专利名称：可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的制作方法
技术领域：
本发明属起重设备的技术领域。
背景技术：
在专利号89209147.9、90224789.1和91225070.4的专利中，起重永磁铁的外磁轭上面直接固定电机减速器，以转动复合永磁体，此种驱动装置虽然可在空中卸掉钢铁吸物，但是要求电机减速器输出3000-4000牛顿米的力矩，其自重300-400公斤，致使起重永磁铁使用不方便，在装卸废钢铁时电机减速器使用寿命短；同时此种起重永磁铁的磁路也不适合起运废钢铁。
在专利号9224059.4、92245257.1和95110179.X的专利中起重永磁铁虽然可以依靠牵引力实现自动吸卸被吸物，但还存在如下缺点1、卸掉被吸物时，必须把它放在地面或货堆上，再把起重永磁铁向上吊起，才能卸掉被吸物。故不可在空中实现卸物作业。
2、磁路的吸重比(吸重/磁体自重)小，不适合起重废钢铁。
发明内容
本发明使用了与吊链相连接的自重10-20公斤的小电机减速器与棘轮摆杆系统，可方便快捷地在空中自动卸掉废钢铁吸物；同时，采用了活动的磁极头，这样可保证在各种作业条件下被吸物均可接触到工作磁极；而且，使用了两种磁性能相差较大的稀土永磁体与铁氧体永磁体，极大地优化了磁路设计，增大了吸重比，极大地降低了吸重成本比(磁体成本/吸重)。本发明克服了前述专利中的起重永磁铁的诸多缺点，不仅可吊运各种型钢，还可吊运废钢铁，可完全取代目前广泛使用的起重电磁铁。
图1是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的示意图。其中，1是外磁轭，2是内磁轭，3是不动永磁体，4是转动的复合永磁体，5是半轴，8是活动磁极头，9是轴承，10是防护板，11是限位装置，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，18是棘轮，19是棘爪，22是五连杆(包括连杆23、24、25、26、27)，28是连杆，29是小吊链，30是吊链，31是吊环，32是小电机减速器，33是细钢丝绳，34是摆杆，35是小棘爪，36是小棘轮，37是扭簧，38是托板。
图2是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的吸物传动系统处于不吸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，18是棘轮，19是棘爪，23、24、25、26、27是连杆，30是吊链。
图3是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的吸物传动系统处于吸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，18是棘轮，19是棘爪，23、24是连杆，30是吊链。
图4是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的卸物传动系统处于非卸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，30是吊链，33是细钢丝绳，34是摆杆，35是小棘爪，36是小棘轮，37是扭簧。
图5是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁处于不吸物状态时的磁路纵向剖面图。其中，1是外磁轭，2是内磁轭，3是不动永磁体，5是半轴，6是稀土永磁体，7是磁极靴，8是活动磁极头，10是防护板。
图6是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁处于吸物状态时的磁路纵向剖面图。其中，1是外磁轭，2是内磁轭，3是不动永磁体，5是半轴，6是稀土永磁体，7是磁极靴，8是活动磁极头，10是防护板。
