CN107527706A - 一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁 - Google Patents

一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁，属于动力与传动技术领域。本发明提供的电磁铁可作为一种液压阀执行动力装置，通过上磁轭挡铁组件、下磁轭挡铁组件、磁芯推杆组件等的结构匹配设计，在控制系统发出指令后可以在很短时间内响应并完成动作，此类电磁铁还具有运动平稳，输出力大，自锁力可调、结构简单，可靠性高等特点。同时可以缩短研制周期，节约产品成本。

Description

一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁
技术领域
本发明涉及动力与传动技术领域，具体涉及一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁。
背景技术
在某液压系统中，非标液压油路的阀体需要一个大型的动力执行机构，该大型动力执行机构需要不小于30mm行程、克服不小于150N的阻尼力。而且运动到位后均需要200N锁紧力，目前，液压阀体的动力执行机构主要采用三种方式，一是采用电动机构带动阀体内阀芯的运动来控制油路的通断，二是采用气动或液压控制油路的通断，三是采用电磁铁带动阀体内阀芯的运动来控制油路的通断。
前两种方式均有局限性和不足，满足推力的电动机构因为结构尺寸大、复杂、可靠性差等原因不适合阀体、阀芯为非标化设计的系统，且阀芯等尺寸较大，气动或液压控制输出力和行程不满足要求，因此通常采用第三种方案，即选用具有结构简单，反应迅速，可靠性高，利用空间小等特点的电磁铁，但是此电磁铁具有输出力大、行程更大、双向带有自锁功能、结构空间有限、电流受限等约束条件。
因此，需要针对以上情况，专门设计一种大型非标电磁铁，既能在较小空间输出较大平稳力，行程可控，又能在运动到位后实现自锁。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种既能在较小空间输出较大平稳力，行程可控，又能在运动到位后实现自锁的电磁铁。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁，包括：外壳1、上磁轭挡铁组件2、下磁轭挡铁组件3、中磁轭4、线圈骨架5、磁芯推杆组件6、导磁套7、漆包线，所述漆包线缠绕在线圈骨架5后为线圈，形成上线圈9和下线圈10；
所述磁芯推杆组件6包括能够一起上下运动的磁芯和推杆，推杆下部位于磁芯上部的中心孔内，推杆上下两个位置设有环形凹槽；上磁轭挡铁组件2包括铁饼和套在铁饼上的铁环，所述铁饼内设有钢球11、弹簧8和紧钉螺钉13，弹簧8一端压住钢球11，另一端被紧钉螺钉13压住，铁饼中心设有通孔，所述推杆位于所述通孔内，且在推杆上下运动到位时，钢球11能够对应卡在推杆上下两个位置的环形凹槽内；下磁轭挡铁组件3包括另一铁饼和套在所述另一铁饼上的另一铁环；磁芯推杆组件6的磁芯和推杆的运动行程为磁芯的上表面到上磁轭挡铁组件2下表面的距离；
所述外壳1套在下磁轭挡铁组件3上，下线圈10放置在外壳1内下磁轭挡铁组件3上方的位置，中磁轭4放置在外壳1内下线圈10上方的位置，上线圈9放置在外壳1内中磁轭4上方的位置，导磁套7放置在外壳1内下线圈10和上线圈9内侧位置，磁芯推杆组件6导磁套7放置在外壳1内导磁套7内侧位置，上磁轭挡铁组件2放置在外壳1内，铁环位于上线圈9上方。
优选地，所述上磁轭挡铁组件2的铁饼下表面，下磁轭挡铁组件3的所述的另一铁饼上表面均熔焊有隔磁片12。
优选地，所述上磁轭挡铁组件2的铁饼下表面的材料为黄铜。
优选地，所述下磁轭挡铁组件3的所述另一铁饼上表面熔焊的隔磁片12材料为黄铜。
