一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁制造技术

本发明专利技术涉及一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，包括左磁路板、轭铁、垫片、顶杆、衔铁、右磁路板、盖板、薄膜、挡铁和线圈。该带磁断路器结构挡铁的比例电磁铁输出电磁力比例特性好，磁能利用率高，制造成本低，抗污染能力强，批产稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁
本专利技术专利涉及一种比例电磁铁，尤其是应用于各种比例电磁阀及直接输出电磁力的带磁断路器结构挡铁的比例电磁铁。
技术介绍
比例电磁铁是比例电磁阀的关键驱动部件，具有输出电磁力与输入电信号几乎成线性一一对应关系的特点，因此得名比例电磁铁。比例电磁铁在较大的行程范围内均具有良好的线性特征，并且噪声小，广泛应用于各种类型的比例电磁阀，也作为单独的驱动原件输出电磁力以驱动其他机械结构实现电控信号下的动作。传统的比例电磁铁均基于“磁力线理论”及“磁分路器结构”，设置由带有“磁分路器”结构的挡铁，并且配合极靴与衔铁的结构实现电磁场在比例电磁铁内部的分配，从而实现衔铁与挡铁之间间距（即衔铁的行程）不同时，线圈电流一定时电磁力基本保持不变，进而电磁铁通过衔铁输出的电磁力主要与输入信号在线圈内产生的等效电流成正比例关系。基于磁力线理论和“磁分路器结构”的比例电磁铁对于产品的制造有较高的要求，体现在衔铁运动时衔铁的轴心与极靴及挡铁的轴心保持较好的同心性，由于机械制造误差的存在，必须给运动输出电磁力的衔铁提供较低摩擦系数的材料以支撑衔铁的往复运动。由于需要采用摩擦材料支撑衔铁的往复运动，衔铁与挡铁、极靴之间必须提供较大的间隙以使摩擦材料制造的零件能够被安装。从磁阻理论，留给摩擦材料的间隙在比例电磁铁的内部造成了较大的“等效磁阻”，显著的降低了磁场的利用率。在液压比例电磁阀中，这样的摩擦材料经常受到工作介质的污染使电磁铁产生运动不灵活导致比例电磁阀的失效。中国专利技术专利授权号“CN103050217B”为代表的专利结构充分体现了磁力线理论及“磁分路器结构”，其具有典型的带有磁分路器的挡铁、衔铁和及极靴的核心结构特征。该专利结构中的双支撑结构较好的解决了衔铁往复运动所需摩擦副的问题，但是对产品的制造仍然有较高的要求，存在零部件加工难度大，产品装配要求高导致批量生产质量不够稳定的问题。同时，由于结构的限制，衔铁和挡铁之间形成的空隙以及衔铁与极靴之间的空隙，同样存在等效磁阻较大，输入信号激励线圈产生的磁能利用率不高的问题。中国专利技术专利授权号“CN103714940B”代表了另外一类磁力线理论和磁分路器结构。其使用连接环将挡铁与极靴连接成一体的结构有效的降低了产品制造的难度，并且可以实现衔铁与挡铁及极靴之间较小的配合间隙，减小部分等效磁阻。但其为制造降低难度而存在的通孔结构的挡铁，使得电磁铁的磁阻整体有所增加，存在比例电磁铁对输入电信号激励线圈产生的磁场能量利用率不高的问题。同时，由于衔铁没有其他零件支撑而与挡铁、极靴直接接触形成摩擦副配合间隙较小，存在污染物进入摩擦副导致衔铁运动不灵活的情况，该结构存在抗污染能力不高的问题。在中国专利授权号“CN1272553C”的专利中，其不锈钢材质的薄壁筒与衔铁组成摩擦副的结构是典型一类比例电磁铁结构，同样存在不锈钢薄壁筒导致的等效磁阻增加的问题。同时，薄壁不锈钢套筒本身就有较高的制造难度，存在质量稳定性的问题。中国专利申请号为“CN201721437952.5”的技术专利中，其设置V型槽的导套结构基于传统的磁力线理论，实现了近似比例电磁铁行程变化电磁力基本不变的“水平”特性，但其磁能利用率偏低，比例电磁铁的“水平”特性较前述几个专利较差，仍然是基于传统“磁力线理论”的结构。尤其是采用对导套热处理方式来减少V型结构“漏磁”产生的磁能利用率较低的方式，在实际工程中会带来批量生产的产品散差大，一致性不好的问题。总体来说，受制于基础理论研究的不深入，国内比例电磁铁一直没有突破基础理论的限制，没有彻底解决零部件加工制造难度大、批量生产质量不稳定和磁能利用效率不高的问题。
