CN103293860B - 磁铁块固定装置及磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁铁块固定装置以及磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法。所述磁铁块固定装置包括用于固定所述磁铁安装座的基座、以及固定在该基座上面的法兰座，所述法兰座上面安装有固定座和模具；还包括固定片。磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法利用了上述固定装置，在安装时，每排磁铁块分第一和第二部分依次安装在圆筒形的磁铁安装座上，且安装完成后磁铁块分上下多排排布在磁铁安装座的内圆周面上。本发明适用于小尺寸磁铁块的精密定位及安装，尤其适用于轴向设置两排磁铁块的磁浮重力补偿器。

Description

磁铁块固定装置及磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法

技术领域

本发明涉及一种磁铁块固定装置，以及运用该固定装置在磁浮重力补偿器中安装磁铁块的方法。

背景技术

应用于纳米精度半导体光刻设备中的精密运动台，常应用小型重力补偿器隔离机器振动、平衡微动台载重。这种设备一般有气浮及磁浮两种形式。磁浮重力补偿器，对加工精度要求较低、管路简单、占用空间小，得到越来越广泛的应用。在磁浮重力补偿器中，定子永久磁铁通常固定粘结于圆筒形定子座的内圆周面上。磁铁安装精度直接影响磁浮重力补偿器整体性能，这包括磁浮重力补偿器的输出力、输出扭矩及工作平稳性。为使磁浮重力补偿器提供良好的磁力线分布，要求磁铁水平向及垂向定位精准。磁铁异性磁极存在引力，在粘贴安装过程中，很难实现多块磁铁的同时粘贴，单块逐次粘贴又会造成工时浪费。

常用的磁铁安装方法是在定子壳体上加工出凸起或凹槽，利用游标卡尺或千分表等测量、定位，将磁铁直接粘于壳体上，此方法无法使磁铁块精确定位，无法实现多块磁铁的同时粘贴。

发明专利“具有永久磁铁的场磁铁电动机和永久磁铁的固定方法”(申请号：01104778.X，近藤浩章)提出了一种具有永久磁铁的场磁铁电动机，它能够在将永久磁铁粘接于定子壳体内圆周面上时防止多余粘合剂被压出并从永久磁铁的周缘滴下，并防止压出的粘合剂从永久磁铁径向朝内突出，尤其适合使用高磁通密度的薄型永久磁铁。此永久磁铁固定方法无磁铁定位装置，不能使磁铁块精确定位；无法实现多块磁铁的同时粘贴。

发明内容

本发明目的是：针对上述问题，提出一种磁铁块固定装置及磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法，本发明适用于小尺寸磁铁块的精密定位及安装，适用于轴向设置多排(特别是两排)磁铁块的磁浮重力补偿器。

本发明的技术方案是：一种磁铁块固定装置，用于在磁浮重力补偿器中安装圆弧形的磁铁块，所述磁浮重力补偿器具有圆筒形的磁铁安装座，安装完成后所述磁铁块位于磁铁安装座内圆周面上，所述磁铁块固定装置包括固定所述磁铁安装座的基座、以及固定在该基座上面的法兰座，所述法兰座上面安装有固定座和模具；还包括固定片。

所述固定座上制有与固定片配合的楔面。

所述固定片与所述固定座配合固定所述磁铁块。

所述磁铁安装座与基座通过螺钉及定位销固定，所述法兰座通过螺钉及定位销装在基座上，所述固定座通过螺钉装在法兰座上，所述模具通过螺钉及定位销装在法兰座上。

所述模具与法兰座之间设有连接座，模具与连接座之间、法兰座与连接座之间均通过螺钉及定位销固定安装。

一种磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法，使用了如上述的磁铁块固定装置，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将磁铁安装座通过螺钉及定位销安装在基座上；

