一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明適用于高精度加速度計(jì)、伺服回路、力或力矩測(cè)量等精密機(jī)械設(shè)備中力或力矩的輸出，具體地，涉及一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁式力發(fā)生器一般采用磁性能較高的永磁體，如鋁鎳鈷、釤鈷，磁鋼外圓用熱磁補(bǔ)償片包裹，磁鋼與殼體之間沒(méi)有定位環(huán)，殼體端部沒(méi)有導(dǎo)磁環(huán)，動(dòng)框一般采用鋁合金骨架上繞制一般漆包線。鋁鎳鈷磁鋼溫度系數(shù)低，但是內(nèi)稟矯頑力也低，因此磁性能的穩(wěn)定性不高，釤鈷磁鋼內(nèi)稟矯頑力高，但是溫度系數(shù)也高，在使用過(guò)程中也出現(xiàn)磁性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象，導(dǎo)致了發(fā)生器力輸出能力不穩(wěn)定。用熱磁補(bǔ)償片包裹磁鋼外圓使得裝配工藝性差，因沒(méi)有定位環(huán)定位，使得磁鋼與殼體的同軸度差，再加上殼體端部沒(méi)有導(dǎo)磁環(huán)，間隙中的磁場(chǎng)向殼體內(nèi)部發(fā)散，兩個(gè)因素都造成間隙中的環(huán)形磁場(chǎng)不均勻，動(dòng)框的任何微小位移都會(huì)導(dǎo)致力發(fā)生器力輸出能力不穩(wěn)定。
[0003]由于鋁合金和漆包線都?xì)埩粢欢ǖ膶?dǎo)磁性，所以會(huì)導(dǎo)致力發(fā)生器的常值力或力矩較大，也是導(dǎo)致力發(fā)生器力輸出能力不穩(wěn)定的一個(gè)因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種力或力矩輸出穩(wěn)定性高、加工制造方便的帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0006]—種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，包括殼體、補(bǔ)償片、定位環(huán)、磁鋼、導(dǎo)磁環(huán)、動(dòng)框和增磁環(huán)，其中所述殼體為中空腔的回轉(zhuǎn)體形結(jié)構(gòu)，底部有一圓形槽，位于底部中心開(kāi)有用于排膠的通孔；磁鋼為圓柱體，其固定在殼體底部的圓形槽里，補(bǔ)償片為片狀圓環(huán)，套裝于磁鋼上并置于殼體底部；定位環(huán)為柱狀圓環(huán)，套裝固定在磁鋼外圓及殼體的內(nèi)圓里；增磁環(huán)為回轉(zhuǎn)體形結(jié)構(gòu)，底部有一圓形槽，套裝在磁鋼端部；導(dǎo)磁環(huán)為圓環(huán)，套裝在殼體的內(nèi)側(cè)端部；動(dòng)框?yàn)榄h(huán)狀，其上繞有線圈，支承在增磁環(huán)和導(dǎo)磁環(huán)之間的間隙中；
[0007]磁鋼與殼體、導(dǎo)磁環(huán)、增磁環(huán)組成磁路，在增磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)之間的間隙中形成環(huán)形磁場(chǎng)，給動(dòng)框上的線圈通入直流電，使動(dòng)框產(chǎn)生軸向電磁力。
[0008]動(dòng)框的軸向長(zhǎng)度小于環(huán)形磁場(chǎng)的軸向長(zhǎng)度。
[0009]所述的殼體包括順序連接且內(nèi)腔彼此連通的第一圓筒、第二圓筒、第三圓筒，所述第一圓筒中心有一通孔；
[0010]所述磁鋼套裝固定在所述第一圓筒，并且所述磁鋼的下表面抵靠在第一圓筒的底部，堵住第一圓筒中心的通孔；
[0011]所述補(bǔ)償片緊貼在所述第二圓筒的底部，定位環(huán)套裝固定在所述第二圓筒上，并緊貼在磁鋼的外圓面；導(dǎo)磁環(huán)套裝固定在所述第三圓筒上。
[0012]所述第一圓筒、第二圓筒、第三圓筒的內(nèi)徑逐漸增大。
