复叠式磁场系统的装配装置及其装配方法与流程

本发明涉及一种磁体技术，具体是，涉及一种复叠式磁场系统的装配装置及其装配方法。

背景技术：

磁场系统是磁制冷设备中的重要系统及部件之一，磁场性能的优劣直接关系到磁制冷机性能的发挥。磁场性能的优劣取决于两方面，一是设计，二是装配。一般情况下，磁场系统由轭铁和多块磁体组成，磁体按照一定的顺序装配在轭铁形成的空间中。目前，磁制冷机常用的磁场系统为圆柱状磁场，装配顺序按照halbach旋转理论，装配时采用中心芯体及多个与磁体形状类似的扇形模具。由于这种磁场系统外圈是整个圆周，在装配时中心芯体已经限制了磁体的径向运动，因此直接采用多块扇形模具逐一将所要装配的磁体挤压在一起就可以完成装配，因此装配起来相对容易。

对于磁场系统外圈是半圆的磁体，外圈对磁体失去了限制作用，且磁体在装配过程中，不仅有径向位移而且有周向和向上的位移，因此若采用现有装配整个圆柱状磁场系统的方法来装配复叠式磁场系统，不仅装配难度大，装配安全系数低，而且效率会大大降低。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种复叠式磁场系统的装配装置及其装配方法，能够降低复叠式磁场系统的装配难度，提高在轭铁盘上装配磁体的效率和装配安全性。

技术方案如下：

一种复叠式磁场系统的装配装置，包括：轭铁盘、卡具、限位模具及顶具；轭铁盘包括一个半圆环形底面和一个半圆柱面，半圆柱面的底边连接在半圆环形底面的顶部；卡具包括：卡具基座、第一螺栓与第二螺栓、第三螺栓，卡具基座为u形结构，在顶部设置第一螺纹孔，在侧部设置有第二螺纹孔，在u形结构的两个端部位置分别设置有第三螺纹孔；第一螺栓安装在第一螺纹孔，第二螺栓安装在第二螺纹孔，第三螺栓安装在第三螺纹孔。

进一步，轭铁盘用于摆放磁体，并且给磁体定位；卡具的材质为无磁不锈钢。

进一步，限位模具的形状为六面体结构，顶具的形状为楔形。

一种复叠式磁场系统的装配方法，包括：

测量并找出轭铁盘的中心位置，并划线标记；将位于中心位置的磁体的底面与轭铁盘的外圆弧面涂抹粘接剂；将磁体粘接在轭铁盘上，并将所标记的中心线与磁体边线对齐；

按照由中间向两边的顺序逐步装配中间磁体两侧的磁体，直到安装完最外侧的磁体，使所有磁体互相粘接并排列在轭铁盘上。

优选的，磁体的数量为偶数个，包含有两块位于中间的磁体。

优选的，用两套卡具以及限位模具和顶具装配中间位置磁体两侧的磁体，包括：

将位于中间位置磁体侧部的磁体放到轭铁盘上，侧部的磁体距离中间位置磁体较远的位置；

用卡具将被装配磁体卡住，调节卡具上面的第一螺栓与侧面的第二螺栓，对磁体1产生一定的预紧力，限制磁体向上或沿径向的位移；

施加外力，使侧部的磁体靠近中间位置磁体，停止施加外力，并在两块磁体的侧面涂抹粘接剂；

在中间位置磁体的相邻位置安装限位模具，中间位置磁体与限位模具之间留出间隙，用另一个卡具将限位模具卡紧在该位置上；

将顶具顶入磁体与限位模具中间的间隙，使被装配磁体逐步靠近中间位置磁体，直到贴紧中间位置磁体；

待两块磁体彻底粘接紧后，取掉卡具、限位模具及顶具。

优选的，使用两个卡具装配两侧最靠外的磁体，将所要装配的磁体粘接在轭铁盘上，沿圆周方向，将卡具前端的第三螺栓卡紧轭铁盘；

调节另一个卡具的位置使两个卡具上的第一螺纹孔对齐，装上第一螺栓和两个卡具的第二螺栓，两个卡具共用第一螺栓，调节第一螺栓、第二螺栓使得磁体紧贴轭铁盘的内表面，并且无法向上和沿径向移动；

在被装配磁体的侧面涂抹粘接剂，并调节卡具的第一螺栓，直到被装配磁体贴紧的已装配磁体；去掉两个卡具，完成装配。

本发明技术效果包括：

(1)采用由中间向两边的顺序在轭铁盘上装配磁体，装配过程简单，效率高。本发明采用由中间向两边装配的顺序，大大降低了装配难度，提高了装配效率。

(2)安全性强。本发明采用两套卡具、1块限位模具及多块顶具，实现了磁体在装配过程中多个自由度的精确控制，使其最终只能逐渐靠近已装配的磁体，避免了装配过程由于磁体间的排斥力而导致的磁体的崩裂，安全系数大大提高。

附图说明

图1是本发明中轭铁盘的结构示意图；

图2是本发明中卡具的结构示意图；

图3是本发明中装配中间两块磁体的示意图；

图4是本发明中卡具将被装配磁体卡住的示意图；

图5是本发明中在轭铁盘上完成装配磁体的示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本发明中轭铁盘2的结构示意图。