步骤二：将法兰座通过螺钉及定位销安装在基座的第一安装位上；

步骤三：将固定座、模具通过螺钉安装在法兰座上；

步骤四：将第一部分磁铁块涂胶，放置在模具与磁铁安装座之间；

步骤五：将固定片放置在固定座与所述第一部分磁铁块之间，使所述第一部分磁铁块固定；

步骤六：待所述第一部分磁铁块与磁铁安装座完全黏合，依次取下固定片、模具。

还包括以下步骤：

步骤七：将法兰座通过螺钉及定位销安装在基座的第二安装位上；

步骤八：将第二部分磁铁块涂胶，放置在所述第一部分磁铁块之间的空隙间；

步骤九：将固定片放置在固定座与所述第二部分磁铁块之间，使所述第二部分磁铁块固定；

步骤十：待所述第二部分磁铁块与磁铁安装座完全黏合，依次取下固定片、固定座，完成磁铁安装座内圆周面上底排的磁铁安装。

重复步骤一至十，将所述步骤二中的法兰座安装在基座的第三安装位上；在所述步骤四中法兰座之上增设连接座，将固定座、模具通过螺钉安装在连接座上；将所述步骤八中法兰座安装在基座的第四安装位上；完成磁铁安装座内圆周面上上排的磁铁块安装。

本发明的优点是：本发明利用一种特殊的磁铁块固定装置，同时提供一种利用所述固定装置将圆弧形磁铁块分几部分依次安装在磁铁安装座上的方法，具有以下优点：

1、提高磁浮重力补偿器的磁铁定位精度，为其提供良好的磁力线分布；

2、可实现多块磁铁的同时粘贴，缩短磁铁粘贴工时；

3、方法设计符合实际加工制造的情况，安装时所利用的辅助工件拆装方便，可重复使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍：

图1是本实施例中底排第一部分的磁铁块安装演示图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是本实施例中底排第二部分的磁铁块安装演示图；

图4是图3的B-B向剖视图；

图5是本实施例中第二排第一部分的磁铁块安装演示图；

图6是图5的C-C向剖视图；

图7是本实施例中第二排第二部分的磁铁块安装演示图；

图8是图7的D-D向剖视图；

其中：a-第一安装位，b-第二安装位，c-第三安装位，d-第四安装位；

1-磁铁安装座，2-基座，3-磁铁块，4-法兰座，5-模具，6-固定座，7-固定片，8-连接座；

31-底排第一部分的磁铁块，32-底排第二部分的磁铁块，33-第二排第一部分的磁铁块，34-第二排第二部分的磁铁块。

具体实施方式

图1～图8出示了本实施例磁浮重力补偿器中圆弧磁铁块的安装方法，在安装时，每排磁铁块3分第一和第二部分依次安装在圆筒形的磁铁安装座1上，且安装完成后磁铁块分上下多排排布在磁铁安装座1的内圆周面上。本实施例以在圆筒形的磁铁安装座安装两排磁铁块进行说明。具体步骤如下：

步骤一：将磁铁安装座1通过螺钉及定位销安装在基座2上；

步骤二：将法兰座4通过螺钉及定位销安装在基座2的第一安装位a上；

步骤三：将固定座6、模具5通过螺钉安装在法兰座4上；

步骤四：将第一部分磁铁块涂胶后，放置在模具5与磁铁安装座1之间；

步骤五：将固定片7放置在固定座6与所述第一部分磁铁块之间，以固定住所述第一部分磁铁块；

步骤六：待所述第一部分磁铁块与磁铁安装座1完全黏合，依次取下固定片7、模具5。

其中步骤四，第一部分磁铁块即底排第一部分的磁铁块31的安装，如图1所示，所述底排第一部分的磁铁块31安装完成后位于磁铁安装座1内圆周面底排，且底排第一部分的磁铁块31相互之间隔开一定空隙以用于安装底排第二部分的磁铁块32。

