CN1235790C - 用于吊运废钢铁的起重永磁铁 - Google Patents

Abstract

属起重设备的技术领域。发明了吊运废钢铁的起重永磁铁。它是由磁路和吸、卸两个传动系统组成。使用了两种磁性能相差较大的永磁体和活动磁极头，极大地优化了磁路设计；棘轮18、棘爪19、五连杆22、大齿轮16、小齿轮15、小吊链29、吊链30组成的传动系统把吊车的牵引力转化为旋转转动的复合永磁体4的旋转力矩，使活动磁极头8极面上磁场加倍，实现自动吸物；由小电机减速器32的运转拉动摆杆34、小棘轮36、大小齿轮16、15转动，使转动的复合永磁体4旋转，使活动磁极头8极面上无磁，实现在空中自动卸掉被吸废钢铁。此种永磁铁适用于吊运各种类型的钢铁吸物，可完全取代起重电磁铁。

Description

用于吊运废钢铁的起重永磁铁

技术领域：

本发明属起重设备的技术领域。

背景技术：

在专利号89209147.9、90224789.1和91225070.4的专利中，起重永磁铁的外磁轭上面直接固定电机减速器，以转动复合永磁体，此种驱动装置虽然可在空中卸掉钢铁吸物，但是要求电机减速器输出3000-4000牛顿米的力矩，其自重300-400公斤，致使起重永磁铁使用不方便，在装卸废钢铁时电机减速器使用寿命短；同时此种起重永磁铁的磁路也不适合起运废钢铁。

在专利号9224059.4、92245257.1和95110179.X的专利中起重永磁铁虽然可以依靠牵引力实现自动吸卸被吸物，但还存在如下缺点：

1、卸掉被吸物时，必须把它放在地面或货堆上，再把起重永磁铁向上吊起，才能卸掉被吸物。故不可在空中实现卸物作业。

2、磁路的吸重比(吸重/磁体自重)小，不适合起重废钢铁。

发明内容：

本发明使用了与吊链相连接的自重10-20公斤的小电机减速器与棘轮摆杆系统，可方便快捷地在空中自动卸掉废钢铁吸物；同时，采用了活动的磁极头，这样可保证在各种作业条件下被吸物均可接触到工作磁极；而且，使用了两种磁性能相差较大的稀土永磁体与铁氧体永磁体，极大地优化了磁路设计，增大了吸重比，极大地降低了吸重成本比(磁体成本/吸重)。本发明克服了前述专利中的起重永磁铁的诸多缺点，不仅可吊运各种型钢，还可吊运废钢铁，可完全取代目前广泛使用的起重电磁铁。

附图说明：

图1是用于吊运废钢铁的起重永磁铁的示意图。其中，1是外磁轭，2是内磁轭，3是不动永磁体，4是转动的复合永磁体，5是半轴，8是活动磁极头，9是轴承，10是防护板，11是限位装置，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，18是棘轮，19是棘爪，22是五连杆(包括连杆23、24、25、26、27)，28是连杆，29是小吊链，30是吊链，31是吊环，32是小电机减速器，33是细钢丝绳，34是摆杆，35是小棘爪，36是小棘轮，37是扭簧，38是托板。

图2是用于吊运废钢铁的起重永磁铁的吸物传动系统处于不吸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，18是棘轮，19是棘爪，23、24、25、26、27是连杆，30是吊链。

图3是用于吊运废钢铁的起重永磁铁的吸物传动系统处于吸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，18是棘轮，19是棘爪，23、24是连杆，30是吊链。

图4是用于吊运废钢铁的起重永磁铁的卸物传动系统处于非卸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，30是吊链，33是细钢丝绳，34是摆杆，35是小棘爪，36是小棘轮，37是扭簧。

图5是用于吊运废钢铁的圆形和矩形起重永磁铁处于不吸物状态时的磁路纵向剖面图。其中，1是外磁轭，2是内磁轭，3是不动永磁体，5是半轴，6是稀土永磁体，7是磁极靴，8是活动磁极头，10是防护板。

图6是用于吊运废钢铁的圆形和矩形起重永磁铁处于吸物状态时的磁路纵向剖面图。其中，1是外磁轭，2是内磁轭，3是不动永磁体，5是半轴，6是稀土永磁体，7是磁极靴，8是活动磁极头，10是防护板。

图7是用于吊运废钢铁的起重永磁铁的卸物传动系统处于卸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，30是吊链，33是细钢丝绳，34是摆杆，35是小棘爪，36是小棘轮，37是扭簧。

图8是用于吊运废钢铁的圆形和矩形起重永磁铁的磁路中转动复合永磁体结构示意图。其中，5是半轴，6是稀土永磁体，7是磁极靴。

具体实施方式：

本发明的技术方案如下：使用两种磁性能相差较大的永磁体为磁源，采用具有活动磁极头的磁路，其传动系统是由可实现自动吸物和在空中卸物的两个部分而组成。

在圆形起重永磁铁中，磁路是由放在钟罩形的外磁轭1和圆台形的内磁轭2间转动的复合永磁体4及圆环形的不动永磁体3和活动磁极头8(图5或图6)构成。转动的复合永磁体4由两个半轴5、稀土永磁体6及其两个弧形的磁极靴7(图8)构成。

