本發(fā)明涉及直線電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁直線電機(jī)次級(jí)。

背景技術(shù)：

目前，直線電機(jī)具有高響應(yīng)性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的特點(diǎn)而在加工中心、成型放電加工機(jī)和龍門(mén)系統(tǒng)等工業(yè)機(jī)械中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。直線電機(jī)可以看成旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開(kāi)并展開(kāi)成直線，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子成為直線電機(jī)的動(dòng)子(亦稱(chēng)為初級(jí))，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子成為直線電機(jī)的定子(亦稱(chēng)為次級(jí))，次級(jí)包括安裝板和安裝在安裝板的永磁體，安裝板安裝在機(jī)臺(tái)上。

直線電機(jī)運(yùn)行時(shí)存在熱損失，產(chǎn)生的熱量一部分留在初級(jí)一部分留在次級(jí)。由于初級(jí)本身體積較大，容易集成冷卻通道進(jìn)行冷卻，因而初級(jí)的散熱得到了較好的保證。但是，現(xiàn)有的直線電機(jī)存在以下缺陷：安裝板則難以集成水道進(jìn)行冷卻，主要原因有如下三點(diǎn)：1.從力學(xué)角度而言，安裝板所受永磁體的應(yīng)力較大，要求安裝板穩(wěn)固牢靠，而去除安裝板材料的加工會(huì)造成安裝板強(qiáng)度降低；2.從電磁角度來(lái)說(shuō)，永磁體正下方的安裝板起到導(dǎo)磁作用，去除安裝板材料的加工會(huì)導(dǎo)致該處磁導(dǎo)率下降，使得磁場(chǎng)強(qiáng)度下降，最終影響電機(jī)性能。3.從熱損耗角度來(lái)看，電機(jī)運(yùn)行時(shí)，熱損耗存遍布安裝板各處，普通的冷卻手段只能冷卻到局部，仍然存在安裝板熱量被機(jī)臺(tái)吸收的情況，依舊會(huì)引發(fā)機(jī)臺(tái)熱變形。以上三點(diǎn)，導(dǎo)致永磁直線電機(jī)次級(jí)的冷卻困難，而熱量不被帶走，則溫度將繼續(xù)上升次級(jí)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致永磁體退磁，一旦出現(xiàn)永磁體退磁將使電機(jī)推力大幅下降，存在機(jī)臺(tái)制動(dòng)失效的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種永磁體直線電機(jī)次級(jí)，其能實(shí)現(xiàn)安裝板的降溫，以降低外部機(jī)臺(tái)制動(dòng)失效的安全隱患。

本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種永磁直線電機(jī)次級(jí)，包括至少一個(gè)次級(jí)單元，所述次級(jí)單元包括永磁體和安裝板，所述永磁體安裝在所述安裝板上；所述安裝板底部?jī)?nèi)凹以用于與外部機(jī)臺(tái)表面之間形成氣隙；所述安裝板的兩側(cè)均開(kāi)設(shè)有貫穿所述安裝板相對(duì)兩端的冷卻通道。

進(jìn)一步地，所述次級(jí)單元數(shù)量為兩個(gè)或兩個(gè)以上；兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述次級(jí)單元沿直線依次排列，任意兩相鄰的冷卻通道通過(guò)連接組件連通。

進(jìn)一步地，所述連接組件包括兩連接接頭和連接管，所述連接組件的兩連接頭分別以可拆卸地方式安裝在兩相鄰冷卻通道的兩相鄰開(kāi)口處；各所述連接接頭均與所述冷卻通道連通；所述連接組件的所述連接管的兩端分別對(duì)應(yīng)密封插裝于該連接組件的兩所述連接接頭上，且所述連接組件的所述連接管連通該連接組件的兩所述連接接頭。

進(jìn)一步地，所述冷卻通道的兩開(kāi)口處均開(kāi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述連接接頭開(kāi)設(shè)有與所述內(nèi)螺紋螺接配合的外螺紋。