图7是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的卸物传动系统处于卸物状态时的示意图。其中，1是外磁轭，5是半轴，8是活动磁极头，15是小齿轮，16是大齿轮，17是转轴，30是吊链，33是细钢丝绳，34是摆杆，35是小棘爪，36是小棘轮，37是扭簧。
图8是可用于吊运废钢铁的起重永磁铁的磁路中转动复合永磁体结构示意图。其中，5是半轴，6是稀土永磁体，7是磁极靴。
具体实施例方式
本发明的技术方案如下使用两种磁性能相差较大的永磁体为磁源，采用具有活动磁极头的磁路，其传动系统是由可实现自动吸物和在空中卸物的两个部分而组成。
在圆形起重永磁铁中，磁路是由放在钟罩形的外磁轭(1)和圆台形的内磁轭(2)间转动的复合永磁体(4)及不动永磁体(3)和活动磁极头(8)(图1)构成。转动的复合永磁体(4)由两个半轴(5)、稀土永磁体(6)及其两个弧形的磁极靴(7)(图8)构成。
在矩形起重永磁铁中，磁路中外磁轭(1)为拱形体，内磁轭(2)是上表面为曲面的类长方体，不动永磁体(3)为两条长方体。
吸物传动系统的构成在磁路的钟罩形的外磁轭(1)顶部，沿水平方向通过轴承安装有一转轴(17)，在其两端依次向轴端各紧紧套上一个扭簧(37)(扭簧一端固定在外磁轭(1)上，另一端固定在五连杆(22)中的连杆(23)上，它可使连杆(23)向顺时针方向转动)，各空套五连杆(22)(由连杆23、24、25、26、27构成)中的连杆(24)和连杆(23)，连杆(23)上连着棘爪(19)，各安装一个棘轮(18)和一个大齿轮(16)。大齿轮(16)与安装在转动的复合永磁体(4)两端的伸出外磁轭(1)的两个半轴(5)上的小齿轮(15)相啮合，并在靠近外磁轭(1)的半轴(5)上各套上一个圆环形的限位装置(11)(此限位装置沿半径方向开有一个圆柱形的通孔，孔的上端有螺纹，在孔中放一个底端为锁舌形的圆柱体，此圆柱体上端较小半径部分套有压簧，并用螺栓拧紧，并把它固定在外磁轭上)。两个五连杆(22)的连杆(27)与带有小吊链(29)的连杆(28)相连，小吊链(29)与吊链(30)一起与吊环(31)相连。小吊链(29)长度应满足当吊链拉直时，五连杆(22)的连杆(23)使大齿轮旋转90度，小齿轮(15)旋转180度(大齿轮与小齿轮传动比为1∶2)。
实现空中卸物的传动系统的构成在转轴(17)上固定小棘轮(36)，套有摆杆(34)，摆杆(34)连带有小棘爪(35)，紧紧套上一个扭簧(37)(扭簧一端固定在外磁轭(1)上，另一端固定在摆杆(34)上，它可使摆杆向顺时针方向摆动)，摆杆另一端与细钢丝绳(33)相连，细钢丝绳(33)另一端与放在同吊链(30)相连的托板(38)上的小电机减速器(32)的输出转轴相连。
本发明是这样工作的在吸物之前，起重永磁铁处于图2、图4和图5所示的位置。转动的复合永磁体(4)与不动永磁体(3)在工作磁极面上产生的磁场方向相反，合磁场为零。当吊车吊起大小吊链时，带动空套在转轴(17)上的五连杆(22)的连杆(23)绕转轴(17)反时针方向旋转。这时，和连杆(23)相连的棘爪(19)带动固定在转轴上的棘轮(18)及大齿轮(16)同时转动。大齿轮(16)带动小齿轮(15)及转动的复合永磁体(4)同时转动。由于大齿轮(16)与小齿轮(15)传动比为1∶2，因此当吊链(30)拉紧时，棘爪(19)旋转90度，当五连杆(22)到达如图3所示位置时，转动的复合永磁体(4)已经旋转180度，如图6所示(在此过程中摆杆(34)仍处于图4所示位置)。这样，转动的复合永磁体(4)产生的磁场与不动永磁体(2)产生的磁场方向相同，使起重永磁铁工作磁极面上产生磁场加倍，从而处于吸物状态。为使转动的复合永磁体(4)准确旋转180度，限位装置(11)进行精确限位，当转动的复合永磁体(4)转到如图6所示位置时，限位装置(11)的锁舌在压簧的推压下刚好进入半轴(5)的舌孔内，可锁住转动的复合永磁体(4)。
当需要在空中卸物时，给减速器的电机通电，电机输出轴转动，细钢丝绳(33)使摆杆(34)向上旋转，当摆杆(34)旋转到铅直位置时(如图7所示)，转动的复合永磁体(4)处于图5所示的位置，磁极头极面无磁，吸物脱落。再给电机反向瞬时通电，电机反转，细钢丝绳(33)被放松，使摆杆(34)带动小棘爪(35)在小棘轮(36)上滑动，当摆杆(34)转动到水平位置(如图4所示)时，电机停转，小棘爪(35)此时滑动到小棘轮(36)的下一个槽内。
