CN105840707B - 船用电磁作动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用电磁作动器，包括环形的磁钢托体和环形的导磁体；所述导磁体的截面为U型，导磁体的一端与磁钢托体连接，导磁体的另一端与磁钢托体之间依次设有线圈骨架、磁钢；线圈骨架上缠绕有线圈，线圈与磁钢之间有间隙；线圈骨架与传力架连接；传力架的两侧分别设有第一弹簧片、第二弹簧片，第一弹簧片与导磁体连接；第二弹簧片与磁钢托体连接；磁钢托体的外侧设有第一挡板；导磁体的外侧设有第二挡板；在导磁体上设有第一通风口，在磁钢托体上设有第二通风口。本发明散热效果好、电磁力系数大、作动力大。

Description

船用电磁作动器
技术领域
本发明涉及一种船舶推进轴系纵向主动控制装置，具体涉及一种船用电磁作动器。
背景技术
由于被动隔振可靠性高，因此通常采用被动控制对振源进行隔振。但随着科学技术的不断发展，对环境和设备的振动要求越来越高，被动隔振已经不能完全满足人们的需求，因此，通过主动元件进行结构振动有源控制越来越受到重视。
作动器是振动主动控制的重要装置，其作用是按照确定的控制律对控制对象施加控制力来控制***的振动响应。电磁作动器适用于中低频，控制力不太大的场合。现有的电磁作动器通常采用惯性式电磁作动器。但惯性式电磁作动器存在以下缺点：电磁力系数较小，作动器的输出力小，散热性能不良，工程应用受到限制；时间延迟长，控制信号到输出的主动控制力之间的时间延迟长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种散热效果好、电磁力系数大、作动力大的船用电磁作动器。
本发明所采用的技术方案是：
一种船用电磁作动器，包括环形的磁钢托体和环形的导磁体；所述导磁体的截面为U型，导磁体的一端与磁钢托体连接，导磁体的另一端与磁钢托体之间依次设有线圈骨架、磁钢，且磁钢与磁钢托体固定连接；所述线圈骨架上缠绕有线圈，所述线圈与磁钢之间有间隙；所述线圈骨架与传力架连接；
传力架的一侧与第一弹簧片的一端连接，第一弹簧片的另一端与导磁体连接；传力架的另一侧与第二弹簧片的一端连接，第二弹簧片的另一端与磁钢托体连接；
磁钢托体的外侧设有第一挡板，且第一挡板与磁钢托体之间有间隙；导磁体的外侧设有第二挡板，且第二挡板与导磁体之间有间隙；
在导磁体上设有第一通风口，在磁钢托体上设有第二通风口，能够有效地冷却线圈，大大改善电磁作动器的散热能力。
更进一步的方案是，第一挡板与传力架、第一弹簧片连接，第二挡板与传力架、第二弹簧片连接；即挡板安装于弹簧片与传力架连接的一端。
更进一步的方案是，在第一弹簧片、第二弹簧片与传力架的连接处设内压环，在第一弹簧片与导磁体的连接处和第二弹簧片与磁钢托体的连接处设外压环，内压环和外压环用于固定弹簧片。
更进一步的方案是，所述磁钢由多块磁钢单元拼接而成，呈环状。沿周向采用多块磁钢均匀拼接，能够保证磁性更加均匀，进一步增强作动器的作动力；且采用多个磁钢单元拼接设计能够更好地控制磁钢的曲度，保证其与其他结构贴合得更好，当某一个磁钢单元出现故障时，只需将其进行替换即可，操作方便。
更进一步的方案是，所述磁钢有2个；每个磁钢由多块磁钢单元拼接而成，为弧形结构；2个磁钢分别位于作动器的两侧；每个磁钢对应一个线圈、线圈骨架。
更进一步的方案是，所述磁钢有多个，多个磁钢周向均匀分布，且相邻磁钢之间有间隙。沿周向均匀设置磁钢，能够保证磁性更加均匀，进一步增强作动器的作动力；采用多块磁钢能够更好地控制磁钢的曲度，保证其与其他结构贴合得更好，当某一块磁钢出现故障时，只需将其进行替换即可，操作方便。
更进一步的方案是，所述磁钢为永磁铁。
更进一步的方案是，第一弹簧片与导磁体之间、第一弹簧片与传力架之间、第二弹簧片与传力架之间、线圈骨架与传力架之间通过螺栓连接。
磁钢、导磁体、磁钢托体组成磁轭组件，磁钢托体用于固定磁钢，还用于导磁；线圈、线圈骨架组成衔铁组件；磁轭组件和衔铁组件通过弹簧片连接，磁轭组件为可动组件，衔铁组件为静止组件，磁轭组件在衔铁组件的作用下做往复运动，实现对被控对象的控制；挡板用于限制所述磁轭组件的运动。
本发明的有益效果在于：
增加了电磁力系数，从而增加了主动作动力；
在导磁体上设有第一通风口，在磁钢托体上设有第二通风口，改善了结构的散热性能；
在线圈和磁钢之间预留适当的间隙以保证两者之间无摩擦运动；
永磁铁采用多块拼接方式，能够使其磁性更均匀，且方便维修与更换，节约成本；
在船舶推力轴承基座上安装本船用电磁作动器，当轴系运转时，该电磁作动器可有效衰减推力轴承基座纵向中低频振动。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明船用电磁作动器的剖视图；
图2为本发明船用电磁作动器的剖面图。
