大推力直线电机桁架安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种大推力直线电机桁架安装结构，属于电机技术领域。

背景技术：

大推力直线电机由于结构简单，定位精度高，反应速度快，灵敏度高而得到越来越多的使用。直线电机可以在短时间内提供巨大的直线动能，也正因为这样，动子在获得巨大动能的同时，对定子支架(金属桁架)也会存在巨大的反作用力，所以这对定子支架的承载能力提出了巨大的考验。

定子支架的承载能力取决于定子支架的结构、材料等因素，在材料确定的情况下，定子支架的受力结构就成为了支架承载能力的重要因素。参见图1a、1b，一般情况下大推力直线电机的定子块2’与定子支架1’(金属桁架)平面通过螺栓4紧密联结在一起，当直线电机启动，动子快速通过定子导轨时，定子块2’与定子支架1’之间会产生巨大的剪切力，而这个巨大的剪切力是通过多枚销钉3’来承载。直线电机起动时，当销钉3’不足以承担巨大的剪切力时，可能会造成销钉3’因受力过大而被切断，造成机械损坏或者人员受伤。另外，多个销钉3’之间，以及销钉3’与定子支架1’垂直方向的定位面存在过定位情况，需要进行现场的配打孔，增加了现场工作量。

因此，一种可以承受足够大的剪切力、且减少现场配打孔操作的大推力直线电机桁架安装结构成为本领域技术人员追求的目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有直线电机的定子块与定子支架之间通过因剪切力过大容易损坏承载剪切力的销钉由此带来的设备损坏以及人员受伤的问题，以及定子块与定子支架之间的承载剪切力的销钉需要现场配打孔而带来的现场工作量增大的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种大推力直线电机桁架安装结构，其包括一个纵向垂直设置的定子支架以及与定子支架固定连接的数个定子块，所述定子块与定子支架相对的背面设有两条纵向设置的筋板；其特征在于：在所述定子支架与所述定子块的筋板相邻处设有一个长方形孔，在所述长方形孔和所述定子块的筋板之间设有一对承载剪切力的楔块组件，所述楔块组件包括一个设所述长方形孔中且在宽度方向与所述长方形孔适配的调整块和一侧面与所述筋板相接触的支撑块，所述支撑块的另一侧面与所述调整块的一个侧面相接触，且两者之间相对的面为同一斜度斜面。

作为优选方式，其中，位于定子支架两端的定子块与定子支架之间设有一对楔块组件，且该两端的楔块组件反向布置于所述定子块筋板的外侧面。

作为优选方式，其中，位于定子支架两端中间的定子块上设有两对楔块组件，且所述每一对楔块组件分别设在所述定子块的两条纵向设置的筋板的外侧。

作为优选方式，其中，所述调整块包括与所述长方形孔宽度方向匹配的第一止挡部，沿所述第一止挡部的远离筋板的一端具有向定子块方向延伸出的第二止挡部；所述第二止挡部朝向所述筋板侧面的一面为斜面一，在所述斜面一的一侧形成一个呈楔形的凹陷部；在调整块的第一止挡部的后端部具有两个连接法兰，调整块通过法兰上下可以调整地与定子支架的背面固定。

作为优选方式，其中，所述支撑块呈与所述调整块的凹陷部适配的楔形状，所述支撑块具有与所述第二止挡部斜面一配合的斜面二，所述支撑块的另一侧面为与所述定子块的筋板的外侧面接触配合的纵向垂直的平面。

作为优选方式，其中，所述第一止挡部的厚度小于定子支架的长方形孔的厚度，所述长方形孔提供支撑块在垂直方向的限位。

作为优选方式，其中，所述支撑块与所述筋板连为一体。

作为优选方式，其中，所述调整块的第一止挡部的高度小于长方形孔的高度，所述法兰与所述定子支架固定的安装为纵向长条孔。

作为优选方式，其中，所述支撑块与所述调整块相对的斜面的斜度小于3∶20。

本实用新型所述大推力直线电机桁架安装结构通过采用上述的技术方案，通过在定子支架位于定子块的筋板的侧面相邻处设置有长方形孔，在该长方形孔和性子快的筋板侧面之间设有一对楔块组件，通过两个具有斜面、且斜面相对设置的楔块组件，从而可以将动子加速或减速时，在定子上产生的反向或同向的作用力通过定子块的筋板传递给楔形组件进一步传递给定子支架，因楔形组件的支撑块和调整块相对的面之间为斜面接触，从而可以通过调整调整块的垂直安装位置即可调整楔块组件的宽度，使宽度与长方形孔至定子块的筋板的距离适配，因此，本实用新型通过将销钉结构进行改造成楔块结构，由原来点承受力，变为面承受力，大大加强对于剪切力的承受能力，采用楔块组件无需现场配打孔，且能够更好地定位，节省了现场加工的工序。

特别是，本实用新型所述的支撑块与所述调整块相对的斜面的斜度小于3∶20，可使楔块组件形成自锁，传递力过程中楔块组件不会产生移动。

附图说明

图1a、1b是现有的大推力直线电机桁架安装结构的主视图和侧视图；

图2a是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的立体图；

图2b是图2的局部图；

图3是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的局部剖视图；

图4是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的一个定子块和两对楔块组件的组合图；

图5是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的定子支架和楔块组件的局部视图；

图6a、6b是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的定子支架的立体图和局部主视图；

图7是本实用新型本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的定子块的立体图；

图8a、8b是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的支撑块的立体图；

图9a、9b是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的调整块的立体图；

图10是本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构的支撑块与调整块相对斜面自锁受力分析图。

附图标记说明：定子支架1’、定子块2’、销钉3’；定子支架1，长方形孔11；定子块2，筋板21；楔块组件3，调整块31，第一止挡部311，第二止挡部312，斜面一313，连接法兰314，凹陷部315，安装孔316；支撑块32，斜面二321；螺栓4。