权利要求
1.可用于吊运废钢铁的起重永磁铁是由磁路和吸物的传动系统以及在空中卸物的传动系统组成。其特征是(a).当起重永磁铁是圆形时，磁路是由钟罩形的外磁轭(1)和圆台形的内磁轭(2)，处于外磁轭内部上表面和内磁轭上部曲面间的转动的复合永磁体(4)，处于外磁轭内部下表面与内磁轭(2)侧表面间的不动永磁体(3)和内外磁轭的活动磁极头(8)组成。当起重永磁铁为矩形时，磁路中外磁轭(1)为拱形体，内磁轭(2)是上表面为曲面的类长方体。由吸物和在空中卸物的两个传动系统旋转转轴(17)，转动的复合永磁体(4)旋转180度，与不动永磁体(3)在活动磁极头(8)极面上形成磁场加倍和磁场相消，实现吸物和卸物。(b).吸物的传动系统是这样组成的一端连着吊环，另一端与连杆(28)相连的小吊链(29)，连杆(28)的两端与两个五连杆(22)的连杆(27)相连，五连杆(22)的连杆(23)、(24)空套在固定在外磁轭(1)上的转轴(17)的两端，棘爪(19)与五连杆(22)的连杆(23)相连，并依次在转轴(17)的两轴端固定棘轮(18)和大齿轮(16)，大齿轮(16)与固定在转动的复合永磁体(4)的两半轴(5)的轴端的小齿轮(15)啮合。当吊环(31)提起时，五连杆(22)的连杆(23)向上旋转90度时，正是吊链(30)和小吊链(29)拉直时，转动的复合永磁体(4)旋转180度，在活动磁极头(8)极面上形成磁场加倍，使起重永磁铁处于吸物状态。(c).在空中卸物传动系统是这样组成的小棘轮(36)固定在转轴(17)的中部，再向其右空套上摆杆(34)，摆杆(34)连带有小棘爪(35)，摆杆(34)的上端连接细钢丝绳(33)，细钢丝绳(33)的另一端与放在同吊链(30)相连的托板(38)上的小电机减速器(32)的输出轴相连。在不卸物状态时，摆杆(34)在外磁轭(1)上处于水平状态，当要在空中卸掉被吸物时，给小电机减速器(32)的小电机通电，小电机转轴缠绕细钢丝绳(33)，使摆杆(34)向上转动，当电机停电，摆杆(34)处于垂直位置，转轴(17)旋转90度，转动的复合永磁体(4)旋转180度，此时与不动永磁体(3)在活动磁极头(8)极面上形成磁场相消，吸物脱落。
2.权利要求1(a)中所述的转动的复合永磁体(4)，其特征是它是由两无磁钢半轴(5)，长方体形的钕铁硼稀土永磁体(6)和敷在其磁化方向的弧面形的磁极靴(7)组成。
3.权利要求1(a)中所述的不动永磁体(3)，其特征是当起重永磁铁为圆形时，它是由圆环形的锶钙铁氧体永磁体构成，其磁化方向垂直于外磁轭(1)内表面和内磁轭(2)的侧表面。当起重永磁铁为矩形时，它是两个矩形的永磁体。
4.权利要求1(b)中，所述五连杆(22)，其特征是它是由连杆23、24、25、26和27组成，连杆(23)、(24)套在转轴(17)上，连杆(25)与连杆(23)相连，连杆(24)与连杆(26)相连，连杆(25)、(26)与连杆(27)相连。并且两个五连杆(27)与连杆(28)相连。
全文摘要
属起重设备的技术领域。发明了可吊运废钢铁的起重永磁铁。它是由磁路和吸、卸两个传动系统组成。使用了两种磁性能相差较大的永磁体和活动磁极头，极大地优化了磁路设计；棘轮(18)、棘爪(19)、五连杆(22)、大小齿轮(16、15)、小吊链(29)、吊链(30)组成的传动系统把吊车的牵引力转化为旋转转动的复合永磁体(4)的旋转力矩，使活动磁极头(8)极面上磁场加倍，实现自动吸物；由小电机减速器(32)的运转拉动摆杆(34)、小棘轮(36)、大小齿轮(16、15)转动，使转动的复合永磁体(4)旋转，使活动磁极头(8)极面上无磁，实现在空中自动卸掉被吸废钢铁。此种永磁铁适用于吊运各种类型的钢铁吸物，可完全取代起重电磁铁。
文档编号B66C1/00GK1470452SQ0212663
公开日2004年1月28日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年7月25日
发明者丁宁, 丁 宁 申请人:丁宁, 丁 宁