CN106935356A - 一种带导向的自保持电磁铁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电磁铁技术领域，尤其是指一种带导向的自保持电磁铁，包括壳体、装设于壳体底部的固定铁芯、装设于壳体顶部的固定座及自润轴承、装设于壳体内部的电磁轴、装设于电磁轴的永磁铁及滑动连接于电磁轴内的动铁芯，所述电磁轴的两端分别接触固定铁芯及固定座，所述动铁芯的一端连接有导向杆，所述导向杆滑动连接于自润轴承内，所述动铁芯的另一端连接有推杆，所述推杆突伸至固定铁芯的外部。本电磁铁的动铁芯连接有导向杆，在动铁芯伸出或缩回时起到导向的作用，避免动铁芯在永磁铁的吸引下发生倾斜，防止动铁芯与电磁轴直接接触而引起电磁轴摩擦起粉或尺寸变异现象，使动铁芯正常伸缩，使电磁铁的正常工作，延长电磁铁的使用寿命。

Description

一种带导向的自保持电磁铁
技术领域
本发明涉及电磁铁技术领域，尤其是指一种带导向的自保持电磁铁。
背景技术
电磁铁使一种通电产生电磁的装置，在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性。电磁铁广泛应用在医疗器械、食品机械、纺织机械等各种领域中。
中国专利申请号为：201511012946.0公开了一种封闭式自保持电磁铁，其电磁铁的滑动铁芯伸出后，切断电源，永磁铁将滑动铁芯定位在伸出的位置；滑动铁芯缩回后，切断电源，永磁铁将滑动铁芯定位在缩回的位置，其大大节省了电磁铁所使用的电能，但动铁芯在永磁铁的作用下容易发生偏心，导致动铁芯在工作时与电磁圈发生摩擦，从而产生粉尘，不但降低了电磁铁的使用寿命，还会导致动铁芯卡滞而使电磁铁不能正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带导向的自保持电磁铁。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种带导向的自保持电磁铁，其包括壳体、装设于壳体底部的固定铁芯、装设于壳体顶部的固定座及自润轴承、装设于壳体内部的电磁轴、装设于电磁轴的永磁铁及滑动连接于电磁轴内的动铁芯，所述电磁轴的两端分别接触固定铁芯及固定座，所述动铁芯的一端连接有导向杆，所述导向杆滑动连接于自润轴承内，所述动铁芯的另一端连接有推杆，所述推杆突伸至固定铁芯的外部。
进一步地，所述电磁轴包括轴架及缠绕于轴架的第一线圈和第二线圈，所述永磁铁装设于第一线圈和第二线圈之间，所述第一线圈和第二线圈均连接于外接线，所述轴架的两端分别接触固定铁芯及固定座，所述固定座采用铝或不锈钢或塑胶制成。
进一步地，所述轴架包括第一绕线部、连接于第一绕线部的磁铁部及连接于磁铁部的第二绕线部，所述第一线圈缠绕于第一绕线部，所述第二线圈缠绕于第二绕线部，所述永磁铁装设于磁铁部。
进一步地，所述磁铁部设置有若干容置槽。
进一步地，所述自润轴承装设于固定座的内部。
进一步地，所述固定座包括主体部及连接于主体部的限位部，所述主体部设置有容设动铁芯的滑槽。
进一步地，所述带导向的自保持电磁铁还包括盖设于壳体的端盖，所述端盖设置有与限位部配合的通孔。
进一步地，所述壳体的一端设置有若干齿块，所述端盖设置有与齿块配合的缺口。
进一步地，所述动铁芯的化学成分按照重量百分比计包括：C：0.025wt%以下，Si：0.90 wt%～1.80wt%，Mn：1.50 wt%～2.50wt%，P：0.20wt%以下，S：0.020wt%以下，Al：0.15wt%～0.50wt%，Cr：1.55 wt%～1.85wt%，Ni：0.20wt%～1.80 wt%，Cu：2.25 wt%～2.75wt%，Zn：1.02 wt%～1.30wt%，Zr：0.30 wt%～0.70 wt%，Sb：0.35 wt%～0.66 wt%，其余为铁。
进一步地，所述动铁芯的平均晶粒在60～100μm，磁感B50为1.80T以上，铁损P1.5/50小于2.70W/Kg。