具体实施方式

见图2a、2b、3，图中展示了本实用新型所述的大推力直线电机桁架安装结构,其包括一个纵向垂直设置的定子支架1，数个定子块2固定在定子支架1上，本实施例中为：5个定子块2固定在定子支架1上，参见图7，定子块2与定子支架1相对的背面设有两条纵向设置的筋板21，即定子块2朝向定子支架1的一侧设有两条纵向的筋板21；其特征在于：参见图6a、6b，在所述定子支架1与所述定子块2的筋板21相邻处设有一个长方形孔11，在所述长方形孔11和所述定子块2的筋板21之间设有一对承载剪切力的楔块组件3，楔块组件3包括一个调整块31和一个支撑块32，调整块31设所述长方形孔11中且在宽度方向与所述长方形孔11适配，参见图4，图中省略了定子支架1，所述支撑块32的一侧面与所述筋板21相接触，支撑块32的另一侧面与所述调整块31的一个侧面相接处，且两者之间相对的面为同一斜度斜面。

参见图6a、6b，在定子支架1上设有一个长方形孔11，最好长方形孔11的长边为纵向设置，短边横向设置，该两个长方形孔11分别位于所述定子块2的两个筋板21的外侧面；

参见图2b、图5、9a、9b，调整块31设在所述长方形孔11中，调整块31包括第一止挡部311，该第一止挡部311的宽度与长方形孔11的宽度适配，第一止挡部311的高度小于长方形孔11的高度，以便可以使第一止挡部311在长方形孔11内上下调整位置；沿所述第一止挡部311的远离筋板21的一端具有向定子块2方向延伸出呈楔形的第二止挡部312，所述第二止挡部312朝向所述筋板21侧面的一面为斜面一313，第一止挡部311的前面、第二止挡部312侧面形成一个楔形的凹陷部315，该凹陷部315用于容纳所述支撑块32；在调整块31的第一止挡部311的端部具有两个连接法兰314，通过螺栓4将调整块31与定子支架1的背面固定。

参见图8a、8b，支撑块32呈楔形状，与所述凹陷部315适配，即支撑块32具有与所述第二止挡部312的斜面一313配合的斜面二321；支撑块32的另一侧面为纵向垂直的平面，与所述定子块2的筋板21的外侧面接触配合。参见图3、图5，为了使支撑块在纵向定位，最好，调整块31的第一止挡部311的厚度小于定子支架1的长方形孔11的厚度，支撑块32的高度与长方形孔11的高度适配，以便长方形孔11的上下面提供支撑块32在垂直方向的限位。显然，为了使支撑块32的得到限位，也可以将支撑块32与定子块2的筋板21连为一体或一体成型。

调整块31和支撑块32安装于所述长方形孔11处，此时，支撑块32的外侧面刚好与所述定子块2的筋板21的侧面紧贴，支撑块32的斜面二321与调整块31的第二止挡部312的斜面一313配合，调整块31的第一止挡部311与定子支架1的长方形孔11的侧面适配，因此，当动子在启动阶段经过定子时，由此，定子块2产生一个与动子运动和受力反向的力，该作用于定子块2上的反向的力经定子块2的筋板21——支撑块32——调整块31——传递至定子支架1，通过支撑块32和调整块31承载并传递了该剪切力。

为了使安装后，调整块31、支撑块32以及筋板21之间紧密接触，调整块31的法兰314设有长条的安装孔316，可以上下调整调整块31的安装位置，从而消除调整块31、支撑块32和筋板21之间间隙。

为了防止调整块31和支撑块32的斜面之间打滑，调整块31和支撑块32采用钢材料制成，钢与钢之间动静摩擦系数一般均按0.15计算，最好选择斜面的斜度为小于3∶20，优选1∶10。斜度以1∶10为例，参见图10，图中展示了支撑块32与调整块31相对斜面自锁受力分析情况，其中，f为剪切力，n为斜面法相分力，f1为切向分力，两个相对的斜面之间的摩擦力为f,摩擦系数为0.15；

n＝f*cosa，f1＝f*sina＝f*tana*cosa＝0.1*f*cosa

f＝μn＝0.15*f*cosa

此时，f＞f1,斜面之间产生自锁。因此，当斜面的斜度小于3∶20,即可以满足自锁的条件。

参见图2a，图中展示的是本实施例所述的大推力直线电机桁架安装结构,在定子支架1两侧的定子块2分别仅设置一对楔块组件3，且两端的楔块组件3的设置方向反对称设置，这是因为，当动子在刚启动至最大速度时，即在加速过程中，初始经过的定子块2会受到与动子运动反向的力；当动子由最大速度降低为0时，即在末端的定子块2会产生与动子运动方向相同的作用力，因此，末端的定子块2上的楔块组件3与首端的楔块组件呈反向对称布置；而在中间的三个定子块2上均设有两对楔块组件3，且每一个定子块2上的两对楔块组件3呈反向对称设置，既可以承担与动子运动方向相同的剪切力，也可以承担与动子运动方向相反的剪切力。

定子支架1两端采用一对楔块组件3承载剪切力的定子块2的数量可以根据实际的定子块2的总数量以及动子速度从零升至最大值再降至零等因素进行优化设计。当然，为了标准化，也可以将所有的定子块2都设置两对方向的楔块组件3。

本实用新型旨在提供一种大推力直线电机桁架安装结构,以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，例如，改变楔块组件数量，将支撑块一体成型于筋板上；但都将落入本实用新型的保护范围之内。