多层嵌套式永磁悬浮导轨的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机电技术领域，涉及一种多层嵌套式永磁悬浮导轨。
【背景技术】
[0002]磁浮导轨是利用磁场力将运动物体悬浮起来的，由于它非接触、无摩擦、无磨损，无需润滑，具有噪声小、功耗低、隔振、环保等优点，能够用于实现平动机械节能、高效高速可靠运行。但是，电磁悬浮导轨(如上海磁悬浮列车)电耗高，昂贵的传感器和控制器使得它体积大、造价贵、控制复杂、可靠性降低；超导磁浮导轨(如日本高速列车)需要致冷设备，它体积大、能耗高、结构复杂、造价不菲；而永磁悬浮导轨具有结构简单、体积小、重量轻、成本低、无能耗等优点，可广泛应用于轨道运输、机床轨道等领域。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种多层嵌套式永磁悬浮导轨，解决了现有技术中的电磁、超导磁浮导轨有功耗及结构复杂的问题。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是，一种多层嵌套式永磁悬浮导轨，包括永磁导轨定子轨架，在定子轨架内部沿中心线设置有“土”字形承载轨，“土”字形承载轨的两横端头分别通过万向轮与定子轨架内壁接触；在定子轨架两侧内壁间隔设置有定子钢轨，每个定子钢轨上表面覆盖有一层上永磁体；在承载轨的两横之间的两侧同样间隔设置有平动钢轨，每个平动钢轨下表面覆盖有一层下永磁体。
[0005]本实用新型的多层嵌套式永磁悬浮导轨，其特征还在于:
[0006]所述的每侧的定子钢轨与平动钢轨依次间隔排列，两个为一组，并且每组中的上永磁体与下永磁体相对设置。
[0007]万向轮换为导向钢珠。
[0008]本实用新型的有益效果是，可实现运动导轨竖向的无摩擦、无功耗悬浮支承，提高了永磁导轨的承载力；解决了现有电磁、超导磁浮导轨有功耗及结构复杂的问题，其承载力可用一种磁力解析模型快速计算得到，若限制该永磁导轨纵向移动，该装置可作为永磁弹簧使用。
[0009]优点包括:
[0010]I)由于实现了无摩擦或小摩擦导轨支承，节能效果明显，有效降低了运行功耗，提高设备的运行速度、效率及使用寿命。
[0011]2)不需要润滑剂和密封装置，不会因润滑剂影响环境，结构简单，大大降低了导轨维护费用。
[0012]3)环境适应性强，能够在低温、真空以及腐蚀性介质中正常工作。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型多层嵌套式永磁导轨的结构示意图。
[0014]图中，1.定子轨架，2.导向钢珠，3.定子钢轨，4.上永磁体，5.下永磁体，6.平动钢轨，7.万向轮，8.承载轨。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0016]参照图1，本实用新型的结构是，包括永磁导轨定子轨架1，在定子轨架I内部沿中心线设置有“土”字形承载轨8，“土”字形承载轨8的两横端头分别通过万向轮7或导向钢珠2与定子轨架I内壁接触，将承载轨8支撑安装在定子轨架I两侧内壁，起导向作用；在定子轨架I两侧内壁间隔设置有定子钢轨3，每个定子钢轨3上表面覆盖有一层上永磁体4 ;在承载轨8的两横之间的两侧同样间隔设置有平动钢轨6，每个平动钢轨6下表面覆盖有一层下永磁体5 ;每侧的定子钢轨3与平动钢轨6依次间隔排列，两个为一组，并且每组中的上永磁体4与下永磁体5相对设置。
[0017]万向轮7或导向钢珠2的位置可以互换，或全部统一为其中的一种。
