多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌。
【背景技術(shù)】
[0002]磁浮導(dǎo)軌是利用磁場(chǎng)力將運(yùn)動(dòng)物體懸浮起來(lái)的，由于它非接觸、無(wú)摩擦、無(wú)磨損，無(wú)需潤(rùn)滑，具有噪聲小、功耗低、隔振、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠用于實(shí)現(xiàn)平動(dòng)機(jī)械節(jié)能、高效高速可靠運(yùn)行。但是，電磁懸浮導(dǎo)軌(如上海磁懸浮列車)電耗高，昂貴的傳感器和控制器使得它體積大、造價(jià)貴、控制復(fù)雜、可靠性降低；超導(dǎo)磁浮導(dǎo)軌(如日本高速列車)需要致冷設(shè)備，它體積大、能耗高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)不菲；而永磁懸浮導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低、無(wú)能耗等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軌道運(yùn)輸、機(jī)床軌道等領(lǐng)域。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的電磁、超導(dǎo)磁浮導(dǎo)軌有功耗及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，包括永磁導(dǎo)軌定子軌架，在定子軌架內(nèi)部沿中心線設(shè)置有“土”字形承載軌，“土”字形承載軌的兩橫端頭分別通過(guò)萬(wàn)向輪與定子軌架內(nèi)壁接觸；在定子軌架兩側(cè)內(nèi)壁間隔設(shè)置有定子鋼軌，每個(gè)定子鋼軌上表面覆蓋有一層上永磁體；在承載軌的兩橫之間的兩側(cè)同樣間隔設(shè)置有平動(dòng)鋼軌，每個(gè)平動(dòng)鋼軌下表面覆蓋有一層下永磁體。
[0005]本實(shí)用新型的多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，其特征還在于:
[0006]所述的每側(cè)的定子鋼軌與平動(dòng)鋼軌依次間隔排列，兩個(gè)為一組，并且每組中的上永磁體與下永磁體相對(duì)設(shè)置。
[0007]萬(wàn)向輪換為導(dǎo)向鋼珠。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌豎向的無(wú)摩擦、無(wú)功耗懸浮支承，提高了永磁導(dǎo)軌的承載力；解決了現(xiàn)有電磁、超導(dǎo)磁浮導(dǎo)軌有功耗及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，其承載力可用一種磁力解析模型快速計(jì)算得到，若限制該永磁導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，該裝置可作為永磁彈簧使用。
[0009]優(yōu)點(diǎn)包括:
[0010]I)由于實(shí)現(xiàn)了無(wú)摩擦或小摩擦導(dǎo)軌支承，節(jié)能效果明顯，有效降低了運(yùn)行功耗，提高設(shè)備的運(yùn)行速度、效率及使用壽命。
[0011]2)不需要潤(rùn)滑劑和密封裝置，不會(huì)因潤(rùn)滑劑影響環(huán)境，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大降低了導(dǎo)軌維護(hù)費(fèi)用。
[0012]3)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在低溫、真空以及腐蝕性介質(zhì)中正常工作。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型多層嵌套式永磁導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1.定子軌架，2.導(dǎo)向鋼珠，3.定子鋼軌，4.上永磁體，5.下永磁體，6.平動(dòng)鋼軌，7.萬(wàn)向輪，8.承載軌。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是，包括永磁導(dǎo)軌定子軌架1，在定子軌架I內(nèi)部沿中心線設(shè)置有“土”字形承載軌8，“土”字形承載軌8的兩橫端頭分別通過(guò)萬(wàn)向輪7或?qū)蜾撝?與定子軌架I內(nèi)壁接觸，將承載軌8支撐安裝在定子軌架I兩側(cè)內(nèi)壁，起導(dǎo)向作用；在定子軌架I兩側(cè)內(nèi)壁間隔設(shè)置有定子鋼軌3，每個(gè)定子鋼軌3上表面覆蓋有一層上永磁體4 ;在承載軌8的兩橫之間的兩側(cè)同樣間隔設(shè)置有平動(dòng)鋼軌6，每個(gè)平動(dòng)鋼軌6下表面覆蓋有一層下永磁體5 ;每側(cè)的定子鋼軌3與平動(dòng)鋼軌6依次間隔排列，兩個(gè)為一組，并且每組中的上永磁體4與下永磁體5相對(duì)設(shè)置。
[0017]萬(wàn)向輪7或?qū)蜾撝?的位置可以互換，或全部統(tǒng)一為其中的一種。
