面設置上電磁鐵芯，在中間電磁鐵芯下面設置下電磁鐵芯，中間電磁鐵芯、上電磁鐵芯和下電磁鐵芯通過鉚接件鉚接成一體；上電磁鐵芯和下電磁鐵芯的材料相同，為機械加工性能好的材料；中間電磁鐵芯的材料，為電磁性能好的材料；鉚接件采用非導磁的金屬材料。

【技術特征摘要】
1.一種組合式徑向電磁軸承鐵芯，包括中間電磁鐵芯，其特征是:在中間電磁鐵芯面設置上電磁鐵芯，在中間電磁鐵芯下面設置下電磁鐵芯，中間電磁鐵芯、上電磁鐵芯和下電磁鐵芯通過鉚接件鉚接成一體；上電磁鐵芯和下電磁鐵芯的材料相同，為機械加工性能好的材料；中間電磁鐵芯的材料，為電磁性能好的材料；鉚接件采用非導磁的金屬材料。2.根據權利要求1所述的一種組合式徑向...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：滕萬慶，任正義，李澤輝，吳杉偉，湯銀龍，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發(fā)明
國別省市：