[0018]本实用新型的原理是，固定在平动主轨架上的承重平动钢轨6 ;承载轨8，承载运动部件整体重量。上永磁体4与下永磁体5均为永磁材料，其余部件均为钢铁材料。上永磁体4与下永磁体5分别固定在钢铁件上，增加了机械强度、刚性，又增加了两种永磁体工作间隙的磁场及悬浮磁力；上永磁体4与下永磁体5的磁化方向相反，上永磁体4与下永磁体5相互排斥，排斥磁力产生竖向悬浮支承力。该型永磁导轨主要用来承载竖向主载荷，当运动导轨承受竖向主载荷增加，则永磁导轨上下间隙变小，排斥磁力增大，永磁体产生的磁场力使运动导轨在上下间隙某位置达到非接触平衡。万向轮7或导向钢珠2与定子轨架I内壁接触，起横向导向作用。该型永磁导轨定子部件纵向较长，动子部件纵向较短。
[0019]本实用新型的关键技术是，应用永磁体同极性相斥、永磁体在平板钢铁材料中镜像原理和叠加原理，将原一对排斥永磁体经多层嵌套叠堆构成多层嵌套式永磁导轨，实现了运动导轨竖向的无摩擦、无功耗悬浮支承，提高了永磁导轨的承载力，克服了机械导轨摩擦损耗，电磁、超导磁浮导轨有功耗及成本高等问题，可用于高性能机床导轨、城市轻轨、航母的电磁弹射及电磁炮的无摩擦支承。
[0020]本实用新型的创新点是:将永磁体固定在平板钢铁材料上，增强了动静永磁体间隙的磁场强度，提高了永磁体磁能利用率和磁力；根据叠加原理构思的多层嵌套式永磁导轨，结构紧凑，承载力提高。由于主载荷在竖向无摩擦，所以可实现无摩擦损耗、无发热、节能；可降低机械振动及噪音；可提高运行效率的目的。
[0021]本实用新型的多层嵌套式永磁导轨，基于叠加原理，采用多层排列的成对排斥永磁体，实现提高永磁导轨承载力的目的。多层嵌套式永磁导轨可解决机械导轨、电磁悬浮导轨、超导磁浮导轨的不足。
【主权项】
1.一种多层嵌套式永磁悬浮导轨，其特征在于：包括永磁导轨定子轨架（I)，在定子轨架⑴内部沿中心线设置有“土”字形承载轨⑶，“土”字形承载轨⑶的两横端头分别通过万向轮（7)与定子轨架（I)内壁接触；在定子轨架（I)两侧内壁间隔设置有定子钢轨(3)，每个定子钢轨（3)上表面覆盖有一层上永磁体（4);在承载轨（8)的两横之间的两侧同样间隔设置有平动钢轨出），每个平动钢轨出）下表面覆盖有一层下永磁体（5)。
2.根据权利要求I所述的多层嵌套式永磁悬浮导轨，其特征在于：所述的每侧的定子钢轨（3)与平动钢轨（6)依次间隔排列，两个为一组，并且每组中的上永磁体（4)与下永磁体（5)相对设置。
3.根据权利要求I所述的多层嵌套式永磁悬浮导轨，其特征在于：所述的万向轮（7)换为导向钢珠（2)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多层嵌套式永磁悬浮导轨，包括永磁导轨定子轨架，在定子轨架内部沿中心线设置有“土”字形承载轨，“土”字形承载轨的两横端头分别通过万向轮与定子轨架内壁接触；在定子轨架两侧内壁间隔设置有定子钢轨，每个定子钢轨上表面覆盖有一层上永磁体；在承载轨的两横之间的两侧同样间隔设置有平动钢轨，每个平动钢轨下表面覆盖有一层下永磁体。本实用新型的装置，将永磁体经多层嵌套叠堆，实现了运动导轨竖向的无摩擦、无功耗悬浮支承，提高了永磁导轨的承载力，可用于高性能机床导轨、城市轻轨、航母的电磁弹射及电磁炮的无摩擦支承。
【IPC分类】H02N15-00
【公开号】CN204425210
【申请号】CN201520112994
【发明人】田录林, 田琦, 田亚琦
【申请人】西安理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月16日