一种圆柱式直线电机的制造方法
技术领域
本发明涉及直线电机领域,具体地说是一种圆柱式直线电机的制造方法及装置。
背景技术
直线电机是利用放于磁场中的通电线圈和磁场相互作用,产生安培力,力的大小和施加在线圈中的电流成正比例,推动动子往复运动,将电信号转换成直线位移,具有无机械传动磨损、响应速度快、运行噪声低、机构简单、维护方便、价格低廉等优点。
中国专利公开号CN101068090A,公开日2007年11月7日,发明创造的名称为一种直流直线音圈电机,该申请案公开了一种音圈电机结构,包括铁壳、铁芯、音圈支架、漆包线圈、环形磁钢或瓦形磁钢组和圆柱形磁钢,但没有给出该电机的制造方法。公开号CN1652441,公开日2005年8月10日,发明创造的名称为直线电机及其制造方法,该申请案公开了一种直线电机,该直线电机包括电枢、线圈、磁针、磁极齿;该电机的制造方法是:由磁性材料制成电枢,线圈绕在电枢上,电枢可以产生磁场,磁针相对电枢产生相对运动,层状钢板用于制造磁极单元,磁极单元是由电枢、在该电枢的两侧上的磁极和在该电枢的两侧上的磁极齿构成,组合磁极单元构造成直线电机;该发明虽然指出了直线电机的制造方法,但该方法只适合于平板式直线电机,不适合制造圆柱式音圈电机,且没有给出具体的加工工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种圆柱式直线电机及制造方法,圆柱式直线电机由磁钢、外壳、铁芯、套筒与线圈组成,具有结构简单、安装精度高、制造工艺简单的特点。
本发明通过下述技术方案予以实现:
圆柱式直线电机包括磁钢、铁芯、外壳、线圈与套筒,铁芯位于外壳的中心处,套筒是一个空心圆筒,外面缠绕金属丝线圈,铁芯呈阶梯圆柱状,铁芯的底部直径大于与其相配合的外壳的底部内孔尺寸,二者为过盈配合;磁钢为圆弧状,均为120度,磁钢的外径和外壳的内孔直径相等,三片磁钢放入外壳内孔中,围绕成为圆环。
实现圆柱式直线电机的制造方法,包括如下步骤:
(1)将外壳加工成圆筒形状,外壳的底部为一台阶孔;将铁芯加工成阶梯圆柱形状,铁芯的底部直径和外壳的底部直径为过盈配合。
(2)磁钢加工成圆弧形状,其半径和外壳的内径相等,磁钢的角度为120度,磁钢外表面做镀镍处理;三片磁钢采用同样的充磁方向。
(3)外壳和铁芯装配时,用干冰冷却铁芯底部10分钟,铁芯颈缩后,此时,将铁芯装配于外壳内,采用车工工艺,将铁芯和外壳所在的端面加工为平面,使铁芯和外壳成为一体。
(4)将三片磁钢围绕外壳的内壁放入外壳内部,三片磁钢分布于外壳内部。
(5)将绕有金属线圈的套筒放入三片磁钢内部,与之相应,铁芯装入套筒中。
与现有技术相比,本发明有益效果是:
1.安装精度高。采用温差法将铁芯和外壳固定在一起,变形小,具有较高的安装精度。
2.结构简单。圆柱式直线电机由磁钢、外壳、铁芯、套筒等组成,组成部件少,整机结构简单。
3.制造工艺简单、成本低。采用温差法,用干冰冷却铁芯,使铁芯与外壳实现过盈配合,相对于加热装配方法,工艺简单、成本低。
附图说明
图1是圆柱式直线电机的结构示意图,图中:101-磁钢,102-铁芯,103-外壳,104-线圈,105-套筒。
图2是圆柱式直线电机的剖面图。
图3是外壳结构示意图,图中:301-外壳的底部。
图4是铁芯结构示意图,图中:401-铁芯的底部。
图5是磁钢俯视图。
图6是套筒和线圈结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是圆柱式直线电机的结构,包括磁钢101、铁芯102、外壳103、线圈104与套筒105。参照图1和图2,外壳103内壁上装有产生主磁通的磁钢101,铁芯102位于外壳103中心,套筒105位于铁芯102与磁钢101之间,线圈104缠绕在套筒105的凹槽上。
如图3所示外壳结构是一个圆柱状圆筒,底部301是一台阶孔。
如图4所示铁芯102呈一阶梯圆柱状,位于外壳103中心,用于强化磁场。铁芯102的底部401直径大于与其相配合的外壳的底部301内孔尺寸,二者为过盈配合。
磁钢101由磁性材料制作而成,产生磁场。三片磁钢101为圆弧状,均为 120度,磁钢101的外径和外壳103的内孔直径相等,磁钢101外表面与外壳103的内表面紧密配合,放入外壳103内孔中,围绕成为圆环。如图5所示,磁钢101的充磁方向是从外向内,即:磁钢101的外部为N极,内部为S极。三片磁钢的充磁方向均为从外向内;当然,三片磁钢的充磁方向也可都为从内向外。
如图6所示套筒105由工程塑料材料制成,以减轻其质量使其能够快速响应,套筒105呈空心筒状,外面缠绕金属丝线圈104,套筒105装入铁芯102内部,套筒105的内径大于铁芯102的外径,在电磁场作用下,推动套筒105往返运动。
制造圆柱式直线电机的方法包括如下步骤:
(1)将外壳103加工成圆筒形状,外壳103的底部为一台阶孔;将铁芯102加工成阶梯圆柱形状,铁芯102的底部直径和外壳103的底部直径为过盈配合。
(2)磁钢101加工成圆弧形状,其半径和外壳103的内径相等,磁钢101的角度为120度,磁钢101外表面做镀镍处理;三片磁钢采用同样的充磁方向。
(3)外壳103和铁芯102装配时,用干冰冷却铁芯102底部10分钟,铁芯102颈缩后,此时,将铁芯102装配于外壳103内,采用车工工艺,将铁芯102和外壳103所在的端面加工为平面,使铁芯102和外壳103成为一体。
(4)将三片磁钢101围绕外壳103的内壁放入外壳103内部,三片磁钢101分布于外壳103内部。
(5)将绕有金属线圈104的套筒105放入三片磁钢101内部,与之相应,铁芯102装入套筒105中。