技术实现思路
为了解决现有比例电磁铁零部件加工制造难度大，产品组装要求高，抗污染能力不高以及磁能利用率低的缺点，本专利技术提供了一种基于基础理论研究成果的，零部件制造难度较低，产品组装简单，磁能利用效率高的比例电磁铁结构。本专利技术专利的技术解决方案：(详见权利要求书)本专利技术专利所具有的优点：1、本专利技术采用带有横截面为三角形或圆弧形或矩形的分段圆弧形或螺旋线形的沟槽结构磁断路器的挡铁，实现了挡铁和极靴的一体式集成，有效增加了挡铁沿电磁铁轴线方向的磁阻，减少了磁场直接沿挡铁形成的回路引起的磁能损失。2、本专利技术专利采用薄膜与衔铁部件组成摩擦副，具有摩擦系数小，电磁铁性能受摩擦影响小的优点。3、本专利技术专利采用薄膜和衔铁组成的摩擦副，挡铁与衔铁之间轴线间隙小，降低了等效磁阻，提高比例电磁铁对磁能的利用效率。4、本专利技术专利采用薄膜和衔铁组成的摩擦副，产品组装过程简单，产品合格率高。5、本专利技术专利采用具有磁断路器结构的一体式挡铁，显著降低了挡铁的加工难度，并且可显著降低因运输等过程造成零件损伤对产品性能的影响，可显著降低产品成本。附图说明图1为本专利技术具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁的结构原理图；图2为本专利技术具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁的工作原理示意图；图3为本专利技术具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁的磁断路器为单螺旋线形的示意图；图4为本专利技术具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁的磁断路器为多螺旋线形的示意图；图5为本专利技术具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁的磁断路器为多段圆弧形的示意图。其中附图标记为：1-左磁路板，2-轭铁，3-垫片，4-顶杆，5-衔铁，6-右磁路板，7-盖板，71-接触环，8-薄膜、9-挡铁，91-左圆锥面，92-圆柱面，92a-磁断路器，93-右圆锥面，94-小孔，95-大孔，10-线圈。具体实施方式如图1所示，一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其关键技术是：由左磁路板1、轭铁2、垫片3、顶杆4、衔铁5、右磁路板6、盖板7、薄膜8，带磁断路器（92a）的挡铁9、线圈10等组成。左磁路板1和右磁路板6均由软磁材料构成，用于形成比例电磁铁内部的磁场回路。轭铁2由软磁材料构成，用于形成比例电磁铁的磁场回路，同时用于安装定位左磁路板1、右磁路板6、盖板7和线圈10。垫片3由非导磁材料构成，用于防止电磁铁吸合时衔铁5左端面与挡铁9内的大孔95底部贴合导致的电磁铁剩磁过大的问题。顶杆4由非导磁材料构成，表面设置有沟槽用于连通挡铁9内小孔94和衔铁5内的通孔，衔铁5由软磁材料构成，顶杆4和衔铁5铆接成一体；盖板7由非导磁材料构成，设置有非连续圆弧形凸起结构的接触环71，接触环71用于预防比例电磁铁浸入液体使用时，衔铁5的右端面与盖板7贴合导致的工作阻力问题。挡铁9由软磁材料构成，设置有相连的左圆锥面91、圆柱段92和右圆锥面93，圆柱面92上设置有横截面形状为三角形、半圆形或矩形的磁分路器92a，磁分路器92a环绕圆柱面92圆周方向一周，环绕方式为圆环形，螺旋线形或多个圆弧链接，当环绕形状为多段不连续圆弧时，各圆弧段沿圆柱面92轴线排列。