進(jìn)一步地，所述連接管插裝于所述連接接頭的部位與所述連接接頭之間設(shè)置有密封圈。

進(jìn)一步地，所述連接管的兩端均凸出有限位凸臺(tái)，所述限位凸臺(tái)形成有限位面，所述限位面與對(duì)應(yīng)的所述連接接頭靠近所述連接管的端面相抵碰。

進(jìn)一步地，所述永磁體通過(guò)黏膠固定在所述安裝板上。

進(jìn)一步地，所述安裝板上開(kāi)設(shè)有存膠槽，所述黏膠填充在所述存膠槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述永磁直線電機(jī)次級(jí)還包括裹覆所述永磁體外表面的灌封膠層。

進(jìn)一步地，所述安裝板上開(kāi)設(shè)有卡槽，所述永磁體卡裝在所述卡槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述卡槽呈燕尾狀。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過(guò)在安裝板與外部機(jī)臺(tái)之間形成氣隙，并在安裝板的兩側(cè)開(kāi)設(shè)冷卻通道，往冷卻通道內(nèi)通入流動(dòng)的冷卻劑，氣隙造成熱量在安裝板中傳遞時(shí)難以穿過(guò)底部氣隙排出，而運(yùn)動(dòng)至安裝板兩側(cè)的位置，并被兩側(cè)的冷卻通道帶走而排出安裝板外，實(shí)現(xiàn)了安裝板的降溫，防止永磁體退磁，避免了外部電機(jī)推力的大幅下降，降低機(jī)臺(tái)制動(dòng)失效的安全隱患；再者，減少安裝板傳遞至外部機(jī)臺(tái)的熱量，確保機(jī)臺(tái)的加工精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明永磁體直線電機(jī)次級(jí)的結(jié)構(gòu)示意圖(去除灌封膠層)；

圖2為本發(fā)明永磁體直線電機(jī)次級(jí)的透視圖；

圖3為本發(fā)明安裝板的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明安裝板的剖視圖；

圖5為本發(fā)明安裝板的俯視圖；

圖6為本發(fā)明永磁體直線電機(jī)次級(jí)的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本發(fā)明連接組件的剖視圖；

圖8為本發(fā)明連接組件的爆炸圖。

圖中：10、次級(jí)單元；11、永磁體；12、安裝板；121、冷卻通道；122、存膠槽；123、卡槽；20、氣隙；30、連接組件；31、連接接頭；311、外螺紋；32、連接管；321、限位凸臺(tái)；3211、限位面；33、密封圈；40、灌封膠層；50、外部機(jī)臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，需要說(shuō)明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實(shí)施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實(shí)施例。

如圖1-3所示的一種永磁直線電機(jī)次級(jí)，包括至少一個(gè)次級(jí)單元10，次級(jí)單元10包括永磁體11和安裝板12，永磁體11安裝在安裝板12上；安裝板12底部?jī)?nèi)凹以用于與外部機(jī)臺(tái)50表面之間形成氣隙20；安裝板12的兩側(cè)均開(kāi)設(shè)有貫穿安裝板12相對(duì)兩端的冷卻通道121。

使用時(shí)，往冷卻通道121內(nèi)通入流動(dòng)的冷卻劑，當(dāng)本永磁直線電機(jī)次級(jí)產(chǎn)生熱量時(shí)，熱量傳遞至安裝板12，由于空氣是不良導(dǎo)熱體，其導(dǎo)熱率降低且安裝板12底部與外部機(jī)臺(tái)50之間形成氣隙20，造成熱量在安裝板12中傳遞時(shí)難以穿過(guò)底部氣隙20排出，大部分熱量隨安裝板12的幾何形狀運(yùn)動(dòng)，并運(yùn)動(dòng)至安裝板12兩側(cè)的位置，而被冷卻通道121內(nèi)的冷卻劑帶走，實(shí)現(xiàn)安裝板12的降溫。