上述步骤一～步骤六具体如图1和图2所示，将所述磁铁安装座1的底部用螺钉及定位销固定在基座2上，在基座上用螺钉及定位销安装一法兰座4并将该法兰座置于第一安装位a。在法兰座4上用螺钉安装固定座6，在法兰座4上用螺钉及定位销安装用于水平向定位底排第一部分的磁铁块31的模具5，所述模具5外轮廓呈圆形，环绕该模具的外圆周设有若干个间隔布置的磁铁块定位齿。将底排第一部分的磁铁块31涂胶后分别放置在模具5和磁铁安装座1之间(具体来说是放置在模具的磁铁定位齿与磁铁安装座之间)。法兰座4上表面用以磁铁安装座1内圆周面底排的磁铁块3垂向定位，同时定位模具5。模具5使磁铁安装座1内圆周面底排第一部分的磁铁块31水平向定位，并保证磁铁安装座1内圆周面底排排第二部分磁铁块32可利用已安装的底排第一部分的磁铁块31进行水平向定位；由于固定座6上加工有与固定片7配合的楔面，再将固定片7放置在固定座6和底排第一部分的磁铁块31之间从而将底排第一部分的磁铁块31块固定住，待底排第一部分的磁铁块31与磁铁安装座1完全黏合后，依次取下固定片7和模具5。

第一部分磁铁块安装结束后，按照下述步骤安装第二部分磁铁块：

步骤七：将法兰座4通过螺钉及定位销安装在基座2的第二安装位上；

步骤八：将第二部分磁铁块涂胶，放置在所述第一部分磁铁块之间的空隙间；

步骤九：将固定片7放置在固定座6与所述第二部分磁铁块之间，使所述第二部分磁铁块固定；

步骤十：待所述第二部分磁铁块与磁铁安装座1完全黏合，依次取下固定片7、固定座6，完成磁铁安装座内圆周面上底排的磁铁安装。

其中步骤八，第二部分磁铁块即底排第二部分的磁铁块32的安装，如图3所示，所述底排第二部分的磁铁块32安装完成后位于磁铁安装座1内圆周面下排，且位于底排第一部分的磁铁块31之间的空隙中。

上述步骤七～步骤十具体如图3、图4所示，把上述法兰座4从基座2卸掉后转动一个角度从新安装在基座上，使法兰座4处于第二安装位b，将底排第二部分的磁铁块32涂胶后分别放置在底排第一部分的磁铁块31之间的空隙中，再把固定片7放置在固定座6和第二部分磁铁块32之间从而使底排第二部分的磁铁块32固定住，待底排第二部分的磁铁块32与磁铁安装座1完全黏合后，依次取下固定片7和固定座6。

重复步骤一至步骤十，安装第二排磁铁块(第二排的磁铁块也分第一和第二两部分依次安装)。

如图5所示，第二排第一部分的磁铁块33安装完成后位于磁铁安装座1内圆周面上排(底排磁铁块的上部)，且第二排第一部分的磁铁块33相互之间隔开一定空隙以用于安装第二排第二部分的磁铁块34。同时在法兰座4上增设连接座8，将固定座6、模具5通过螺钉安装在连接座8上。

上述第二排第一部分的磁铁块33的具体安装方式如图5和图6所示：将法兰座4安装于基座2的第三安装位c上，并在在法兰座4上用螺钉及定位销安装一连接座8，将固定座6用螺钉安装在该连接座8上，在连接座8上用螺钉及定位销安装模具5，所述模具5外轮廓呈圆形，环绕该模具的外圆周设有若干个间隔布置的磁铁块定位齿。将第二排第一部分的磁铁块33涂胶后分别放置在模具5和磁铁安装座1之间(具体来说是放置在模具的磁铁定位齿与磁铁安装座之间)，固定片7放置在固定座6和第二排第一部分的磁铁块33之间从而将第二排第一部分的磁铁块33固定住，待第二排第一部分的磁铁块33与磁铁安装座1完全黏合后，依次取下固定片7和模具；

如图7所示，所述第二排第二部分的磁铁块34安装完成后位于磁铁安装座1内圆周面上排、底排磁铁块的上部，位于第二排第一部分的磁铁块33之间的空隙中。

上述第二排第二部分的磁铁块34的具体安装方法如图7和图8所示：将法兰座4安装在基座2的第四安装位d上，将第二排第二部分的磁铁块34涂胶后分别放置在第二排第一部分的磁铁块33之间的空隙中，再把固定片7放置在固定座6和第二排第二部分的磁铁块34之间从而将第二排第二部分的磁铁块固定住，待第二排第二部分的磁铁块34与磁铁安装座1完全黏合后，依次取下固定片7、基座2、法兰座4和连接座8。