本发明的有益效果：电磁铁不工作时，导向杆使动铁芯处在竖直状态，避免动铁芯在永磁铁的吸引下发生倾斜，保证动铁芯的正常工作；电磁铁工作时，固定铁芯固定在壳体底部，固定座与壳体接触，固定铁芯和固定座均通过壳体与永磁铁形成同一磁路，使固定铁芯与固定座产生磁性，且固定铁芯与固定座的磁极不同，电磁轴接通电源后，动铁芯发生磁化，动铁芯的磁极与固定铁芯的磁极相同，根据磁场同性相斥的原理，动铁芯和导向杆分别沿着电磁轴和自润轴承滑动并伸出，动铁芯与固定座抵接，此时切断电磁轴的电源，永磁铁将动铁芯定位在伸出的位置，确保动铁芯不会缩回；当需要将动铁芯缩回时，在电磁轴上接通相反的电压或电流，动铁芯发生磁化，动铁芯的磁极与固定铁芯的磁极相反，根据磁场异性相吸的原理，固定铁芯吸引动铁芯，动铁芯和导向杆分别沿着电磁轴和自润轴承滑动并缩回，动铁芯与固定铁芯抵接，此时切断电磁轴的电源，永磁铁将动铁芯定位在缩回的位置。其中，自润轴承起到润滑和导向的作用，减少导向杆的磨损，防止电磁铁内部产生粉尘，便于导向杆的伸出或缩回，延长导向杆的使用寿命。在动铁芯伸出或缩回的过程中，导向杆起到导向的作用，便于动铁芯的移动，同时避免动铁芯被永磁铁吸引而倾斜，防止动铁芯在伸出或缩回的过程中与电磁轴发生摩擦，从而在电磁轴内产生尘埃，保证电磁铁的正常工作，延长电磁铁的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的全剖视图。
图3为本发明的分解结构示意图。
附图标记说明：
1、壳体；11、齿块；2、固定铁芯；3、自润轴承；4、电磁轴；41、轴架；
411、第一绕线部；412、磁铁部；4121、容置槽；413、第二绕线部；
42、第一线圈；43、第二线圈；5、永磁铁；6、动铁芯；61、导向杆；
62、推杆；7、固定座；71、主体部；711、滑槽；72、限位部；8、端盖；
81、通孔；82、缺口。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1。
如图1至图3所示，本发明提供的一种带导向的自保持电磁铁，其包括壳体1、装设于壳体1底部的固定铁芯2、装设于壳体1顶部的固定座7及自润轴承3、装设于壳体1内部的电磁轴4、装设于电磁轴4的永磁铁5及滑动连接于电磁轴4内的动铁芯6，所述电磁轴4的两端分别接触固定铁芯2及固定座7，所述固定铁芯2、固定座7分别用于抵接动铁芯6的两端，所述动铁芯6的一端连接有导向杆61，所述导向杆61滑动连接于自润轴承3内，所述动铁芯6的另一端连接有推杆62，所述推杆62突伸至固定铁芯2的外部。
电磁铁不工作时，导向杆61使动铁芯6处在竖直状态，避免动铁芯6在永磁铁5的吸引下发生倾斜，保证动铁芯6的正常工作；电磁铁工作时，固定铁芯2固定在壳体1底部，固定座7与壳体接触，固定铁芯2和固定座7均通过壳体1与永磁铁5形成同一磁路，使固定铁芯2与固定座7产生磁性，且固定铁芯2与固定座7的磁极不同，电磁轴4接通电源后，动铁芯6发生磁化，动铁芯6的磁极与固定铁芯2的磁极相同，根据磁场同性相斥的原理，动铁芯6和导向杆61分别沿着电磁轴4和自润轴承3滑动并伸出，动铁芯6与固定座7抵接，此时切断电磁轴4的电源，永磁铁5将动铁芯6定位在伸出的位置，确保动铁芯6不会缩回；当需要将动铁芯6缩回时，在电磁轴4上接通相反的电压或电流，动铁芯6发生磁化，动铁芯6的磁极与固定铁芯2的磁极相反，根据磁场异性相吸的原理，固定铁芯2吸引动铁芯6，动铁芯6和导向杆61分别沿着电磁轴4和自润轴承3滑动并缩回，动铁芯6与固定铁芯2抵接，此时切断电磁轴4的电源，永磁铁5将动铁芯6定位在缩回的位置。其中，自润轴承3起到润滑和导向的作用，减少导向杆61的磨损，防止电磁铁内部产生粉尘，便于导向杆61的伸出或缩回，延长导向杆61的使用寿命。在动铁芯6伸出或缩回的过程中，导向杆61起到导向的作用，便于动铁芯6的移动，同时避免动铁芯6被永磁铁5吸引而倾斜，防止动铁芯6在伸出或缩回的过程中与电磁轴4发生摩擦，从而在电磁轴4内产生尘埃，保证电磁铁的正常工作，延长电磁铁的使用寿命。
本实施例中，所述电磁轴4包括轴架41及缠绕于轴架41的第一线圈42和第二线圈43，所述永磁铁5装设于第一线圈42和第二线圈43之间，所述第一线圈42和第二线圈43均连接于外接线，轴架41的两端分别接触固定铁芯2及固定座7，所述固定座7采用铝或不锈钢或塑胶制成；具体地，第一线圈42与第二线圈43相互靠近的一端相互连接形成公共端，第一线圈42的另一端连接于正极线，第二线圈43的另一端连接于负极线，通过改变通入第一线圈42和第二线圈43的电流方向，使第一线圈42和第二线圈43的磁性改变，从而改变动铁芯6的工作状态，使动铁芯6伸出或缩回。当然，所述固定座7也可以采用铜等不导磁材料制成。