通過(guò)將冷卻通道121開(kāi)設(shè)在安裝板12的兩側(cè)，對(duì)安裝板12的厚度影響較小，且對(duì)磁路基本無(wú)影響，保障本永磁直線電機(jī)次級(jí)的正常使用，同時(shí)，通過(guò)底部與外部機(jī)臺(tái)50之間形成氣隙20，實(shí)現(xiàn)大部分熱量集中移動(dòng)至安裝板12的兩側(cè)，而使得開(kāi)設(shè)在兩側(cè)的冷卻通道121可帶走安裝板12的熱量，進(jìn)而對(duì)安裝板12進(jìn)行降溫，防止永磁體11退磁，避免了外部電機(jī)推力的大幅下降，降低外部機(jī)臺(tái)50制動(dòng)失效的安全隱患；再者，減少安裝板12傳遞至外部機(jī)臺(tái)50的熱量，確保外部機(jī)臺(tái)50的加工精度。

上述實(shí)施例中可采用以下兩種方式通入冷卻劑，方式一：將位于同一側(cè)的冷卻通道121的其中一開(kāi)口(如圖所示的a1)作為進(jìn)水口，另一開(kāi)口(如圖1的a2)作為回水口，進(jìn)而通入冷卻劑，該方式一的冷卻壓降較小，適用于次級(jí)單元10較多的本永磁直線電機(jī)次級(jí)；方式二：將其中一冷卻通道121的其中一開(kāi)口(如圖所示的a1)作為進(jìn)水口)，其中一冷卻通道121的另一開(kāi)口(如圖1的a2)與另一冷卻通道121的其中一開(kāi)口(如圖1所示的b1)直接通過(guò)連接管32連接，并將另一冷卻通道121的另一開(kāi)口(如圖1所示的b2)作為回水口的方式，進(jìn)而通入冷卻劑；該方式二的冷卻壓降較大，但進(jìn)出水口集中于一側(cè)，合適小型機(jī)臺(tái)和次級(jí)單元10較少的本永磁直線電機(jī)次級(jí)使用。

再者，次級(jí)單元10數(shù)量為兩個(gè)或兩個(gè)以上；兩個(gè)或兩個(gè)以上的次級(jí)單元10沿直線依次排列，任意兩相鄰的冷卻通道121通過(guò)連接組件30連通，通過(guò)增加次級(jí)單元10數(shù)量，提升外部永磁直線電機(jī)行程。

同時(shí)，上述實(shí)施例中的永磁體11可采用多段式設(shè)計(jì)，即永磁體11包括多段永磁體單元，每一永磁體單元的長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)比較短，即將同一磁極分成多段式，利用磁極分段降低損耗的方法，可有效減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)永磁體11內(nèi)部渦流，進(jìn)一步從源頭抑制永磁體11發(fā)熱。同時(shí)由于永磁體11體積減小，其制造的難度也會(huì)隨之減小，進(jìn)一步壓縮了成本。

如圖7-8所示，優(yōu)選的，連接組件30包括兩連接接頭31和連接管32，連接組件30的兩連接頭分別以可拆卸地方式安裝在兩相鄰冷卻通道121的兩相鄰開(kāi)口處；各連接接頭31均與冷卻通道121連通；連接組件30的連接管32的兩端分別對(duì)應(yīng)密封插裝于該連接組件30的兩連接接頭31上，且連接組件30的連接管32連通該連接組件30的兩連接接頭31，即同一連接組件30的連接管32和兩連接接頭31中，連接管32連通兩連接接頭31；采用兩連接接頭31和連接管32配合的方式，且連接接頭31以可拆卸的方式安裝，可任意選擇次級(jí)單元10的數(shù)量，通過(guò)不斷拼接來(lái)提升外部永磁直線電機(jī)行程；再者，該連接方式簡(jiǎn)單。

冷卻通道121的兩開(kāi)口處均開(kāi)設(shè)有內(nèi)螺紋，冷卻通道121的兩端均開(kāi)設(shè)有內(nèi)螺紋，可實(shí)現(xiàn)次級(jí)單元10數(shù)量的隨意增加，且連接接頭31開(kāi)設(shè)有與內(nèi)螺紋螺接配合的外螺紋311，通過(guò)螺紋螺接的方式，簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。

