[实用新型]派生双铁心多极高温起重电磁铁

说明书

本实用新型涉及一种机电产品配件。

目前国内外生产的各种起重电磁铁都只有一个铁心和一个线圈，其外壳虽然实际上也是一个铁心，但其上不绕线圈。这种传统结构虽由于线圈密封于外壳内而具有防护好的优点，但也存在着线圈散热困难，线圈绕线厚度大，每匝平均长度Lp大等缺点，严重影响电磁铁产品的经济技术指标水平。

针对上述情况，本实用新型提供一种派生双铁心多极高温起重电磁铁，克服了上述起重电磁铁的缺点。

本实用新型是这样实现的：

派生双铁心多极高温起重电磁铁的结构如附图1所示(磁极数P＝6时)，它由两个小铁心1、两个大铁心2、两个大线圈3、两个小线圈4、两个大极靴5、两个小极靴6和轭铁7、吊环9组成，为防止意外撞击，除线圈3、4密封于保护筒8内之外，其四周还设置了保护栅网。

本实用新型的优点是：结构简单，可降低吸吊高温钢材时的工作气隙磁密和被吸钢材内部的磁密，提高了经济技术指标水平，保证吸吊成功。

下面结合附图详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图.

图2为本实用新型的单线圈示意图，

图3为本实用新型的磁势叠加示意图，

图4为起重电磁铁传统的结构示意图，

图5为派生双铁心结构演变示意图，

图6为单组双铁心结构示意图。

图中，1小铁心，2大铁心，3大线圈，4小线圈，5大极靴，6小极靴，7轭铁，8保护筒，9吊环。

众所周知：线圈的每匝平均长度Lp是决定直流起重电磁铁(及其它交、直流电磁铁)经济技术指标水平的关键参数。由直流起重电磁铁的基本设计计算公式推导可知：

①在铁心来饱和的一般情况下，电磁铁的吸力F与其线圈磁势(安匝)Iw的平方成正比，而Iw与Lp成反比，故可推知吸力F与Lp成反比；

②在其它条件相同的前提下，电磁铁线圈的消耗功率P与Lp成正比；

③在相同的其它条件下，电磁铁线圈的导线重量与Lp的平方成正比，由此可见，Lp越小越好。

采用磁势叠加式双铁心、双线圈结构是缩小Lp的有效手段。如附图2所示，线圈的绕线窗口面积Q＝AH，而线圈匝数为：

W＝foQ/Sd＝foAH/Sd，

式中，fo—绕线填充系数，Sd—导线截面积，A—绕线厚度，H—绕线高度，且

Lp＝π·(D1＋D2)/2

＝π·[D1＋(D1＋2A)]/2

＝π·(2D1＋2A)/2

＝π·(D1＋A)

即A越大，Lp越大，欲扩大Q＝AH以绕下更多的线圈匝，最好是扩大H而不扩大A，否则导致Lp上升。但在传统的单铁心、单线圈结构中，增大H将导致铁心与外壳之间的漏磁导上升，且使电磁铁的自重增加，诸多不利，故一般不宜过分增大H，而是适当扩大A，因而导致Lp上升。例如目前国内外生产的圆形起重电磁铁，其Lp在2～3米之间，矩形起重电磁铁的Lp达到3～4米。而采用磁势叠加式双铁心、双线圈结构，即相当于把原来的外壳变成了另一个铁心并在其上绕上另一个线圈，且使两个线圈按适当极性串连，以形成磁势叠加如附图3所示，即相当于获得了两个H，而使绕线高度增加了一倍，从而可在保持Q不变的前提下，减小A并缩短Lp。

鉴于派生双铁心多极高温起重电磁铁的吸起对象或吸物是温度高达600℃的高温钢材，其饱和磁密很低(如在20℃时饱和磁密为21000GS，而600℃时却只有7000GS左右)，因此必须力争降低吸起时高温钢材内部的磁密和起重电磁铁磁面积与被吸钢材之间的接触面积或“工作气隙”面积，力争使工作气隙磁密与高温被吸钢材内部的磁密相等，保证吸吊成功。首先工作气隙磁密为： Bo = 5000 K F F / PSo ]]>

式中：K_F—吸力安全系数，F—要求产生的吸力，

P—起重电磁铁的磁极数，So—工作气隙面积。

又：Bx＝SoBo/Sx

式中：Sx—用户给定的被吸钢材的截面积，

Bx—被吸钢材内部的磁密，

如欲增大So以降低Bo，则Bx上升，得不偿失；但若能使P增多，则既可降低Bo，又可降低Bx。