其中：1、导磁体，2、磁钢托体，3、永磁铁，4、线圈，5、线圈骨架，6、传力架，7-1、第一弹簧片，7-2、第二弹簧片，8、内压环，9-1、第一挡板，9-2、第二挡板，10、外压环，11、第一通风口，12、第三通风口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参见图1和图2，一种船用电磁作动器，包括环形的磁钢托体2和环形的导磁体1；导磁体1的截面为U型，U型导磁体的两端高度不一致；导磁体1的一端与磁钢托体2连接，导磁体1的另一端与磁钢托体2之间依次设有线圈骨架5、永磁铁3，且永磁铁3与磁钢托体2固定连接；线圈骨架5上缠绕有线圈4，线圈4与永磁铁3之间有间隙；线圈骨架5与传力架6连接；永磁铁3由多块永磁铁单元拼接而成，整体呈环状，置于导磁体1与磁钢托体2之间；采用多块永磁铁单元沿周向均匀拼接，能够保证磁性更加均匀，进一步增强作动器的作动力；且采用多块永磁铁单元拼接设计能够更好地控制曲度，保证其与其他结构贴合得更好，当某一个永磁铁单元出现故障时，只需将其进行替换即可，操作方便；
传力架6的一侧依次与第一弹簧片7-1的一端、第一挡板9-1连接，第一弹簧片7-1的另一端与导磁体1连接；传力架6的另一侧依次与第二弹簧片7-2的一端、第二挡板9-2连接，第二弹簧片7-2的另一端与磁钢托体2连接；第一挡板9-1置于磁钢托体2的外侧，第一挡板9-1与磁钢托体2之间有15mm~30mm间隙；第二挡板9-2置于导磁体1的外侧，第二挡板9-2与导磁体1之间有15mm~30mm间隙；
在导磁体1上设有第一通风口11，在磁钢托体2上设有第二通风口，在传力架上设有第三通风口12，通风口能够有效地冷却线圈4，大大改善电磁作动器的散热能力；
在第一弹簧片7-1、第二弹簧片7-2与传力架6的连接处设有内压环8，在第一弹簧片7-1与导磁体1的连接处和第二弹簧片7-2与磁钢托体2的连接处设外压环10，内压环9和外压环10用于固定弹簧片。
为了方便固定与安设，第一弹簧片7-1与导磁体1之间、第一弹簧片7-1与传力架6之间、第二弹簧片7-2与传力架6之间、线圈骨架5与传力架6之间、第一挡板9-1与第一弹簧片7-1之间，第二挡板9-2与第二弹簧片7-2之间通过螺栓连接。
永磁铁3、导磁体1、磁钢托体2组成磁轭组件；线圈4、线圈骨架5组成衔铁组件；衔铁组件设置于磁轭组件的内部，磁轭组件和衔铁组件之间通过弹簧片连接；衔铁组件通过传力架与弹簧片相连，进而与磁轭组件连接起来；当磁轭组件运动到挡板处时，不再继续朝原有方向运动，在弹簧力的作用下回到原有位置。当线圈4通电后，永磁体3受到变化的电磁激励力的作用，带动导磁体1以及磁钢托体2运动，当运动到挡板处时，在弹簧片的作用下回到原始位置，如此做往复运动，从而实现对振动的主动控制，减小被控对象的响应。
实施例2，与实施例1所不同的是，所述永磁铁有2个，布设在作动器的两侧；每个永磁铁由多块永磁铁单元拼接而成，为弧形结构；每个永磁铁对应一个线圈、线圈骨架。
实施例3，与实施例1所不同的是，所述永磁铁有多个，多个永磁铁周向均匀分布，且相邻永磁铁之间有间隙。沿周向均匀设置永磁铁，能够保证磁性更加均匀，进一步增强作动器的作动力；采用多块永磁铁能够更好地控制磁钢的曲度，保证其与其他结构贴合得更好，当某一块永磁铁出现故障时，只需将其进行替换即可，操作非常方便。
本发明结构紧凑，刚度高，结构漏磁小，永磁铁的沿周向均匀分布可以增强输出力；永磁铁采用多块拼接方式，能够使其磁性更均匀，且方便维修；通风口的设置能有效地冷却线圈，提高了结构的散热能力。
本发明中，永磁铁形状并不一定为圆环形，也可以为其他形状。挡板也可安装于其它位置，只要其能够有效限制导磁体的运动即可。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种船用电磁作动器，其特征在于：包括环形的磁钢托体和环形的导磁体；所述导磁体的截面为U型，导磁体的一端与磁钢托体连接，导磁体的另一端与磁钢托体之间依次设有线圈骨架、磁钢，且磁钢与磁钢托体固定连接；所述线圈骨架上缠绕有线圈，所述线圈与磁钢之间有间隙；所述线圈骨架与传力架连接；
传力架的一侧与第一弹簧片的一端连接，第一弹簧片的另一端与导磁体连接；传力架的另一侧与第二弹簧片的一端连接，第二弹簧片的另一端与磁钢托体连接；
磁钢托体的外侧设有第一挡板，且第一挡板与磁钢托体之间有间隙；导磁体的外侧设有第二挡板，且第二挡板与导磁体之间有间隙；
在导磁体上设有第一通风口，在磁钢托体上设有第二通风口。
2.根据权利要求1所述的船用电磁作动器，其特征在于：第一挡板与传力架、第一弹簧片连接，第二挡板与传力架、第二弹簧片连接。
3.根据权利要求1所述的船用电磁作动器，其特征在于：在第一弹簧片、第二弹簧片与传力架的连接处设内压环，在第一弹簧片与导磁体的连接处和第二弹簧片与磁钢托体的连接处设外压环。
4.根据权利要求1所述的船用电磁作动器，其特征在于：所述磁钢由多块磁钢单元拼接而成，呈环状。
5.根据权利要求1所述的船用电磁作动器，其特征在于：所述磁钢有2个；每个磁钢由多块磁钢单元拼接而成，为弧形结构。
6.根据权利要求1所述的船用电磁作动器，其特征在于：所述磁钢有多个，多个磁钢周向均匀分布。
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