帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種電磁發(fā)射電樞。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁發(fā)射技術(shù)是利用發(fā)射系統(tǒng)的電磁能轉(zhuