CN102118084B - 一种永磁体的组装装置和组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁体的组装装置，该组装装置包括永磁体推入夹具，该永磁体推入夹具包括左固定支架、右固定支架、转轴和丝杠组件；所述丝杠组件包括丝杠、滑杆、滑动推压块和转动装置；所述永磁体的组装装置还包括永磁体引导限位架。本发明还提供了使用本发明提供的永磁体的组装装置组装永磁体的方法。本发明提供的永磁体的组装装置和组装方法既可以保证永磁体单元的准确定位，又可以极大地减缓了永磁体单元在接触到转子磁轭前产生的强大冲击吸引力，使永磁体单元平稳过渡到转子磁轭上，减少了磕碰现象的发生，保证了生产的安全，产品合格率大幅提升。

Description

一种永磁体的组装装置和组装方法

技术领域

本发明涉及一种永磁体的组装装置和组装方法，尤其涉及适用于各种大、中型永磁器件的永磁体的组装装置和组装方法。

背景技术

近年来，随着烧结钕铁硼、钐钴、铁氧体等永磁材料性价比的提高，各种大、中型永磁器件的开发和应用进入了一个新的阶段。

对于绝大多数永磁器件，为充分利用永磁体的磁性能，往往需要将永磁体安装在由软磁性材料制作的转子磁轭中，由永磁体与转子磁轭构成所谓的“磁回路”。对于各种大、中型永磁器件而言，一般是将一个个尺寸较小的永磁体单元充磁后，陆续装配到转子磁轭的指定位置上，最终由多个永磁体单元拼接形成一个满足设计要求的大尺寸的永磁体。

由于在装配过程中，永磁体单元不仅会受到软磁性的转子磁轭对永磁体单元产生的巨大吸引力，同时，永磁体单元之间的斥力也很大。特别是当安装过程中的永磁体单元在刚刚进入转子磁轭时，转子磁轭会对永磁体单元产生强大的冲击吸引力。这样，一方面容易造成永磁体的损坏，另一方面会严重降低永磁体单元在转子磁轭中的安装精度。特别是，用粉末冶金方法制造的烧结钕铁硼、钐钴、铁氧体等现代永磁材料都是脆性很大的材料，这种强大的冲击吸引力容易造成碎裂的磁体向外飞溅，造成人身安全事故。

所以，对于各种大、中型永磁器件中的永磁体单元的装配，必须采用专门的装置，才能确保装配工艺的安全性、提高装配精度和生产效率。尤其是，一旦永磁体单元在组装过程中发生破损，已破损的永磁体单元及其碎片会牢固地吸附在转子磁轭上，要将其取出来并清理干净往往是非常费力、费时的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种可以抵消部分永磁体单元在进入转子磁轭前到接触转子磁轭时的短距离内所产生强大的冲击吸引力，确保避免永磁体单元破损并防止危及人身安全永磁体的组装装置和组装方法，永磁体的组装装置和组装方法可以使永磁体定位准确，并可以提高生产效率和永磁器件的质量。

为此，本发明提供了一种永磁体的组装装置，该组装装置包括永磁体推入夹具，该永磁体推入夹具包括右固定支架、转轴和丝杠组件，其中，右固定支架设置在电机轴的右侧，转轴位于右固定支架上，丝杠组件可以绕转轴抬起或落下；所述丝杠组件包括丝杠、滑杆、滑动推压块和转动装置，丝杠和滑杆互相平行、且它们的两端分别固定有左端板和右端板，丝杠组件的右端板与转轴可转动地连接，滑动推压块同时可滑动地套设在相互平行的丝杠和滑杆上，转动装置安装在丝杠位于右端板一侧的端部，可以带动丝杠转动，在丝杠组件上还在滑动推压块的两侧各设有一个套设在丝杠上的螺套；所述永磁体的组装装置还包括永磁体引导限位架。

优选地，所述的永磁体引导限位架包括设置在该永磁体引导限位架下部的固定部分和设置在该永磁体引导限位架上部的永磁体引导限位通道，该永磁体引导限位通道的纵截面为封闭的、或上部敞开的，且永磁体引导限位通道内部的形状与待组装的永磁体单元的外形相匹配。