[0018]本實(shí)用新型的原理是，固定在平動(dòng)主軌架上的承重平動(dòng)鋼軌6 ;承載軌8，承載運(yùn)動(dòng)部件整體重量。上永磁體4與下永磁體5均為永磁材料，其余部件均為鋼鐵材料。上永磁體4與下永磁體5分別固定在鋼鐵件上，增加了機(jī)械強(qiáng)度、剛性，又增加了兩種永磁體工作間隙的磁場(chǎng)及懸浮磁力；上永磁體4與下永磁體5的磁化方向相反，上永磁體4與下永磁體5相互排斥，排斥磁力產(chǎn)生豎向懸浮支承力。該型永磁導(dǎo)軌主要用來(lái)承載豎向主載荷，當(dāng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌承受豎向主載荷增加，則永磁導(dǎo)軌上下間隙變小，排斥磁力增大，永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)力使運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌在上下間隙某位置達(dá)到非接觸平衡。萬(wàn)向輪7或?qū)蜾撝?與定子軌架I內(nèi)壁接觸，起橫向?qū)蜃饔?。該型永磁?dǎo)軌定子部件縱向較長(zhǎng)，動(dòng)子部件縱向較短。
[0019]本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)是，應(yīng)用永磁體同極性相斥、永磁體在平板鋼鐵材料中鏡像原理和疊加原理，將原一對(duì)排斥永磁體經(jīng)多層嵌套疊堆構(gòu)成多層嵌套式永磁導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌豎向的無(wú)摩擦、無(wú)功耗懸浮支承，提高了永磁導(dǎo)軌的承載力，克服了機(jī)械導(dǎo)軌摩擦損耗，電磁、超導(dǎo)磁浮導(dǎo)軌有功耗及成本高等問(wèn)題，可用于高性能機(jī)床導(dǎo)軌、城市輕軌、航母的電磁彈射及電磁炮的無(wú)摩擦支承。
[0020]本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是:將永磁體固定在平板鋼鐵材料上，增強(qiáng)了動(dòng)靜永磁體間隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度，提高了永磁體磁能利用率和磁力；根據(jù)疊加原理構(gòu)思的多層嵌套式永磁導(dǎo)軌，結(jié)構(gòu)緊湊，承載力提高。由于主載荷在豎向無(wú)摩擦，所以可實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦損耗、無(wú)發(fā)熱、節(jié)能；可降低機(jī)械振動(dòng)及噪音；可提高運(yùn)行效率的目的。
[0021]本實(shí)用新型的多層嵌套式永磁導(dǎo)軌，基于疊加原理，采用多層排列的成對(duì)排斥永磁體，實(shí)現(xiàn)提高永磁導(dǎo)軌承載力的目的。多層嵌套式永磁導(dǎo)軌可解決機(jī)械導(dǎo)軌、電磁懸浮導(dǎo)軌、超導(dǎo)磁浮導(dǎo)軌的不足。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，其特征在于：包括永磁導(dǎo)軌定子軌架（I)，在定子軌架⑴內(nèi)部沿中心線設(shè)置有“土”字形承載軌⑶，“土”字形承載軌⑶的兩橫端頭分別通過(guò)萬(wàn)向輪（7)與定子軌架（I)內(nèi)壁接觸；在定子軌架（I)兩側(cè)內(nèi)壁間隔設(shè)置有定子鋼軌(3)，每個(gè)定子鋼軌（3)上表面覆蓋有一層上永磁體（4);在承載軌（8)的兩橫之間的兩側(cè)同樣間隔設(shè)置有平動(dòng)鋼軌出），每個(gè)平動(dòng)鋼軌出）下表面覆蓋有一層下永磁體（5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，其特征在于：所述的每側(cè)的定子鋼軌（3)與平動(dòng)鋼軌（6)依次間隔排列，兩個(gè)為一組，并且每組中的上永磁體（4)與下永磁體（5)相對(duì)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，其特征在于：所述的萬(wàn)向輪（7)換為導(dǎo)向鋼珠（2)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多層嵌套式永磁懸浮導(dǎo)軌，包括永磁導(dǎo)軌定子軌架，在定子軌架內(nèi)部沿中心線設(shè)置有“土”字形承載軌，“土”字形承載軌的兩橫端頭分別通過(guò)萬(wàn)向輪與定子軌架內(nèi)壁接觸；在定子軌架兩側(cè)內(nèi)壁間隔設(shè)置有定子鋼軌，每個(gè)定子鋼軌上表面覆蓋有一層上永磁體；在承載軌的兩橫之間的兩側(cè)同樣間隔設(shè)置有平動(dòng)鋼軌，每個(gè)平動(dòng)鋼軌下表面覆蓋有一層下永磁體。本實(shí)用新型的裝置，將永磁體經(jīng)多層嵌套疊堆，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌豎向的無(wú)摩擦、無(wú)功耗懸浮支承，提高了永磁導(dǎo)軌的承載力，可用于高性能機(jī)床導(dǎo)軌、城市輕軌、航母的電磁彈射及電磁炮的無(wú)摩擦支承。
【IPC分類】H02N15-00
【公開號(hào)】CN204425210
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520112994
【發(fā)明人】田錄林, 田琦, 田亞琦
【申請(qǐng)人】西安理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日