当然，在磁浮重力补偿器中的圆弧磁铁块不仅仅局限于本实施例所述的“上下两排”。根据需要，磁浮重力补偿器中的磁铁块3也有可能分成上下3排、4排或5排布置在磁铁安装座1的内圆周面上(当然也有可能仅有1排)。不过，无论是在磁铁安装座1的内圆周面安装多少排磁铁块，我们都可安照前述步骤一～步骤十的方法来安装。比如：要安装1排磁铁块，我们就将待安装的磁铁块分成2部分依次安装；要安装4排磁铁块，我们就将待安装的磁铁块分成8部分依次安装。也就是说，如果要在磁浮重力补偿器中磁铁安装座1的内圆周面安装N/2排(N为正偶数)磁铁块，我们就将待安装的磁铁块分成N部分依次安装。其安装方法和上述步骤一～步骤十所述的方法总体构思一致。

需要说明的是：我们在安装第多排磁铁块时同样可以上述步骤一至步骤十中的设备，只需要更换成更高高度的连接座8，以满足安装要求。

在上述的步骤一至步骤十中：基座2上设有螺钉孔及销孔用以连接磁铁安装座1和法兰座4并使其定位；法兰座4上表面用以磁铁安装座1内圆周面底排的磁铁块3的垂向定位，同时定位模具5或连接座8；模具5使磁铁安装座1内圆周面每排的第一部分磁铁块水平向定位，并保证磁铁安装座1内圆周面每排的其余磁铁块可利用每排已安装的磁铁块3(即每排的第一部分磁铁块)进行水平向定位；磁铁安装座1内圆周面上排的磁铁块3依靠磁铁安装座1内圆周面下排的磁铁块3进行垂向定位；连接座8用于模具5的连接及定位；固定座6安装在法兰座4或连接座8上，固定座6上加工有和固定片7配合的楔面，固定片7另一端与磁铁块3贴合，保证磁铁块3与磁铁安装座1内圆周面贴紧。

由以上述内容不难看出，本实施例在介绍一种磁铁块安装方法的同时还公开一种磁铁块固定装置，这种磁铁块固定装置具有两种结构形式，其中，

第一种结构形式如图1和图2所示：

该磁铁块固定装置用于在磁浮重力补偿器中安装圆弧形的磁铁块3，所述磁浮重力补偿器具有圆筒形的磁铁安装座1，安装完成后所述磁铁块3位于磁铁安装座1内圆周面上。所述磁铁块固定装置包括固定在所述磁铁安装座1的基座2以及固定在该基座上面的法兰座4，所述法兰座4上面安装有固定座6和模具5，所述模具外轮廓呈圆形，围绕该模具的外圆周设有若干个间隔布置的磁铁块定位齿。

为了能更好地定位磁铁块3，本磁铁块固定装置还包括布置在固定座6与磁铁块3(磁铁块位于磁铁安装座内圆周面上)之间的固定片7，所述固定座6上制有与该固定片7配合的楔面。

上述磁铁安装座1底部与基座2通过螺钉及定位销固定，所述法兰座4通过螺钉及定位销装在基座2上，所述固定座6通过螺钉安装在法兰座4上，所述模具通过螺钉及定位销装在法兰座4上。

第二种结构形式如图1和图2所示：

该磁铁块固定装置包括固定在所述磁铁安装座1底部的基座2以及固定在该基座上面的法兰座4，所述法兰座4上面安装有连接座8，所述连接座上面安装有固定座6和模具，所述模具5整体呈圆形，围绕该模具外圆周设有若干个间隔布置的磁铁块定位齿。