在矩形起重永磁铁中，磁路是由放在拱形的外磁轭1内部上边和类长方体的内磁轭2的曲面间的转动的复合永磁体4，处于外磁轭内部下表面与内磁轭2侧表面间的两个长方形的不动永磁体3和内外磁轭的活动磁极头8(图5或图6)组成，转动的复合永磁体4由两个半轴5、稀土永磁体6及其两个弧形的磁极靴7(图8)构成。

吸物传动系统的构成：在磁路的钟罩形的外磁轭1顶部，沿水平方向通过轴承安装有一转轴17，在其两端依次向轴端各紧紧套上一个扭簧37(扭簧一端固定在外磁轭1上，另一端固定在五连杆22中的连杆23上，它可使连杆23向顺时针方向转动)，各空套五连杆22(由连杆23、24、25、26、27构成)中的连杆24和连杆23，连杆23上连着棘爪19，各安装一个棘轮18和一个大齿轮16。大齿轮16与安装在转动的复合永磁体4两端的伸出外磁轭1的两个半轴5上的小齿轮15相啮合，并在靠近外磁轭1的半轴5上各套上一个圆环形的限位装置11(此限位装置沿半径方向开有一个圆柱形的通孔，孔的上端有螺纹，在孔中放一个底端为锁舌形的圆柱体，此圆柱体上端较小半径部分套有压簧，并用螺栓拧紧，并把它固定在外磁轭上)。两个五连杆22的连杆27与带有小吊链29的连杆28相连，小吊链29与吊链30一起与吊环31相连。小吊链29长度应满足：当吊链拉直时，五连杆22的连杆23使大齿轮旋转90度，小齿轮15旋转180度(大齿轮与小齿轮传动比为1∶2)。

实现空中卸物的传动系统的构成：在转轴17上固定小棘轮36，套有摆杆34，摆杆34连带有小棘爪35，紧紧套上一个扭簧37(扭簧一端固定在外磁轭1上，另一端固定在摆杆34上，它可使摆杆向顺时针方向摆动)，摆杆另一端与细钢丝绳33相连，细钢丝绳33另一端与放在同吊链30相连的托板38上的小电机减速器32的输出转轴相连。

本发明是这样工作的：在吸物之前，起重永磁铁处于图2、图4和图5所示的位置。转动的复合永磁体4与不动永磁体3在工作磁极面上产生的磁场方向相反，合磁场为零。当吊车吊起大小吊链时，带动空套在转轴17上的五连杆22的连杆23绕转轴17反时针方向旋转。这时，和连杆23相连的棘爪19带动固定在转轴上的棘轮18及大齿轮16同时转动。大齿轮16带动小齿轮15及转动的复合永磁体4同时转动。由于大齿轮16与小齿轮15传动比为1∶2，因此当吊链30拉紧时，棘爪19旋转90度，当五连杆22到达如图3所示位置时，转动的复合永磁体4已经旋转180度，如图6所示(在此过程中摆杆34仍处于图4所示位置)。这样，转动的复合永磁体4产生的磁场与不动永磁体2产生的磁场方向相同，使起重永磁铁工作磁极面上产生磁场加倍，从而处于吸物状态。

为使转动的复合永磁体4准确旋转180度，限位装置11进行精确限位，当转动的复合永磁体4转到如图6所示位置时，限位装置11的锁舌在压簧的推压下刚好进入半轴5的舌孔内，可锁住转动的复合永磁体4。

当需要在空中卸物时，给减速器的电机通电，电机输出轴转动，细钢丝绳33使摆杆34向上旋转，当摆杆34旋转到铅直位置时(如图7所示)，转动的复合永磁体4处于图5所示的位置，磁极头极面无磁，吸物脱落。再给电机反向瞬时通电，电机反转，细钢丝绳33被放松，使摆杆34带动小棘爪35在小棘轮36上滑动，当摆杆34转动到水平位置(如图4所示)时，电机停转，小棘爪35此时滑动到小棘轮36的下一个槽内。

Claims (6)

1.用于吊运废钢铁的起重永磁铁，由磁路和吸物的传动系统以及在空中卸物的传动系统组成，其特征是：

(a).起重永磁铁为圆形，磁路是由钟罩形的外磁轭(1)和圆台形的内磁轭(2)，处于外磁轭内部上表面和内磁轭上部曲面间的转动的复合永磁体(4)，处于外磁轭内部下表面与内磁轭(2)侧表面间的圆环形的不动永磁体(3)和内外磁轭的活动磁极头(8)组成，由吸物和在空中卸物的两个传动系统旋转转轴(17)，转动的复合永磁体(4)旋转180度，与不动永磁体(3)在活动磁极头(8)面上形成磁场加倍和磁场相消，实现吸物和卸物。