优选地，所述的永磁体引导限位架还包括辅助导磁体，所述的辅助导磁体位于永磁体引导限位通道的底表面、或者位于磁体引导限位通道底表面的下方。

优选地，所述辅助导磁体位于永磁体引导限位通道底表面的下方，所述的辅助导磁体的上表面与永磁体引导限位通道的底表面平行、或者与永磁体引导限位通道的底表面成角度。

优选地，所述的辅助导磁体的数量为一个或多个，该辅助导磁体的横截面形状是中心对称的，且与磁体引导限位通道底表面的中心线呈对称分布。

优选地，所述滑动推压块的下侧设有与待组装的永磁体单元的接触面相匹配的凹槽。

优选地，在螺套和/或滑动推压块上位于所述的螺套与滑动推压块接触的位置设有减压垫，在滑动推压块上与待组装永磁体单元接触的一侧设有缓冲垫，所述的转动装置可以是摇杆或电机。

优选地，所述的永磁体的组装装置还包括永磁体推入压杆，该永磁体推入压杆包括推力杆、压力杆和固定底座，推力杆的一端可转动地固定在固定底座上；压力杆的一端可转动地固定在推力杆上；固定底座安装在电机轴上并位于左固定支架的左侧。

本发明还提供了一种使用本发明提供的永磁体的组装装置组装永磁体的方法，该组装方法包括，推动该永磁体单元在辅助导磁体的作用下穿过永磁体引导限位通道，全部移动到转子磁轭上；然后将预先抬起的永磁体推入夹具放下，使滑动推压块上的凹槽对准待组装的永磁体单元，转动所述转动装置带动丝杠旋转，通过螺套推动在丝杠和固定滑杆上双杆定位的滑动推压块移动，滑动推压块将待组装的永磁体单元推到转子磁轭上预定的粘接部位胶粘固定。

优选地，所述推动该永磁体单元穿过永磁体引导限位通道、全部移动到转子磁轭上的方法包括：将待组装的永磁体单元放在永磁体引导限位架的永磁体引导限位通道的入口处，将压力杆的自由端抵着该永磁体单元，在推力杆的自由端施加力来推动压力杆，随后压力杆推动该永磁体单元穿过永磁体引导限位通道、全部移动到转子磁轭上。

根据本发明提供的永磁体的组装装置，本发明通过采用起前段过渡引导的永磁体引导限位架并在其中装入辅助导磁体，既可以保证永磁体单元的准确定位，又可以极大地减缓永磁体单元在接触到转子磁轭前的短距离内产生的强大冲击吸引力，使永磁体单元平稳移动到转子磁轭上，减少了磕碰等现象的发生，保证了生产及人身的安全，产品合格率大幅提升；同时利用永磁体推入压杆将永磁体单元从永磁体引导限位架送入转子磁轭位置上，减少了手工操作，进一步提高生产效率；在滑动推压块上增加定位凹槽，使永磁体单元的移动更加平稳，定位更加准确。

附图说明

图1是本发明的永磁体的组装装置的永磁体推入夹具在准备状态下的结构示意图；

图2是本发明的永磁体的组装装置的永磁体推入夹具在工作状态下的结构示意图；

图3A是滑动推压块的主视结构示意图；

图3B是滑动推压块的右视结构示意图；

图4A是永磁体引导限位架的主视结构示意图；

图4B是永磁体引导限位架的左视结构示意图；

图5是本发明一种实施方式的永磁体引导限位架的左视结构示意图；

图6是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的左视结构示意图；

图7是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的左视结构示意图；

图8是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的左视结构示意图；

图9是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的左视结构示意图；

图10是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的主视剖面结构示意图；

图11是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的主视剖面结构示意图；

图12是本发明另一种实施方式的永磁体引导限位架的主视剖面结构示意图；

图13是说明在永磁体的组装过程中永磁体前进方向的吸引力、垂直方向的吸引力与前进路程关系的对比曲线。

其中，1-永磁体单元；2-永磁体引导限位架；3-转子磁轭；4-辅助导磁体；5-左固定支架；6-电机轴；7-左端板；8-固定滑杆；9-螺套；10-滑动推压块；11-减压垫；12-缓冲垫；13-丝杠；14-右固定支架；15-转动装置；16-转轴；17-右端板；18-压力杆；19-推力杆；20-固定底座；21-固定部分，22-永磁体引导限位通道，23-凹槽。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明的永磁体的组装装置及方法。