本实施例中，所述轴架41包括第一绕线部411、连接于第一绕线部411的磁铁部412及连接于磁铁部412的第二绕线部413，作为优选，所述第一绕线部411、磁铁部412及第二绕线部413为一体成型；所述第一线圈42缠绕于第一绕线部411，所述第二线圈43缠绕于第二绕线部413，所述永磁铁5装设于磁铁部412，具体的，所述第一绕线部411的长度大于第二绕线部413的长度，即第一线圈42的绕线圈数大于第二线圈43的绕线圈数，当第一线圈42通电后，确保动铁芯6能快速地滑动至缩回的位置。当然，第一绕线部411的长度与第二绕线部413的长度亦可相等或者近似相等。
本实施例中，所述磁铁部412设置有若干容置槽4121，磁铁部412沿周向均匀设置有四个容置槽4121，所述容置槽4121大致呈长方体，呈长方体的永磁铁5装设于容置槽4121中，使永磁铁5的安装更加稳定。
本实施例中，所述自润轴承3装设于固定座7的内部；具体地，所述固定座7包括主体部71及连接于主体部71的限位部72，所述主体部71设置有容设动铁芯6的滑槽711，便于动铁芯6的伸出或缩回，同时对动铁芯6起到导向、定位的作用，动铁芯6伸出时抵接于固定座7。
本实施例中，所述带导向的自保持电磁铁还包括盖设于壳体1的端盖8，所述端盖8设置有与限位部72配合的通孔81，端盖8于限位部72配合，对端盖8起到定位的作用，便于端盖8的安装，同时使端盖8的安装更加稳定。
本实施例中，所述壳体1的一端设置有若干齿块11，所述端盖8设置有与齿块11配合的缺口82，作为优选，所述齿块11呈Y型状，通过壳体1的齿块11压合于端盖8的缺口82，使壳体1和端盖8的连接更加稳固，有利于电磁铁的密封性，防止外界的尘埃进入电磁铁内部。
当然，除了所述自润轴承3装设于固定座7内的情况外，还存在以下两种情况；一、所述自润轴承3装设于固定铁芯2内，所述自润轴承3与推杆62滑动连接，减少推杆62的磨损，防止电磁铁内部产生粉尘，便于推杆62的伸出或缩回，延长推杆62的使用寿命；二、所述固定座7和固定铁芯2内均装设有自润轴承3，所述自润轴承3分别与导向杆61和推杆62滑动连接，减少导向杆61和推杆62的磨损，防止电磁铁内部产生粉尘，便于导向杆61和推杆62的伸出或缩回，延长导向杆61和推杆62的使用寿命。
另外，所述装设于固定座7内的自润轴承3可以采用钢铁、铜、铝、不锈钢、塑料等材质的轴套代替。
本实施例中，所述动铁芯6、导向杆61和推杆62也可以一体成型，便于零件的生产制造，同时提高了零件的强度与刚度。
本实施例中，所述动铁芯6的化学成分按照重量百分比计包括：C：0.020wt%，Si：1.2wt%，Mn：1.8wt%，P：0.15wt%，S：0.018wt%，Al：0.35wt%，Cr：1.65 wt%，Ni：1.20wt%，Cu：2.45 wt%，Zn：1.12 wt%，Zr：0.50 wt%，Sb：0.45 wt%，其余为铁。
其中，C在本发明中为有害元素，会产生磁时效而导致在使用中铁损恶化；Si能够增加电阻率，降低铁损，但是Si含量增加会恶化磁感应强度，而且恶化低温力学性能；Al可以降低涡流损耗对改善中高频铁损有一定的作用，但是如果含量过高，会恶化磁感应强度；Mn可以该改善磁性，有利于铁损的降低，对磁感影响不大；稀有元素Ni、Zr、Cr、Sb的加入可以提高动铁芯6的各项性能。
本实施例中，所述动铁芯6的平均晶粒在75μm，磁感B50为2.20T，铁损P1.5/50为2.4W/Kg。
实施例2。
本实施例中，所述动铁芯6的化学成分按照重量百分比计包括：C：0.025wt%，Si：0.90 wt%，Mn：1.50 wt%，P：0.20wt%，S：0.020wt%，Al：0.15wt%，Cr：1.55 wt%，Ni：0.20wt%，Cu：2.25 wt%，Zn：1.02 wt%，Zr：0.30 wt%，Sb：0.35 wt%，其余为铁。
本实施例中，所述动铁芯6的平均晶粒在100μm，磁感B50为1.80T，铁损P1.5/50为2.70W/Kg。
本实施例的其余内容与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3。
本实施例中，所述动铁芯6的化学成分按照重量百分比计包括：C：0.010wt%，Si：1.80wt%，Mn：2.50wt%，P：0.05wt%，S：0.005wt%，Al：0.50wt%，Cr： 1.85wt%，Ni：1.80 wt%，Cu：2.75wt%，Zn：1.30wt%，Zr：0.70 wt%，Sb：0.66 wt%，其余为铁。