為了防止通入冷卻劑時(shí)，冷卻劑外溢，連接管32插裝于連接接頭31的部位與連接接頭31之間設(shè)置有密封圈33，即密封圈33分別與連接管32插裝于連接接頭31部位的外壁和連接接頭31的內(nèi)壁相貼合，實(shí)現(xiàn)兩者之間的密封連接，密封性能可靠。再者，與接頭連接的連接管32采用無(wú)螺紋設(shè)計(jì)，安裝連接管32時(shí)不需要扳手?jǐn)Q緊，僅需徒手接插即可。

連接管32的兩端均凸出有限位凸臺(tái)321，限位凸臺(tái)321形成有限位面3211，限位面3211與對(duì)應(yīng)的連接接頭31靠近連接管32的端面相抵碰，通過(guò)限位面3211實(shí)現(xiàn)連接管32的限位；再者，即使徒手插接時(shí)未將接頭插入到位，在將兩安裝板12安裝到相互抵碰的位置時(shí)，連接管32也隨之到位，大幅度提高安裝效率。

優(yōu)選地，永磁體11通過(guò)黏膠固定在安裝板12上。

上述實(shí)施例中，由于使用了冷媒強(qiáng)制冷卻，可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象。即冷媒溫度過(guò)低，液化空氣中的水汽，造成永磁體11驟冷出現(xiàn)凝水，影響?zhàn)つz穩(wěn)定性。為降低過(guò)冷現(xiàn)象對(duì)黏膠的影響，如圖6所示，進(jìn)一步地，永磁直線電機(jī)次級(jí)還包括裹覆永磁體11外表面的灌封膠層40。當(dāng)過(guò)冷現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，空氣中的水汽被冷凝出來(lái)，但由于永磁體11被灌封膠層40包裹，凝水無(wú)法接觸永磁體11，因而對(duì)黏膠不產(chǎn)生影響。此外，灌封膠層40起到將永磁體11與外界隔離的作用，在外部機(jī)臺(tái)50碎屑和切削液四濺的工況下，灌封膠層40可以有效延長(zhǎng)永磁體11壽命。

或者，為了降低黏膠失效對(duì)本永磁直線電機(jī)次級(jí)正常運(yùn)作的影響，如圖4所示，進(jìn)一步地，安裝板12上開(kāi)設(shè)有卡槽123，永磁體11卡裝在卡槽123內(nèi)，采用卡槽123安裝，利用卡槽123的槽壁抵消永磁體11所受到的磁吸力。此時(shí)即使出現(xiàn)了黏膠失效，永磁體11會(huì)被卡在卡槽123中，而不會(huì)被吸走。其次，在本永磁直線電機(jī)次級(jí)的制作過(guò)程中，使用黏膠粘結(jié)永磁體11時(shí)，需要輔以其他定位工裝，以便確保永磁體11黏接位置正確。本設(shè)計(jì)的卡槽123可以在永磁體11安裝時(shí)提供安裝軌道，無(wú)需額外工裝，可提高本永磁直線電機(jī)次級(jí)的生產(chǎn)效率。更進(jìn)一步地，卡槽123呈燕尾狀，燕尾狀的卡槽123通過(guò)斜壁來(lái)實(shí)現(xiàn)卡住作用。

安裝板12上開(kāi)設(shè)有存膠槽122，黏膠填充在存膠槽122內(nèi)?？煞乐乖陴つz未凝固前的四處流動(dòng)。

如圖5所示，在合理的初級(jí)設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，將永磁體11在電機(jī)運(yùn)行方向(如圖5所示的x線方向)上偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度(如圖5所示的夾角y)，利用傾斜的磁極可起到弱化磁場(chǎng)的突變情況，進(jìn)一步降低直線電機(jī)的推力波動(dòng)率。防治噪聲和振刀紋。

而為了進(jìn)一步防止安裝板12熱量從底部散出，可在氣隙20出填充隔熱材料。

上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來(lái)限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。