图1为本发明的永磁体的组装装置的永磁体推入夹具在准备状态下的结构示意图，图2是本发明的永磁体的组装装置的永磁体推入夹具在工作状态下的结构示意图。

如图1、2所示，本发明的永磁体的组装装置包括永磁体推入夹具、永磁体引导限位架和永磁体推入压杆，该永磁体推入夹具包括左固定支架5，右固定支架14，转轴16和丝杠组件。左固定支架5和右固定支架14分别设置在电机轴6的左侧和右侧，转轴16位于右固定支架14上，丝杠组件可以绕转轴16抬起或落下。其中，左固定支架5可以设置也可以不设置。

丝杠组件包括丝杠13、滑杆8，滑动推压块10和转动装置15。丝杠13和滑杆8互相平行、且它们的两端分别固定有左端板7和右端板17，丝杠组件的右端板17与转轴16可转动地连接，左端板7和右端板17还起到限定滑动推压块10在丝杠13和滑杆8的长度区域内移动的作用，滑动推压块10同时可滑动地套设在相互平行的丝杠13和滑杆8上，丝杠组件可以带动滑动推压块10滑动，由此推动待组装的永磁体单元1到达指定位置。转动装置15安装在丝杠13位于右端板17一侧的端部，可以带动丝杠13转动。在丝杠组件上还在滑动推压块10的两侧各设有一个套设在丝杠13上的螺套9，两个螺套9夹住滑动推压块10，限定滑动推压块10只能随螺套9在丝杠13上滑动。所述的转动装置15可以是摇杆或电机。

在优选情况下，在螺套9和/或滑动推压块10上位于所述的螺套9与滑动推压块10接触的位置设有减压垫11，在滑动推压块10上与待组装永磁体单元接触的一侧设有缓冲垫12，减压垫11和缓冲垫12均具有缓冲压力、减少对永磁体的损坏的作用。

图3A和图3B分别为滑动推压块的主视结构示意图和右视结构示意图。如图3A和图3B所示，滑动推压块10的下侧设有与待组装的永磁体单元1接触的表面相匹配的凹槽23，该凹槽23可以将永磁体单元1容纳其中，使得滑动推压块10在推动永磁体单元1的过程中永磁体单元1的运动轨迹保持平稳，不会发生由于永磁体单元1的运动轨迹发生变化而与周边物体发生碰撞，保持永磁体单元1的完好且不受损坏，同时保证永磁体单元1的粘接面不会发生错位。

如图1、2所示，本发明的永磁体的组装装置还包括永磁体引导限位架2，该永磁体引导限位架2可以设置在左固定支架5上，如图1、2所示，也可以直接固定在转子磁轭3上，如图4A、4B、8、以及图10-12所示。图4A和4B分别为永磁体引导限位架2的主视结构示意图和左视结构示意图。如图4A和图4B所示，永磁体引导限位架2包括设置在该永磁体引导限位架2下部的固定部分21和设置在该永磁体引导限位架2上部的永磁体引导限位通道22，该永磁体引导限位通道22的截面为闭合的环形，如图4B、6、8所示，也可以是开放的U形，如图5、7、9所示。但无论是哪种形式，永磁体引导限位通道22的截面形状与待组装的永磁体单元的截面形状相匹配，以保证永磁体单元1顺利通过永磁体引导限位通道22，并同时保证永磁体单元1准确进入转子磁轭3上的预定位置。

永磁体引导限位通道22的底表面一侧(靠近转子磁轭3的一侧)嵌有至少一条辅助导磁体4，所述的辅助导磁体4可以嵌入在永磁体引导限位通道22的底表面上、即辅助导磁体4上表面与永磁体引导限位通道22的底表面在一个平面上，如图5、6和7所示；或者可以嵌入永磁体引导限位通道22底表面的下方、如图8、9、10、11、12所示，且辅助导磁体4与永磁体引导限位通道22的底表面既可以平行，如图10所示，也可以保持一个锐角，如图11所示。辅助导磁体4的侧面还可以为图12所示的斜面。

辅助导磁体4的数量为一个时，所述辅助导磁体4的长度方向与永磁体引导限位通道22底表面的长度方向同轴，如图6、7、8和9所示。所述的辅助导磁体4的数量为多个时，所述辅助导磁体4长度方向的轴线与永磁体引导限位通道22底表面长度方向的轴线呈对称分布。辅助导磁体4为奇数时辅助导磁体4的分布结构见图4B，辅助导磁体4为偶数时辅助导磁体4的分布结构见图5。