[0013]所述的動(dòng)框由線圈和骨架組成，線圈采用無(wú)磁漆包線順時(shí)針或逆時(shí)針繞制在骨架上，骨架采用低磁性鋁合金8175。
[0014]殼體、導(dǎo)磁環(huán)、增磁環(huán)均用導(dǎo)磁性能良好的1J50或DT4C材料制成。
[0015]所述的補(bǔ)償片采用厚度一定的磁溫度補(bǔ)償合金1J32。
[0016]磁鋼采用低溫度系數(shù)的2:17釤鈷磁鋼。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)本發(fā)明采用低溫度系數(shù)2:17釤鈷磁鋼，提高了磁鋼磁性能的穩(wěn)定性，剩余的溫度系數(shù)由補(bǔ)償片補(bǔ)償，使得產(chǎn)品的溫度穩(wěn)定性和力或力矩輸出能力的穩(wěn)定性得到提高。
[0019](2)本發(fā)明補(bǔ)償片采用環(huán)形片狀結(jié)構(gòu)，緊貼在殼體第二圓筒的底部，定位環(huán)套裝固定在磁鋼外圓和殼體第二圓筒的內(nèi)圓，使得補(bǔ)償片的安裝方便，磁鋼與殼體的同軸度得到提高，導(dǎo)磁環(huán)與增磁環(huán)之間形成的環(huán)形磁場(chǎng)徑向均勻性得到改善。
[0020](3)本發(fā)明殼體端部增加導(dǎo)磁環(huán)，減少環(huán)形磁場(chǎng)向殼體內(nèi)部方向的發(fā)散，導(dǎo)磁環(huán)與增磁環(huán)之間形成的環(huán)形磁場(chǎng)軸向均勻性得到改善。
[0021](4)本發(fā)明動(dòng)框骨架采用低磁性鋁合金，線圈采用無(wú)磁漆包線，使得動(dòng)框的導(dǎo)磁性更接近空氣導(dǎo)磁性，減小產(chǎn)品的常值力，有利于提高整機(jī)的精度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的軸向截面圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的殼體軸向截面圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的動(dòng)框軸向截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)根據(jù)本發(fā)明的帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026]如圖1-圖3所示，本發(fā)明的帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器包括殼體1、補(bǔ)償片2、定位環(huán)3、磁鋼4、導(dǎo)磁環(huán)5、動(dòng)框6、增磁環(huán)7。其中。殼體I具有中空腔的回轉(zhuǎn)體形結(jié)構(gòu)，包括順序連接且內(nèi)腔彼此連同的第一圓筒11、第二圓筒12、第三圓筒13，第一圓筒11、第二圓筒12、第三圓筒13的內(nèi)徑逐漸增大，每個(gè)圓筒的一端都設(shè)置一向外凸出的凸臺(tái)，以便各零件在殼體內(nèi)腔中的軸向定位。
[0027]磁鋼4為圓柱形，充磁后采用粘接的方法套裝固定在殼體I的第一圓筒13內(nèi)，磁鋼4下表面抵靠在第一圓筒11的底部，堵住第一圓筒11中心的通孔，套裝時(shí)受擠壓的空氣和膠液會(huì)通過(guò)通孔排出，方便磁鋼4的套裝固定。
[0028]補(bǔ)償片2采用粘接的方法緊貼在所述第二圓筒12的底部；定位環(huán)3采用粘接的方法套裝固定在殼體I的第二圓筒12的內(nèi)圓，定位環(huán)3的一端緊貼殼體I的第二圓筒12向外凸出的凸臺(tái)上，并緊貼在磁鋼4的外圓面。導(dǎo)磁環(huán)5采用粘接的方法套裝固定在殼體I的第三圓筒13的內(nèi)圓，導(dǎo)磁環(huán)5的一端緊貼殼體I的第三圓筒13向外凸出的凸臺(tái)上。
[0029]增磁環(huán)7為回轉(zhuǎn)體形結(jié)構(gòu)，底部有一圓形槽，采用粘接的方法套裝固定在磁鋼4端部，圓形槽的底部緊貼在磁鋼4的端部。