优选地，所述导磁套7中间位置、磁芯推杆组件6的磁芯上部及下部两个位置均熔焊有隔磁片12，且导磁套7中间位置的隔磁片12位于磁芯上部及下部两个位置隔磁片12之间。
优选地，所述导磁套7中间位置的隔磁片12材料为黄铜。
优选地，所述磁芯推杆组件6的磁芯的上部及下部两个位置的隔磁片12材料均为黄铜。
优选地，所述漆包线为直径0.530mm。
优选地，所述漆包线的圈数为8000-9000圈。
优选地，所述磁芯推杆组件6的磁芯和推杆的运动行程为20至50mm。
(三)有益效果
本发明提供的电磁铁可作为一种液压阀执行动力装置，通过上磁轭挡铁组件、下磁轭挡铁组件、磁芯推杆组件等的结构匹配设计，在控制系统发出指令后可以在很短时间内响应并完成动作，此类电磁铁还具有运动平稳，输出力大，自锁力可调、结构简单，可靠性高等特点。同时可以缩短研制周期，节约产品成本。
附图说明
图1为本发明的电磁铁工作原理示意图；
图2为本发明的电磁铁锁紧结构原理图；
图3为本发明的电磁铁整体外观示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1至图3所示，本发明提供了一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁，包括：外壳1、上磁轭挡铁组件2、下磁轭挡铁组件3、中磁轭4、线圈骨架5、磁芯推杆组件6、导磁套7、漆包线，所述漆包线缠绕在线圈骨架5后为线圈，形成上线圈9和下线圈10；
所述磁芯推杆组件6包括能够一起上下运动的磁芯和推杆，推杆下部位于磁芯上部的中心孔内，推杆上下两个位置设有环形凹槽；上磁轭挡铁组件2包括铁饼和套在铁饼上的铁环，所述铁饼内设有钢球11、弹簧8和紧钉螺钉13，弹簧8一端压住钢球11，另一端被紧钉螺钉13压住，铁饼中心设有通孔，所述推杆位于所述通孔内，且在推杆上下运动到位时，钢球11能够对应卡在推杆上下两个位置的环形凹槽内，实现锁紧；下磁轭挡铁组件3包括另一铁饼和套在所述另一铁饼上的另一铁环；磁芯推杆组件6的磁芯和推杆的运动行程为磁芯的上表面到上磁轭挡铁组件2下表面的距离；
所述外壳1套在下磁轭挡铁组件3上，下线圈10放置在外壳1内下磁轭挡铁组件3上方的位置，中磁轭4放置在外壳1内下线圈10上方的位置，上线圈9放置在外壳1内中磁轭4上方的位置，导磁套7放置在外壳1内下线圈10和上线圈9内侧位置，磁芯推杆组件6导磁套7放置在外壳1内导磁套7内侧位置，上磁轭挡铁组件2放置在外壳1内，铁环位于上线圈9上方。因此，电磁铁的各部件的安装顺序是：下磁轭挡铁组件3、外壳组件1、下线圈10、中磁轭4、上线圈9、导磁套7、磁芯推杆组件6、上磁轭挡铁组件。
所述上磁轭挡铁组件2的铁饼下表面，下磁轭挡铁组件3的所述的另一铁饼上表面均熔焊有隔磁片12。所述上磁轭挡铁组件2的铁饼下表面的材料设计为黄铜。所述下磁轭挡铁组件3的所述另一铁饼上表面熔焊的隔磁片12材料设计为黄铜。该设计可以防止出现电磁铁“吸死”现象。
所述导磁套7中间位置、磁芯推杆组件6的磁芯上部及下部两个位置均熔焊有隔磁片12，且导磁套7中间位置的隔磁片12位于磁芯上部及下部两个位置隔磁片12之间。所述导磁套7中间位置的隔磁片12材料设计为黄铜。所述磁芯推杆组件6的磁芯的上部及下部两个位置的隔磁片12材料均设计为黄铜。这种隔磁片12不仅可以使电磁铁有更好的电磁力特性，还可以减小磁芯推杆组件6与导磁套7之间的摩擦力及磨损。
本发明的电磁铁为双向比例电磁铁(具有上下两个线圈)，电磁铁通电运动过程推力较大且平稳，电流不会有突变。本实施例中，上、下线圈中漆包线设计为直径0.530mm，圈数为8000-9000圈，电磁铁推力不小于500-700N。电磁铁运动行程在20-50mm可调。