复叠式磁场系统的装配装置，包括：轭铁盘2、卡具3、限位模具4及顶具5。

轭铁盘2包括一个半圆环形底面21和一个半圆柱面22，半圆柱面22的底边连接在半圆环形底面的顶部。轭铁盘2用于摆放磁体1，并且给磁体1定位。

如图2所示，是本发明中卡具3的结构示意图。

卡具3包括：卡具基座31、第一螺栓32与第二螺栓33、第三螺栓34，卡具基座31的材质为无磁不锈钢，其主要作用是提供支撑。第一螺栓32与第二螺栓33、第三螺栓34的材质均为无磁不锈钢，第一螺栓32与第二螺栓33型号为m12，第三螺栓34的型号为m8，

卡具基座31为u形结构，在顶部设置第一螺纹孔35，在侧部设置有第二螺纹孔36，在u形结构的两个端部位置分别设置有第三螺纹孔37。第一螺栓32安装在第一螺纹孔35，第二螺栓33安装在第二螺纹孔36，第三螺栓34安装在第三螺纹孔37内。

第一螺栓32第二螺栓33的主要作用是在装配磁体的过程中挤紧磁体1并限制磁体1位置。其中，第一螺栓32限制磁体1上下活动的位置；第二螺栓33限制并调节磁体1圆周方向的位置；第三螺栓34限制整个卡具位置，防止磁体1装配过程中卡具3位置发生移动。第一螺栓32下部无螺栓孔。第一螺栓32在卡具1的顶部中心偏左位置；第二螺栓33在卡具的侧部中心偏下位置。第三螺栓34的长度稍小于整个卡具的高度，位于卡具基座31顶部偏右侧。

限位模具4的形状为六面体结构，顶具5的形状为楔形。

复叠式磁场系统的装配方法，具体包括以下步骤：

步骤1：测量并找出轭铁盘2的中心位置，并划线标记；将位于中心位置的磁体1的底面与轭铁盘2的外圆弧面涂抹粘接剂；将磁体1粘接在轭铁盘2上，并将所标记的中心线与磁体边线对齐；

取两块位于中间的磁体1中的一块(本实施例取两块中右侧的一块)，粘接到轭铁盘2上。磁体的数量为偶数。

如图3所示，是本发明中装配中间两块磁体1的示意图；如图4所示，是本发明中卡具3将被装配磁体1卡住的示意图。

复叠式磁场系统的装配方法是为了将多块磁体1装配到轭铁盘2上，采用卡具3、限位模具4及顶具5，按照一定的顺序，将磁体1装配在轭铁盘2上。采用两套卡具3，1块铝制的限位模具4，多块顶具5，卡具3的材质为不锈钢。

卡具3的作用是装配过程卡紧磁体1和限位模具4，限位模具4的作用是在特定的位置限制所装配磁体1的周向运动，顶具5的作用是将被装配磁体1挤压紧贴已装配的磁体1，完成被装配磁体1的装配。

步骤2：按照由中间向两边的顺序逐步装配中间磁体1两侧的磁体1，直到安装完最外侧的磁体1，使所有磁体1互相粘接并排列在轭铁盘2上。

用两套卡具3、1块限位模具4及顶具5装配紧邻已装配中间磁体1两侧的磁体1。

步骤21：将位于中间的磁体1左侧的磁体1放到轭铁盘2上，左侧的磁体1距离中间的磁体1较远的位置；

由于充磁的两块磁体1之间存在一定的排斥力，使两块磁体1远离以保证安全性。施加外力使磁体2移动到两磁体2之间排斥力平衡的位置。

步骤22：用卡具3将被装配磁体1卡住，调节卡具3上面的第一螺栓32与侧面的第二螺栓33，对磁体1产生一定的预紧力，限制磁体1向上或沿径向的位移；

步骤23：施加外力，使左侧的磁体1靠近中间的磁体1，直到某一位置，停止施加外力，并在两块磁体1的侧面涂抹粘接剂；

步骤24：在中间的磁体1的相邻位置安装限位模具4，中间磁体1与限位模具4之间留出间隙，用另一个卡具3将限位模具4卡紧在该位置上；

步骤25：将顶具5顶入磁体1与限位模具4中间的间隙，使被装配磁体1逐步靠近中间位置磁体1，直到贴紧中间位置磁体1；

步骤26：待两块磁体1彻底粘接紧后，取掉卡具3、限位模具4及顶具5；

步骤27：按照由中间向两边的顺序逐步装配其他磁体1，直到装配左右两侧最靠外的两块磁体1。

1、使用两个卡具3装配两侧最靠外的磁体1，将所要装配的磁体1粘接在轭铁盘2上，沿圆周方向，将卡具3前端的第三螺栓34卡紧轭铁盘2；

2、调节另一个卡具3的位置使两个卡具3上的第一螺纹孔35对齐，装上第一螺栓32和两个卡具3的第二螺栓33，两个卡具3共用第一螺栓32，调节第一螺栓32、第二螺栓33使得磁体1紧贴轭铁盘2的内表面，并且无法向上和沿径向移动。

3、在被装配磁体1的侧面涂抹粘接剂，并调节卡具3的第一螺栓32，直到被装配磁体1贴紧的已装配磁体1；

4、去掉两个卡具3，完成装配。

如图5所示，是本发明中在轭铁盘2上完成装配磁体1的示意图。

本发明采用卡具3、限位模具4及顶具5，彻底解决了复叠式磁场系统难以装配，且装配安全系数低，效率低的问题。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。