[0030]上述方案的原理是:低溫度系數(shù)2:17釤鈷磁鋼剩磁比鋁鎳鈷和一般的2:17釤鈷磁鋼略低，內(nèi)稟矯頑力是鋁鎳鈷的3倍，溫度系數(shù)比一般的2:17釤鈷磁鋼低2-5倍，一般地，溫度系數(shù)低且內(nèi)稟矯頑力高的磁鋼磁性能穩(wěn)定性也高，所以采用低溫度系數(shù)的2:17釤鈷磁鋼雖然導(dǎo)致力發(fā)生器在力或力矩的輸出能力上有所降低，但穩(wěn)定性得到提高。
[0031]補(bǔ)償片2的環(huán)形片狀設(shè)計(jì)、定位環(huán)3的使用很好解決了磁鋼4與殼體I同軸度的裝配要求，增磁環(huán)7的回轉(zhuǎn)體形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及殼體I端部增加的導(dǎo)磁環(huán)5使得增磁環(huán)7與導(dǎo)磁環(huán)5之間的環(huán)形磁場(chǎng)均勻且集中，有效減小因動(dòng)框6的位置變化引起的力或力矩輸出能力的穩(wěn)定性下降。
[0032]結(jié)合圖1和圖3所示，動(dòng)框6是由線圈61和骨架62組成，線圈61采用無(wú)磁漆包線順時(shí)針或逆時(shí)針繞制在骨架62上，骨架采用低磁性鋁合金8175。動(dòng)框6的軸向長(zhǎng)度要略小于增磁環(huán)7與導(dǎo)磁環(huán)5之間的環(huán)形磁場(chǎng)的軸向長(zhǎng)度。
[0033]本發(fā)明的殼體1、補(bǔ)償片2、定位環(huán)3、磁鋼4、導(dǎo)磁環(huán)5、增磁環(huán)7相對(duì)于動(dòng)框6對(duì)稱設(shè)置。
[0034]上述方案的原理是:線圈61采用無(wú)磁漆包線，骨架62采用低磁性鋁合金，目的都是降低動(dòng)框的導(dǎo)磁率，減小產(chǎn)品的常值力矩。動(dòng)框6的軸向長(zhǎng)度略小于增磁環(huán)7與導(dǎo)磁環(huán)5之間的環(huán)形磁場(chǎng)的軸向長(zhǎng)度，目的是動(dòng)框6在軸向若有微小的位移也不會(huì)引起輸出力矩的穩(wěn)定性。
[0035]在此，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中未詳細(xì)描述的內(nèi)容，是本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)本說(shuō)明書(shū)中的描述以及現(xiàn)有技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的，因此，不做贅述。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，可以對(duì)本發(fā)明做出若干的修改和替換，所有這些修改和替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:包括殼體(I)、補(bǔ)償片(2)、定位環(huán)(3)、磁鋼(4)、導(dǎo)磁環(huán)(5)、動(dòng)框(6)和增磁環(huán)(7)，其中所述殼體(I)為中空腔的回轉(zhuǎn)體形結(jié)構(gòu)，底部有一圓形槽，位于底部中心開(kāi)有用于排膠的通孔；磁鋼(4)為圓柱體，其固定在殼體(I)底部的圓形槽里，補(bǔ)償片(2)為片狀圓環(huán)，套裝于磁鋼(4)上并置于殼體(I)底部；定位環(huán)(3)為柱狀圓環(huán)，套裝固定在磁鋼(4)外圓及殼體的內(nèi)圓里；增磁環(huán)(7)為回轉(zhuǎn)體形結(jié)構(gòu)，底部有一圓形槽，套裝在磁鋼(4)端部；導(dǎo)磁環(huán)(5)為圓環(huán)，套裝在殼體(I)的內(nèi)側(cè)端部；動(dòng)框(6)為環(huán)狀，其上繞有線圈，支承在增磁環(huán)(7)和導(dǎo)磁環(huán)(4)之間的間隙中；磁鋼(4)與殼體(1)、導(dǎo)磁環(huán)(5)、增磁環(huán)(7)組成磁路，在增磁環(huán)(7)與導(dǎo)磁環(huán)(5)之間的間隙中形成環(huán)形磁場(chǎng)，給動(dòng)框(6)上的線圈通入直流電，使動(dòng)框(6)產(chǎn)生軸向電磁力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:動(dòng)框(6)的軸向長(zhǎng)度小于環(huán)形磁場(chǎng)的軸向長(zhǎng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:所述的殼體(I)包括順序連接且內(nèi)腔彼此連通的第一圓筒(11)、第二圓筒(12)、第三圓筒(13)，所述第一圓筒(11)中心有一通孔； 所述磁鋼(4)套裝固定在所述第一圓筒(11)，并且所述磁鋼(4)的下表面抵靠在第一圓筒(11)的底部，堵住第一圓筒(11)中心的通孔； 所述補(bǔ)償片(2)緊貼在所述第二圓筒(12)的底部，定位環(huán)(3)套裝固定在所述第二圓筒(12)上，并緊貼在磁鋼(4)的外圓面；導(dǎo)磁環(huán)(5)套裝固定在所述第三圓筒(13)上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:所述第一圓筒(11)、第二圓筒(12)、第三圓筒(13)的內(nèi)徑逐漸增大。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:所述的動(dòng)框(6)由線圈(61)和骨架(62)組成，線圈(61)采用無(wú)磁漆包線順時(shí)針或逆時(shí)針繞制在骨架￠2)上，骨架采用低磁性鋁合金8175。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:所述的殼體(I)、導(dǎo)磁環(huán)(5)、增磁環(huán)(7)均用導(dǎo)磁性能良好的1J50或DT4C材料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:所述的補(bǔ)償片(2)采用厚度一定的磁溫度補(bǔ)償合金1J32。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，其特征在于:所述的磁鋼(4)采用低溫度系數(shù)的2:17釤鈷磁鋼。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶補(bǔ)償?shù)母叻€(wěn)定性力發(fā)生器，包括殼體、補(bǔ)償片、定位環(huán)、磁鋼、導(dǎo)磁環(huán)、動(dòng)框、增磁環(huán)。殼體、導(dǎo)磁環(huán)、增磁環(huán)均由導(dǎo)磁材料制成，與磁鋼一起建立閉環(huán)磁路，動(dòng)框是在骨架上繞制線圈。當(dāng)線圈通入直流電時(shí)，線圈在磁場(chǎng)中產(chǎn)生與產(chǎn)品軸向一致的電磁力。本發(fā)明所述的力發(fā)生器在一個(gè)機(jī)械整件中應(yīng)配對(duì)對(duì)稱使用。本發(fā)明采用溫度系數(shù)低、磁性能高的永久磁鋼，以提高力輸出能力，補(bǔ)償片采用軟磁薄片，以補(bǔ)償工作溫度變化對(duì)氣隙磁密的影響。本發(fā)明具有力輸出能力高、力穩(wěn)定性高、加工制造方便等優(yōu)點(diǎn)，可作為慣性儀表、伺服控制以及力或力矩測(cè)量中的力反饋元件。
【IPC分類】H02K51/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105099127
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510536458
【發(fā)明人】馬建紅, 袁朝陽(yáng), 孫玉彤, 董宏章, 李軍, 周榮平
【申請(qǐng)人】北京航天控制儀器研究所
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日