CN203439895U - 磁力加强型永磁起重器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁力加强型永磁起重器，包括永磁起重器壳体和磁钢，壳体底面为永磁起重器的工作界面以及虚拟存在于工作界面上侧的虚拟工作界面；磁钢产生磁感应线通过其垂直的单位面积形成磁通密度，所述的工作界面与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面与磁场方向垂直相交的面积。本实用新型通过工作界面与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面与磁场方向垂直相交的面积，以实现增加永磁起重器的磁力(吸力)。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种永磁起重器，具体的说是一种磁力加强型永磁起重器。
背景技术
现有针对钢铁等导磁材料的搬运大都采用永磁起重器，永磁起重器又叫“磁力吊”分为手动型和全自动永磁起重器两种，由于永磁起重器产品结构小巧，起到的作用强大，得到了广泛的应用。一般永磁起重器工作原理为如附图2所示磁力线从磁体4和转动磁体1的N极出来，通过磁轭，经过铁磁性工件，再回到磁轭进入磁体4和转动磁体1的S极，就能把工件吸在永磁起重器壳体底面的工作极面上。
当磁极处于附图1状态时，通过手柄3旋转使得磁力线不到永磁起重器的工作极面，就在永磁起重器内部组成磁路的闭合回路，没有磁力线从永磁起重器的工作极面上出来，所以对工件不会产生吸力，此时就可以顺利卸载。
目前对于永磁起重器的磁力(也称为吸力)的研究提升，主要通过提高磁钢性能、增加磁体数量和增大起重器工作面积来实现。对于提高磁钢性能，针对目前采用高性能Nd-fe-B磁性材料钕铁硼，会使成本大大增加，且对于磁力的提升并不明显。对于增加永磁起重器内部的磁体数量，由于永磁起重器壳体大小限定也难有突破。最后剩下增大起重器工作面积使磁力增加视乎较为可行，但由于工作界面的面积一旦过于增加势必导致永磁起重器工作界面处的磁通密度大量减少，而影响磁力增加。另外对于永磁起重器的磁力影响，永磁起重器壳体形状由于决定着永磁起重器的工作界面的面积以及磁力线的分布也至关重要。一般认为工作界面以上，转动磁体最低点以下的壳体内部空间对永磁起重器的磁力存在较大影响，由此形成了壳体底面为工作界面，上述空间内平行于工作界面的平面为虚拟工作界面。现有技术中工作界面与虚拟工作界面面积均相同。
综合上述现有技术其限定了目前的永磁起重器壳体结构，在磁感应线穿过的工作界面(即壳体底面)与两侧边的壳体均为直角结构。直角结构可以确保在磁通密度饱和的状态下实现工作界面和虚拟工作界面面积的最大化确保永磁起重器的磁力。对于加工生产过程中壳体底部的直角结构也进行倒角，但这种倒角主要起到去毛刺作用不对永磁起重器的磁力发生影响，也就是不影响工作界面的面积。这种去毛刺结构并不减小工作界面大小，一旦减小了工作界面那就不属于去毛刺处理，而应属于对直角结构进行倒斜角或倒圆角处理。
发明内容
本实用新型提供了一种结构简单、有效增加磁力(即吸力)的磁力加强型永磁起重器。
一种磁力加强型永磁起重器，包括永磁起重器壳体和磁钢，壳体底面为永磁起重器的工作界面以及虚拟存在于工作界面上侧的虚拟工作界面；磁钢产生磁感应线通过其垂直的单位面积形成磁通密度，所述的工作界面与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面与磁场方向垂直相交的的面积。永磁材料磁钢用于磁力机械，永磁起重器磁力的计算公式为F＝(B/4965)2S或近似为F＝(B/5000)2S。公式中F为磁力，单位是“公斤力”(kgf)；B为磁通密度，单位是“高斯”(G)；S为与磁场方向正交(垂直相交)的面积，这个面积在永磁起重器中为工作界面，单位是“平方厘米”。当S＝1cm2，B＝5000G，则有F＝1公斤力；B＝10000G，F＝4公斤力；B＝20000G，F＝16公斤力。