辅助导磁体4的材料为导磁材料，它可以是钢、铁、导磁不锈钢或其他导磁材料，本发明并不限定辅助导磁体4的横截面的形状，但此横截面的形状优选是中心对称的。

辅助导磁体4的作用是减缓永磁体单元1在进入电机转子磁轭3前到接触到转子磁轭的短距离内所产生的强大冲击吸引力，起到平稳过渡的作用。

图13是通过有限元计算的在加设辅助导磁体和未加设辅助导磁体两种情况下永磁体单元1在前进方向和垂直方向上所受吸引力的对比图。图中曲线1、2为未加设辅助导磁体时永磁体单元在前进方向和垂直方向所受吸引力的变化曲线，曲线3、4为加设辅助导磁体后永磁体单元在前进方向和垂直方向所受吸引力的变化曲线。其中X轴表示永磁体单元1通过永磁体引导限位架2进入转子磁轭3的行进距离，O点为永磁体引导限位架2与转子磁轭3的交界点。

从图13中可以看出，加设辅助导磁体4后，永磁体单元1在垂直方向所受吸引力增加，且在交界点O处垂直方向受力增加非常明显，同时受力随移动距离增加的趋势更加平稳(曲线4与曲线2对比)；增加辅助导磁体4后，永磁体单元1在前进方向上所受吸引力在达到交界点O之前和远离交界点O之后都有些增加，而在交界点O处所受吸引力减小，使得永磁体单元1在整个移动过程中在前进方向上所受吸引力变得较为平稳，没有大的波动。这是由于在增加辅助导磁体4后，永磁体单元1与永磁体引导限位通道22的底表面摩擦力逐渐加大，抵消了前进方向上的吸引力，使得永磁体单元1可以平稳过渡到转子磁轭3上，有效避免永磁体单元1受到冲击破损，从而确保人身安全，提高生产效率。

根据本发明的一个优选的实施方式，如图1和图2所示，本发明的永磁体的组装装置还包括永磁体推入压杆，该永磁体推入压杆包括推力杆19、压力杆18和固定底座20，推力杆19的一端可转动地固定在固定底座20上，即推力杆19的一端可绕该固定点转动；压力杆18的一端可转动地固定在推力杆19上，即压力杆18可绕该固定点转动；固定底座20安装在电机轴6上并位于左固定支架5的左侧。当需要推动永磁体单元1时，将压力杆18的自由端抵着永磁体单元1，在推力杆19的自由端施加力，压力杆18即可借助推力杆19的推力将永磁体单元1向前推动。

在优选情况下，利用本发明提供的永磁体的组装装置对永磁体进行组装的方法如下：

将充磁后的永磁体单元1放到永磁体引导限位架2的永磁体引导限位通道22的入口处，将永磁体推入压杆的压力杆18的自由端抵着永磁体单元1，在推力杆19的自由端施加推力，压力杆18即可借助推力杆19的推力并在辅助导磁体4的作用下将永磁体单元1向前推动。随后永磁体单元1穿过永磁体引导限位通道22，越过永磁体引导限位架与转子磁轭3的交界点，全部移动到转子磁轭3上。这种推送过程也可以不通过永磁体推入压杆进行而仅通过手工完成。

然后将预先抬起一定角度的永磁体推入夹具放下，使滑动推压块10上的凹槽23对准永磁体单元1，转动所述转动装置15带动丝杠13旋转，通过螺套9推动在丝杠13和固定滑杆8双杆定位的滑动推压块10移动，滑动推压块10将待组装的永磁体单元1平稳地推到待粘接部位胶粘固定。

本发明通过在永磁体组装过程中采用起前段过渡引导作用的永磁体引导限位架并在其中装入辅助导磁体，即可以保证永磁体单元的准确定位，又可以极大地减缓永磁体单元在接触到转子磁轭前的短距离内产生的强大冲击吸引力，使永磁体单元平稳过渡到转子磁轭上，减少了磕碰等现象的发生，保证了生产的安全，产品合格率大幅提升；同时在优选情况下利用永磁体推入压杆将永磁体单元从永磁体引导限位架送入转子磁轭位置上，减少了手工操作，进一步提高生产效率；在滑动推压块上增加定位凹槽，使永磁体单元的移动更加平稳，定位更加准确。

Claims (8)