本发明的电磁铁主要运动过程为：推杆缩回——推杆伸出——推杆缩回。初始状态磁芯推杆组件6处于缩回状态，如图1所示，这时弹簧8和钢球11卡在磁芯推杆组件6的上环形凹槽内，使磁芯推杆组件6不能上下移动，处于锁定状态，当上线圈9通电产生稳定磁场，磁芯推杆组件6在磁场的作用下受到向上的力，磁芯推杆组件6克服自身重力及锁紧力向上运动，当磁芯推杆组件6向上运动到位后，钢球11卡在磁芯推杆组件6下环形凹槽内，使磁芯推杆组件6处于锁定状态，同时系统断电，电磁铁就完成了磁芯、推杆伸出动作，电磁铁的缩回动作和伸出动作原理相同，电磁铁带动阀芯实现油路的通断。
锁紧力调节：需要增大锁紧力时，向里拧紧定螺钉13，弹簧8的压缩量增大，磁芯推杆组件6需克服的锁紧力增大；需要减小锁紧力时相反。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大行程、大吸力、自锁力可调、双向比例电磁铁，其特征在于，包括：外壳(1)、上磁轭挡铁组件(2)、下磁轭挡铁组件(3)、中磁轭(4)、线圈骨架(5)、磁芯推杆组件(6)、导磁套(7)和漆包线，所述漆包线缠绕在线圈骨架(5)后为线圈，形成上线圈(9)和下线圈(10)；
所述磁芯推杆组件(6)包括能够一起上下运动的磁芯和推杆，推杆下部位于磁芯上部的中心孔内，推杆上下两个位置设有环形凹槽；上磁轭挡铁组件(2)包括铁饼和套在铁饼上的铁环，所述铁饼内设有钢球(11)、弹簧(8)和紧钉螺钉(13)，弹簧(8)一端压住钢球(11)，另一端被紧钉螺钉(13)压住，铁饼中心设有通孔，所述推杆位于所述通孔内，且在推杆上下运动到位时，钢球(11)能够对应卡在推杆上下两个位置的环形凹槽内；下磁轭挡铁组件(3)包括另一铁饼和套在所述另一铁饼上的另一铁环；磁芯推杆组件(6)的磁芯和推杆的运动行程为磁芯的上表面到上磁轭挡铁组件(2)下表面的距离；
所述外壳(1)套在下磁轭挡铁组件(3)上，下线圈(10)放置在外壳(1)内下磁轭挡铁组件(3)上方的位置，中磁轭(4)放置在外壳(1)内下线圈(10)上方的位置，上线圈(9)放置在外壳(1)内中磁轭(4)上方的位置，导磁套(7)放置在外壳(1)内下线圈(10)和上线圈(9)内侧位置，磁芯推杆组件(6)导磁套(7)放置在外壳(1)内导磁套(7)内侧位置，上磁轭挡铁组件(2)放置在外壳(1)内，铁环位于上线圈(9)上方。
2.如权利要求1所述的电磁铁，其特征在于，所述上磁轭挡铁组件(2)的铁饼下表面，下磁轭挡铁组件(3)的所述的另一铁饼上表面均熔焊有隔磁片(12)。
3.如权利要求2所述的电磁铁，其特征在于，所述上磁轭挡铁组件(2)的铁饼下表面的材料为黄铜。
4.如权利要求2所述的电磁铁，其特征在于，所述下磁轭挡铁组件(3)的所述另一铁饼上表面熔焊的隔磁片(12)材料为黄铜。
5.如权利要求1所述的电磁铁，其特征在于，所述导磁套(7)中间位置、磁芯推杆组件(6)的磁芯上部及下部两个位置均熔焊有隔磁片(12)，且导磁套(7)中间位置的隔磁片(12)位于磁芯上部及下部两个位置隔磁片(12)之间。
6.如权利要求5所述的电磁铁，其特征在于，所述导磁套(7)中间位置的隔磁片(12)材料为黄铜。
7.如权利要求5所述的电磁铁，其特征在于，所述磁芯推杆组件(6)的磁芯的上部及下部两个位置的隔磁片(12)材料均为黄铜。
8.如权利要求1所述的电磁铁，其特征在于，所述漆包线为直径0.530mm。
9.如权利要求1所述的电磁铁，其特征在于，所述漆包线的圈数为8000-9000圈。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电磁铁，其特征在于，所述磁芯推杆组件(6)的磁芯和推杆的运动行程为20至50mm。
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