以此磁力公式为基础形成了目前现有技术的技术误区，在磁通密度饱和的基础上通过增加工作界面的面积S来增加磁力，该种技术误区形成的结构特征为工作界面与磁场方向垂直相交的面积，大于等于虚拟工作界面与磁场方向垂直相交的的面积。本实用新型彻底改变了传统的技术误区，通过工作界面与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面与磁场方向垂直相交的面积，以实现增加永磁起重器的磁力(吸力)。作为技术支持依据在处理与磁力有关问题时，除了要用到磁感应通量，简称磁通量，符号为Φ表示。磁通量的单位是韦伯，用Wb表示，如果磁场中某处的磁通密度为B，在该处有一块与磁通垂直的面，它的面积为S，这个面积在永磁起重器中为工作界面，则穿过它的磁通量就是Φ＝BS，由此磁通密度B＝Φ/S，对于安装完毕的永磁起重器其Φ在永磁起重器的工作界面处的数值不发生变化，当工作界面面积S减小时磁通密度B增加，在磁力计算中F＝(B/5000)2S，可以实现磁通密度的平方方式增加，即磁力实现平方方式增加，大大克服了工作界面面积S减小对于磁力的影响，有效实现了通过减小工作界面与磁场方向垂直相交的面积(在壳体底面水平的永磁起重器中工作界面与磁场方向垂直相交的面积即工作界面)，提高永磁起重器的磁力(吸力)。
作为结构优选工作界面两侧边的壳体上设有倒角结构的倾斜面，该种倒角结构的倾斜面完全不同于传统的倒角，在永磁起重器技术领域传统的倒角绝不会影响工作界面两侧边的实际面积或者不影响磁力，本实用新型倒角结构的倾斜面通过渐变的方式减小了工作界面的实际面积，提高了永磁起重器的磁力(吸力)。
倾斜面在竖直方向的投影面积，体现在工作界面外侧的长度为L；所述的长度L范围为2-7mm，由于长度L范围为2-7mm该长度下的工作界面的面积所能容纳的磁感应线形成的磁通密度为高度饱和磁通密度，磁力处于相对传统永磁起重器增加的最高增加区域。
倾斜面与工作界面外侧的夹角为θ，θ的度数为30-60度，通过夹角的角度变化，改善了磁感应线形成的磁路路径，减少磁损以提高永磁起重器的磁力。作为优选θ的度数为45度，实现磁感应线形成的磁路路径最佳化，最小范围减少磁损以提高永磁起重器的磁力。
作为最佳结构数值体现在工作界面外侧的长度L为3或4或5或6mm，以达到永磁起重器的磁力最佳值。
磁钢产生的磁感应线穿过工作界面处形成的磁通密度为饱和磁通密度，克服了传统永磁起重器在磁感应线穿过工作界面处形成的磁通密度为较低饱和磁通密度的技术缺陷。
本实用新型克服了传统的技术误区，通过工作界面与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面与磁场方向垂直相交的面积，以实现增加永磁起重器的磁力(吸力)。
附图说明
图1为本实用新型磁力加强型永磁起重器卸载状态下的结构示意图；
图2为本实用新型磁力加强型永磁起重器工作状态下的结构示意图；
图3为带有标注线的图1中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
参见附图1、2、3一种磁力加强型永磁起重器，包括永磁起重器壳体5和磁钢，壳体5底面为永磁起重器的工作界面7以及虚拟存在于工作界面7上侧的虚拟工作界面8；磁钢产生磁感应线通过其垂直的单位面积形成磁通密度，工作界面7与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面8与磁场方向垂直相交的面积。磁钢产生的磁感应线穿过工作界面7处形成的磁通密度为饱和磁通密度，且该种饱和磁通密度为高度饱和。
作为结构优选工作界面7两侧边的壳体5上设有倒角结构的倾斜面6。对于倾斜面6的形状在总体减小工作界面7的有效面积的设计思路下当然的可以设计为多种形状的倾斜面如圆弧形、波浪形等多种样式，当然的这些样式也在本实用新型的保护范围内。
倾斜面6与磁通密度垂直相交的面积，体现在工作界面7外侧的长度为L；长度L范围为2-7mm。优选的长度L为3或4或5或6mm，以实现磁力的最大化。