本实施例中，所述动铁芯6的平均晶粒在60μm，磁感B50为3.0T，铁损P1.5/50小于1.9W/Kg。
本实施例的其余内容与实施例1相同，在此不再赘述。
综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特征，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：包括壳体（1）、装设于壳体（1）底部的固定铁芯（2）、装设于壳体（1）顶部的固定座（7）及自润轴承（3）、装设于壳体（1）内部的电磁轴（4）、装设于电磁轴（4）的永磁铁（5）及滑动连接于电磁轴（4）内的动铁芯（6），所述电磁轴（4）的两端分别接触固定铁芯（2）及固定座（7），所述动铁芯（6）的一端连接有导向杆（61），所述导向杆（61）滑动连接于自润轴承（3）内，所述动铁芯（6）的另一端连接有推杆（62），所述推杆（62）突伸至固定铁芯（2）的外部。
2.根据权利要求1所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述电磁轴（4）包括轴架（41）及缠绕于轴架（41）的第一线圈（42）和第二线圈（43），所述永磁铁（5）装设于第一线圈（42）和第二线圈（43）之间，所述第一线圈（42）和第二线圈（43）均连接于外接线，所述轴架（41）的两端分别接触固定铁芯（2）及固定座（7），所述固定座（7）采用铝或不锈钢或塑胶制成。
3.根据权利要求2所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述轴架（41）包括第一绕线部（411）、连接于第一绕线部（411）的磁铁部（412）及连接于磁铁部（412）的第二绕线部（413），所述第一线圈（42）缠绕于第一绕线部（411），所述第二线圈（43）缠绕于第二绕线部（413），所述永磁铁（5）装设于磁铁部（412）。
4.根据权利要求3所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述磁铁部（412）设置有若干容置槽（4121）。
5.根据权利要求1所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述自润轴承（3）装设于固定座（7）的内部。
6.根据权利要求5所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述固定座（7）包括主体部（71）及连接于主体部（71）的限位部（72），所述主体部（71）设置有容设动铁芯（6）的滑槽（711）。
7.根据权利要求6所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述带导向的自保持电磁铁还包括盖设于壳体（1）的端盖（8），所述端盖（8）设置有与限位部（72）配合的通孔（81）。
8.根据权利要求7所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述壳体（1）的一端设置有若干齿块（11），所述端盖（8）设置有与齿块（11）配合的缺口（82）。
9.根据权利要求1～8任一所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述动铁芯（6）的化学成分按照重量百分比计包括：C：0.025wt%以下，Si：0.90 wt%～1.80wt%，Mn：1.50 wt%～2.50wt%，P：0.20wt%以下，S：0.020wt%以下，Al：0.15wt%～0.50wt%，Cr：1.55wt%～1.85wt%，Ni：0.20wt%～1.80 wt%，Cu：2.25 wt%～2.75wt%，Zn：1.02 wt%～1.30wt%，Zr：0.30 wt%～0.70 wt%，Sb：0.35 wt%～0.66 wt%，其余为铁。
10.根据权利要求9所述的一种带导向的自保持电磁铁，其特征在于：所述动铁芯（6）的平均晶粒在60～100μm，磁感B50为1.80T以上，铁损P1.5/50小于2.70W/Kg。
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