左圆锥面91、圆柱段92、右圆锥面93和磁断路器92a共同组成了比例电磁铁中的磁分路器结构。线圈10由塑料、漆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：/n所述比例电磁铁包括左磁路板1、轭铁2、垫片3、顶杆4、衔铁5、右磁路板6、盖板7、薄膜8、挡铁9、线圈10组成；/n所述左磁路板1为圆环型结构，由软磁材料构成；/n所述轭铁2为圆筒形结构，由软磁材料构成；/n所述垫片3为薄圆环结构，由非导磁材料构成；/n所述顶杆4为圆柱形结构，圆柱面上设置有沟槽，由非软磁材料构成；/n所述衔铁5为圆柱形结构，内设通孔，由软磁材料构成；/n所述右磁路板6为圆环形结构，由软磁材料构成；/n所述盖板7为薄圆片形结构，设置有多段突起圆弧结构组成的接触环71，由非导磁材料构成；/n所述薄膜8为长方形结构，放置于挡铁9大孔95内成圆筒形，由聚四氟乙烯或其他耐高温摩擦系数小的塑料材质构成；/n所述挡铁9为圆柱形结构，内部左端设置有小孔94，右端设置有大孔95，小孔94与大孔95连通；/n外部设置有相连的左圆锥段91、圆柱段92和右圆锥段93，圆柱段92表面设置有磁断路器92a，由软磁材料构成；/n所述线圈10由塑料、漆包线和铜质插针组成，用于输入电信号；/n所述左磁路板1与挡铁9左端紧密相连，左磁路板1左端用于安装连接主阀或者其他机械部件；/n所述轭铁2与盖板7铆接成一体，用于左磁路板1、垫片3、衔铁5、右磁路板6、挡铁8和线圈9的安装定位；/n所述垫片3放置于挡铁9内大孔95与小孔94连接处，贴紧大孔95底部；/n所述顶杆4与衔铁5紧密连接成一体；/n所述薄膜8内表面套接在衔铁5圆柱面上，外表面与挡铁9大孔95内壁紧贴，左端贴紧挡铁9大孔95底部，右端与盖板7紧贴；/n所述挡铁9右端与右磁路板6紧密相连，所述衔铁5放置于挡铁9内部大孔95内，且衔铁5可在挡铁9内部大孔95内滑动；/n所述线圈10套在挡铁9外圆上，位于轭铁2内部，左端靠紧左磁路板1，右端靠紧右磁路板6。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有磁断路器结构挡铁的比例电磁铁，其特征在于：
所述比例电磁铁包括左磁路板1、轭铁2、垫片3、顶杆4、衔铁5、右磁路板6、盖板7、薄膜8、挡铁9、线圈10组成；
所述左磁路板1为圆环型结构，由软磁材料构成；
所述轭铁2为圆筒形结构，由软磁材料构成；
所述垫片3为薄圆环结构，由非导磁材料构成；
所述顶杆4为圆柱形结构，圆柱面上设置有沟槽，由非软磁材料构成；
所述衔铁5为圆柱形结构，内设通孔，由软磁材料构成；
所述右磁路板6为圆环形结构，由软磁材料构成；
所述盖板7为薄圆片形结构，设置有多段突起圆弧结构组成的接触环71，由非导磁材料构成；
所述薄膜8为长方形结构，放置于挡铁9大孔95内成圆筒形，由聚四氟乙烯或其他耐高温摩擦系数小的塑料材质构成；
所述挡铁9为圆柱形结构，内部左端设置有小孔94，右端设置有大孔95，小孔94与大孔95连通；
外部设置有相连的左圆锥段91、圆柱段92和右圆锥段93，圆柱段92表面设置有磁断路器92a，由软磁材料构成；
所述线圈10由塑料、漆包线和铜质插针组成，用于输入电信号；
所述左磁路板1与挡铁9左端紧密相连，左磁路板1左端用于安装连接主阀或者其他机械部件；
所述轭铁2与盖板7铆接成一体，用于左磁路板1、垫片3、衔铁5、右磁路板6、挡铁8和线圈9的安装定位；
所述垫片3放置于挡铁9内大孔95与小孔94连接处，贴紧大孔95底部；
所述顶杆4与衔铁5紧密连接成一体；
所述薄膜8内表面套接在衔铁5圆柱面上，外表面与挡铁9大孔9...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦麟，毛晓明，
申请(专利权)人：陕西华诚领航电磁科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61