为了能更好地定位磁铁块3，本磁铁块固定装置还包括布置在固定座6与磁铁块3之间的固定片7，所述固定座6上制有与该固定片7配合的楔面。

在第二种结构形式中，上述磁铁安装座1底部与基座2通过螺钉及定位销固定，所述法兰座4通过螺钉及定位销装在基座2上，所述连接座8通过螺钉及定位销安装在法兰座4上，所述固定座6通过螺钉安装在连接座8上，所述模具通过螺钉及定位销安装在连接座8上。

可见，第二种结构形式实际上是第一种结构形式的进一步优化，二者的主要不同之处在于：第二种结构形式的模具5、固定座6与法兰座4之间设有连接座8。

利用这种固定装置(包括上述两种结构形式)来安装磁铁块，克服了磁铁块间的引力及斥力，可实现多块磁铁的同时粘贴，缩短了磁铁粘贴工时；而且使定子座(即磁铁安装座)内圆周面上轴向装有多排磁铁块的磁浮重力补偿器的磁铁水平向及垂向定位精准，使其具有良好的输出力和输出扭矩，保证了工作平稳性。

当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磁铁块固定装置，用于在磁浮重力补偿器中安装圆弧形的磁铁块(3)，所述磁浮重力补偿器具有圆筒形的磁铁安装座(1)，安装完成后所述磁铁块(3)位于磁铁安装座(1)内圆周面上，其特征在于：所述磁铁块固定装置包括固定所述磁铁安装座(1)的基座(2)、以及固定在该基座上面的法兰座(4)，所述法兰座(4)上面安装有固定座(6)和模具(5)；还包括固定片(7)；所述法兰座(4)使所述磁铁块(3)垂向定位；所述模具(5)使所述磁铁块(3)水平向定位，所述模具(5)外轮廓呈圆形，环绕所述模具(5)的外圆周设有若干个间隔布置的磁铁块定位齿；所述固定片(7)与所述固定座(6)配合固定所述磁铁块(3)。

2.根据权利要求1所述的磁铁块固定装置，其特征在于：所述固定座(6)上制有与固定片(7)配合的楔面。

3.根据权利要求1或2所述的磁铁块固定装置，其特征在于：所述磁铁安装座(1)与基座(2)通过螺钉及定位销固定，所述法兰座(4)通过螺钉及定位销装在基座(2)上，所述固定座(6)通过螺钉装在法兰座(4)上，所述模具通过螺钉及定位销装在法兰座(4)上。

4.根据权利要求3所述的磁铁块固定装置，其特征在于：所述模具与法兰座(4)之间设有连接座(8)，模具与连接座之间、法兰座与连接座之间均通过螺钉及定位销固定安装。

5.一种磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法，使用了如上述任意一项权利要求所述的磁铁块固定装置，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将磁铁安装座通过螺钉及定位销安装在基座上；

步骤二：将法兰座通过螺钉及定位销安装在基座的第一安装位上；

步骤三：将固定座、模具通过螺钉安装在法兰座上；

步骤四：将第一部分磁铁块涂胶，放置在模具与磁铁安装座之间；

步骤五：将固定片放置在固定座与所述第一部分磁铁块之间，使所述第一部分磁铁块固定；

步骤六：待所述第一部分磁铁块与磁铁安装座完全黏合，依次取下固定片、模具。

6.一种如权利要求5所述的磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法，其特征在于还包括以下步骤：

步骤七：将法兰座通过螺钉及定位销安装在基座的第二安装位上；

步骤八：将第二部分磁铁块涂胶，放置在所述第一部分磁铁块之间的空隙间；

步骤九：将固定片放置在固定座与所述第二部分磁铁块之间，使所述第二部分磁铁块固定；

步骤十：待所述第二部分磁铁块与磁铁安装座完全黏合，依次取下固定片、固定座，完成磁铁安装座内圆周面上底排的磁铁安装。

7.一种如权利要求6所述的磁浮重力补偿器中磁铁块的安装方法，其特征在于：重复步骤一至步骤十，将所述步骤二中的法兰座安装在基座的第三安装位上；在所述步骤四中法兰座之上增设连接座，将固定座、模具通过螺钉安装在连接座上；将所述步骤八中法兰座安装在基座的第四安装位上；完成磁铁安装座内圆周面上上排的磁铁块安装。