1.一种永磁体的组装装置，该组装装置包括永磁体推入夹具，该永磁体推入夹具包括右固定支架(14)、转轴(16)和丝杠组件，其中，右固定支架(14)设置在电机轴(6)的右侧，转轴(16)位于右固定支架(14)上，丝杠组件可以绕转轴(16)抬起或落下；所述丝杠组件包括丝杠(13)、滑杆(8)、滑动推压块(10)和转动装置(15)，丝杠(13)和滑杆(8)互相平行、且它们的两端分别固定有左端板(7)和右端板(17)，丝杠组件的右端板(17)与转轴(16)可转动地连接，滑动推压块(10)同时可滑动地套设在相互平行的丝杠(13)和滑杆(8)上，转动装置(15)安装在丝杠(13)位于右端板(17)一侧的端部，可以带动丝杠(13)转动，在丝杠组件上在滑动推压块(10)的两侧各设有一个套设在丝杠(13)上的螺套(9)；其特征在于：所述永磁体的组装装置还包括永磁体引导限位架(2)；所述的永磁体引导限位架(2)包括设置在该永磁体引导限位架(2)下部的固定部分(21)和设置在该永磁体引导限位架(2)上部的永磁体引导限位通道(22)，该永磁体引导限位通道(22)为封闭的、或上部敞开的，且永磁体引导限位通道(22)内部的形状与待组装的永磁体单元的外形相匹配；

所述的永磁体引导限位架(2)还包括辅助导磁体(4)，所述的辅助导磁体(4)位于永磁体引导限位通道(22)的底表面、或者位于永磁体引导限位通道(22)底表面的下方。

2.如权利要求1所述的永磁体的组装装置，其特征在于：所述辅助导磁体(4)位于永磁体引导限位通道(22)底表面的下方，所述的辅助导磁体(4)的上表面与永磁体引导限位通道(22)的底表面平行、或者与永磁体引导限位通道(22)的底表面成角度。

3.如权利要求1所述的永磁体的组装装置，其特征在于：所述的辅助导磁体(4)的数量为一个或多个，该辅助导磁体(4)的横截面形状是中心对称的，且与磁体引导限位通道(22)底表面的中心线呈对称分布。

4.如权利要求1所述的永磁体的组装装置，其特征在于：所述滑动推压块(10)的下侧设有与待组装的永磁体单元接触的表面相匹配的凹槽(23)。

5.如权利要求4所述的永磁体的组装装置，其特征在于：在螺套(9)和／或滑动推压块(10)上位于所述的螺套(9)与滑动推压块(10)接触的位置设有减压垫(11)，在滑动推压块(10)上与待组装永磁体单元接触的一侧设有缓冲垫(12)，所述的转动装置(15)是摇杆或电机。

6.如权利要求4或5所述的永磁体的组装装置，其特征在于：所述该永磁体推入夹具还包括左固定支架(5)，所述左固定支架(5)设置在电机轴(6)的左侧；所述永磁体的组装装置还包括永磁体推入压杆，该永磁体推入压杆包括推力杆(19)、压力杆(18)和固定底座(20)；推力杆(19)的一端可转动地固定在固定底座(20)上，压力杆(18)的一端可转动地固定在推力杆(19)上，固定底座(20)安装在电机轴(6)上并位于左固定支架(5)的左侧。

7.一种使用权利要求4-6中任一所述的永磁体的组装装置组装永磁体的方法，其特征在于：该组装方法包括，

推动永磁体单元在辅助导磁体(4)的作用下穿过永磁体引导限位通道(22)，全部移动到转子磁轭(3)上；

然后将预先抬起的永磁体推入夹具放下，使滑动推压块(10)上的凹槽(23)对准待组装的永磁体单元，转动所述转动装置(15)带动丝杠(13)旋转，通过螺套(9)推动在丝杠(13)和固定滑杆(8)上双杆定位的滑动推压块(10)移动，滑动推压块(10)将待组装的永磁体单元推到转子磁轭(3)上预定的粘接部位胶粘固定。

8.如权利要求7所述的永磁体的组装装置，其特征在于：所述推动永磁体单元穿过永磁体引导限位通道(22)、全部移动到转子磁轭(3)上的方法包括：

将待组装的永磁体单元放在永磁体引导限位架(2)的永磁体引导限位通道(22)的入口处，将压力杆(18)的自由端抵着该永磁体单元，在推力杆(19)的自由端施加力来推动压力杆(18)，随后压力杆(18)推动永磁体单元穿过永磁体引导限位通道(22)、全部移动到转子磁轭(3)上。

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