一种永磁式间隔绕组旋转磁场产生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种永磁式间隔式绕组旋转磁场产生装置，属表面改性装备技术领域。包括沿圆周均匀分布的多对铁芯和励磁绕组，磁头和附加永磁磁头，铁芯固定底盘，励磁绕组内、外保护罩，以及隔热板。铁芯下端固定在铁芯固定底盘上，励磁绕组外保护罩和内保护罩分别固定在铁芯固定底盘的内外圈上、并将励磁绕组罩于其相互间形成的空腔中，隔热板固定在励磁绕组内、外保护罩的上表面。通过顺序对励磁绕组通断电产生旋转磁场，用于材料表面激光熔覆涂层的结构和性能优化，旋转的磁场加到正在进行激光熔覆的工件上，实现激光熔覆过程中微观组织改善和表面综合性能提高。具有可获得高强度旋转磁场、小型化、易装配、拆卸等优点，可在较小的环境空间内进行磁化处理，满足各种工况条件下磁化处理的需要。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种永磁式间隔绕组旋转磁场产生装置，特别是一种用于材料表面激光熔覆涂层微观组织和性能优化的旋转磁场产生装置，属于表面改性装备

技术介绍
随着近年来激光熔覆表面改性技术在生物、航空、航天、机械、材料、冶金、矿山、核电等领域的进ー步广泛应用，对激光熔覆改性涂层的微观组织结构、物化性能、力学性能、 光电性能及生物医学性能等提出了越来越高的要求。但激光熔覆涂层普遍存在熔覆层组织不够均勻、易出现气孔和裂纹等缺陷。为了有效弥补激光熔覆的不足，充分发挥其优势，近年来研究人员提出外加磁场辅助激光焊接和激光熔覆的新思路。根据国内外现有的研究和报道，外加磁场的形式有纵向磁场、横向磁场等，但这些磁场都属于静态下的磁场，磁场分布局限在空间某一位置，并且磁力线的方向始终固定。通过试验研究证明，这些静态形式的磁场都能对激光焊接、激光熔覆过程中熔池内的金属流动和结晶产生一定的影响，从而影响熔池内金属的传质和传热过程，以致改善其エ艺，提高改性层的质量。虽然静态磁场可以对熔池内金属的传质和传热产生影响，但静态磁场在某ー时刻只能对熔池内金属在特定的方向上影响传质和传热过程。因此，静态磁场对改善エ艺依然存在较大的局限性。如果能研制出ー种具有多方向影响熔池金属传质和传热的エ艺，对进一歩改善激光熔覆复合涂层的微观组织形态，提高激光熔覆涂层的表面综合性能将具有十分重要的意义。目前，还没有改善激光熔覆エ艺的旋转磁场产生装置的报道，特别是具有较强磁场強度、使用效果好的旋转磁场产生装置尚无报道。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种永磁式间隔绕组旋转磁场产生装置，为激光熔覆エ 艺提供旋转磁场，改善液态金属的流动和结晶特征，优化激光熔覆涂层组织结构和综合表面性能。本技术的技术方案是永磁式间隔绕组旋转磁场产生装置，包括沿圆周均勻分布的多对铁芯2和套固于其上的励磁绕组6、装于每对铁芯2上端的多对磁头1和附加永磁磁头13、铁芯固定底盘5、励磁绕组外保护罩3、励磁绕组内保护罩4、以及隔热板11，铁芯2下端通过螺母8配合固定在铁芯固定底盘5上，励磁绕组外保护罩3和内保护罩4分别固定在铁芯固定底盘5的内外圈上、并将励磁绕组6罩于其相互间形成的空腔中，隔热板 11固定在励磁绕组内、外保护罩3和4的上表面，附加永磁磁头13装于磁头1端头。每个励磁绕组6包括绕组固定端板9及将其固定在铁芯上、下端的固定螺母7，由内至外沿周圈均勻固定在上、下绕组固定端板9上的多层线圈固定实心立柱12、以及绕制在每层线圈固定实心立柱12上的线圈，每层线圈之间保持一定间距。所述励磁绕组6的线圈固定实心立柱12的层数为2、层，每层有圹12根实心立柱，每根实心立柱为直径3 5mm的金属立柱，每层线圈之间的间距为广3mm，以保证每层线圈之间有一定的散热间隙。实心立柱12的层数、每层实心立柱的数量和每层线圈之间的间距，均根据实际需要在给定范围内确定，保证能够形成足够的磁场强度和散热即可。所述磁头1、附加永磁磁头13、铁芯2和励磁绕组6的数量为2飞对，每对磁头1、 附加永磁磁头13、铁芯2和励磁绕组6之间的间隔为3(Γ90°。磁头1为条柱形结构，其与隔热板11间隔广5mm的縫隙，且每对磁头成直线对置装配。铁芯2、励磁绕组6、磁头1和附加永磁磁头13的数量、以及磁头1与隔热板11的间隙大小，根据实际需要在给定范围内选择确定，保证能够形成足够的磁场强度即可。附加永磁磁头13的断面形状与磁头1相同，其中心与磁头1同轴，且每对永磁磁头成直线对置装配。磁头1和铁芯2的断面可为圆形、方形等，其材质可为纯铁、铁硅合金(如硅钢)、铁镍系合金、铁铝合金、非晶磁性材料、铁氧体等。所述励磁绕组外保护罩3厚1 5mm，其上开有多个直径1 20mm的散热孔，可由普通铜、钢、铁等金属薄板制成。保护罩3的厚度及其上散热孔的数量根据实际需要确定， 保证对绕组的防护和正常散热即可。励磁绕组内保护罩4可采用隔热材料制成。所述磁头1与铁芯2通过磁头铁芯连接固定螺栓10连接固定，线圈固定实心立柱 12通过螺纹配合固定在励磁绕组固定端板9上，励磁绕组外保护罩3与铁芯固定底盘5通过耐高温绝缘胶连接固定，励磁绕组内保护罩4与铁芯固定底盘5通过耐高温绝缘胶连接密封固定，隔热板11与励磁绕组外保护罩3和励磁绕组内保护罩4通过耐高温绝缘胶固定连接并密封。本技术通过对在同一圆周均勻间隔分布的多对励磁绕组进行順序通、断电来实现磁场的旋转，每对励磁绕组的通断电时间间隔、周期以及励磁电流的大小均可单独进行调节。本装置通过在同一圆周均勻间隔分布的多对励磁绕组的順序通、断电来产生旋转磁场，通过调节励磁绕组的順序通断电时间间隔和周期、以及励磁电流的大小，即可方便地实现磁场旋转频率和磁场强度的大小变化。同吋，由于在磁头上增加了条形附加永磁磁头， 使装置的磁场强度大大加強，在激光熔覆过程中可以取得更好的使用效果。通过改变该旋转磁场的旋转频率和励磁电流的大小，可便捷而有效地改善激光熔覆エ艺，改善熔池内液态金属的传质和传热过程。具有小型化、易装配、拆卸等优点，可在较小的环境空间内进行磁化处理，满足各种工程和エ况条件下磁化处理的需要。附图说明图1为本技术主视示意图；图2为本技术府视示意图；图3为本技术A-A剖视示意图；图4为本技术原理图；图5为本技术实施例1绕组1-1’产生旋转磁场的过程示意图；图6为本技术实施例1绕组2-2’产生旋转磁场的过程示意图；图7为本技术实施例1绕组3-3’产生旋转磁场的过程示意图。图中各标号依次为1-磁头；2-铁芯；3-励磁绕组外保护罩；4-励磁绕组内保护罩；5-铁芯固定底盘；6-励磁绕组；7-励磁绕组端板固定螺母；8-固定螺母；励磁绕组固定端板9 ;10_磁头铁芯连接固定螺栓；11-隔热板；12-线圈固定实心立柱；13-附加永磁磁头。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术作进ー步阐述，但本技术的保护范围不限于所述内容。实施例1 參见图1、2、3，本永磁式间隔绕组旋转磁场产生装置，包括沿圆周均勻分布的3对铁芯2和套固于其上的励磁绕组6、装于每对铁芯2上端的3对磁头1和附加永磁磁头13、铁芯固定底盘5、励磁绕组外保护罩3、励磁绕组内保护罩4、以及隔热板11，铁芯2下端通过螺母8配合固定在铁芯固定底盘5上，励磁绕组外保护罩3和内保护罩4分别固定在铁芯固定底盘5的内外圈上、并将励磁绕组6罩于其相互间形成的空腔中，隔热板 11固定在励磁绕组内、外保护罩3和4的上表面，附加永磁磁头13装于磁头1端头。每个励磁绕组6包括绕组固定端板9及将其固定在铁芯上、下端的固定螺母7，由内至外沿周圈均勻固定在上、下绕组固定端板9上的6层线圈固定实心立柱12、以及绕制在每层线圈固定实心立柱12上的线圈，每层有4根直径5mm的铜质实心立柱，每层线圈之间间距为3mm。每个条柱形磁头1的端头装有与其同轴的附加永磁磁头13，磁头1、附加永磁磁头13和铁芯 2的断面均为圆形，每对磁头1、附加永磁磁头13、铁芯2和励磁绕组6之间的间隔为60°， 磁头1与隔热板11间隔5mm，且每对磁头1和附加永磁磁头13成直线对置装配。磁头1与铁芯2通过磁头铁芯连接固定螺栓10连接固定，线圈固定实心立柱12 通过螺纹配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋业华，纪升伟，刘洪喜，张晓伟，王传琦，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：