(b).吸物的传动系统是这样组成的：一端连着吊环，另一端与连杆(28)相连的小吊链(29)，连杆(28)的两端与两个五连杆(22)的连杆(27)相连，五连杆(22)的连杆(23、24)空套在固定在外磁轭(1)上的转轴(17)的两端，棘爪(19)与五连杆(22)的连杆(23)相连，并依次在转轴(17)的两轴端固定棘轮(18)和大齿轮(16)，大齿轮(16)与固定在转动的复合永磁体(4)的两半轴(5)的轴端的小齿轮(15)啮合，当吊环(31)提起时，五连杆(22)的连杆(23)向上旋转90度时，正是吊链(30)和小吊链(29)拉直时，转动的复合永磁体(4)旋转180度，在活动磁极头(8)面上形成磁场加倍，实现吸物状态。

(c).在空中卸物传动系统是这样组成的：小棘轮(36)固定在转轴(17)的中部，再向其右空套上摆杆(34)，摆杆(34)连带有小棘爪(35)，摆杆(34)的上端连接细钢丝绳(33)，细钢丝绳(33)的另一端与放在同吊链(30)相连的托板上的小电机减速器(32)的输出轴相连，在不卸物状态时，摆杆(34)在外磁轭(1)上处于水平状态，当要在空中卸掉被吸物时，给小电机减速器(32)的小电机通电，小电机转轴缠绕细钢丝绳(33)，使摆杆(34)向上转动，当电机停电，摆杆(34)处于垂直位置，转轴(17)旋转90度，转动的复合永磁体(4)旋转180度，此时与不动永磁体(3)在活动磁极头(8)面上形成磁场相消，吸物脱落。

2.根据权利要求1所述的起重永磁铁，其特征是：

所述的不动永磁体(3)由圆环形的锶钙铁氧体永磁体构成，其磁化方向垂直于外磁轭(1)内表面和内磁轭(2)的侧表面。

3.用于吊运废钢铁的起重永磁铁，由磁路和吸物的传动系统以及在空中卸物的传动系统组成，其特征是：

(a).起重永磁铁为矩形，磁路是由放在拱形的外磁轭(1)内部上边和类长方体的内磁轭(2)的曲面间的转动的复合永磁体(4)，处于外磁轭内部下表面与内磁轭(2)侧表面间的两个长方形的不动永磁体(3)和内外磁轭的活动磁极头(8)组成，由吸物和在空中卸物的两个传动系统旋转转轴(17)，转动的复合永磁体(4)旋转180度，与不动永磁体(3)在活动磁极头(8)面上形成磁场加倍和磁场相消，实现吸物和卸物。

(b).吸物的传动系统是这样组成的：一端连着吊环，另一端与连杆(28)相连的小吊链(29)，连杆(28)的两端与两个五连杆(22)的连杆(27)相连，五连杆(22)的连杆(23、24)空套在固定在外磁轭(1)上的转轴(17)的两端，棘爪(19)与五连杆(22)的连杆(23)相连，并依次在转轴(17)的两轴端固定棘轮(18)和大齿轮(16)，大齿轮(16)与固定在转动的复合永磁体(4)的两半轴(5)的轴端的小齿轮(15)啮合，当吊环(31)提起时，五连杆(22)的连杆(23)向上旋转90度时，正是吊链(30)和小吊链(29)拉直时，转动的复合永磁体(4)旋转180度，在活动磁极头(8)面上形成磁场加倍，实现吸物状态。

(c).在空中卸物传动系统是这样组成的：小棘轮(36)固定在转轴(17)的中部，再向其右空套上摆杆(34)，摆杆(34)连带有小棘爪(35)，摆杆(34)的上端连接细钢丝绳(33)，细钢丝绳(33)的另一端与放在同吊链(30)相连的托板上的小电机减速器(32)的输出轴相连，在不卸物状态时，摆杆(34)在外磁轭(1)上处于水平状态，当要在空中卸掉被吸物时，给小电机减速器(32)的小电机通电，小电机转轴缠绕细钢丝绳(33)，使摆杆(34)向上转动，当电机停电，摆杆(34)处于垂直位置，转轴(17)旋转90度，转动的复合永磁体(4)旋转180度，此时与不动永磁体(3)在活动磁极头(8)面上形成磁场相消，吸物脱落。

4.根据权利要求3所述的起重永磁铁，其特征是：

所述的不动永磁体(3)由矩形的锶钙铁氧体永磁体构成，其磁化方向垂直于外磁轭(1)内表面和内磁轭(2)的侧表面。

5.根据权利要求1或3所述的起重永磁铁，其特征是，所述的转动的复合永磁体(4)由两无磁钢半轴(5)，长方体形的钕铁硼稀土永磁体(6)和敷在其磁化方向的弧面形的磁极靴(7)组成。

6.根据权利要求1或3所述的起重永磁铁，其特征是，所述的五连杆(22)由套在转轴(17)上的连杆(23、24)，与连杆(23)相连的连杆(25)，与连杆(24)相连的连杆(26)，与连杆(25、26)相连的连杆(27)组成；并且两个五连杆中的连杆(27)与连杆(28)相连。

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