倾斜面6与工作界面7外侧的夹角为θ，θ的度数为30-60度。θ的度数为45度，实现磁感应线形成的磁路路径最佳化，最小范围减少磁损以提高永磁起重器的磁力。
为了证明本实用新型通过工作界面7与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面8与磁通密度垂直相交的面积，也就是减小工作界面7的实际面积来增加磁力的技术可行性，在其他结构与上述相同的基础上分别采用θ的度数为30、45、60度，三种状态下获得长度L与300KG永磁起重器的吸力即磁力的关系图，如下图所示：
根据上图所示倾斜面6与磁场方向垂直相交的面积，体现在工作界面7外侧的长度L在2-7mm时，有效减小了工作界面7的面积，在该种状态区域磁力相对传统的永磁起重器(长度L为0)其磁力得到增加，可以看出磁力的增加在10-20％之间。尤其可以看出长度L为3或4或5或6mm时永磁起重器的磁力达到最佳值，当L大于6mm时磁力出现减小，证实了当工作界面7面积过小时，此处磁通密度高度饱和不在发生变化由此在公式F＝(B/5000)2S下面积S减小磁力F减小。不难通过反向工程进一步证明在L不大于6mm时工作界面7处磁通密度不是高度饱和的可以增加。同样可以证明工作界面7与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面8与磁场方向垂直相交的面积状态下(相当于减小工作界面7的实际面积)，当工作界面面积S减小时磁通密度B增加，在磁力计算中F＝(B/5000)2S，可以实现磁通密度的平方方式增加，即磁力实现平方方式增加，大大克服了工作界面面积S减小对于磁力的影响，这种理论的成立克服了传统技术领域的技术误区(通过增加面积S来增加磁力)。
根据上图所示还可以得出θ的度数为45时其磁力明显大于相同条件下θ的度数为30、60度时磁力，说明θ的度数为45时永磁起重器内磁感应线形成的磁路路径最佳化，最小范围减少磁损实现提高永磁起重器的磁力。当然的θ的度数为30到60度之间时对于磁力也是有提高作用的。
Claims (7)
1.一种磁力加强型永磁起重器，包括永磁起重器壳体(5)和磁钢，壳体(5)底面为永磁起重器的工作界面(7)以及虚拟存在于工作界面(7)上侧的虚拟工作界面(8)；磁钢产生磁感应线通过其垂直的单位面积形成磁通密度，其特征在于：所述的工作界面(7)与磁场方向垂直相交的面积，小于虚拟工作界面(8)与磁场方向垂直相交的面积。
2.如权利要求1所述的磁力加强型永磁起重器，其特征在于：所述的工作界面(7)两侧边的壳体(5)上设有倒角结构的倾斜面(6)。
3.如权利要求2所述的磁力加强型永磁起重器，其特征在于：所述的倾斜面(6)在垂直方向的投影面，体现在工作界面(7)外侧的长度为L；所述的长度L范围为2-7mm。
4.如权利要求2所述的磁力加强型永磁起重器，其特征在于：所述的倾斜面(6)与工作界面(7)外侧的夹角为θ，θ的度数为30一60度。
5.如权利要求3所述的磁力加强型永磁起重器，其特征在于：所述的长度L为3或4或5或6mm。
6.如权利要求4所述的磁力加强型永磁起重器，其特征在于：所述的θ的度数为45度。
7.如权利要求1所述的磁力加强型永磁起重器，其特征在于：所述磁钢产生的磁感应线穿过工作界面(7)处形成的磁通密度为饱和磁通密度。
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| CN103466425A (zh) * | 2013-07-06 | 2013-12-25 | 李和良 | 磁力加强型永磁起重器 |
| CN108341326A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-07-31 | 无锡石油化工起重机有限公司 | 内置加固耐磨型支撑脚的磁力吊 |
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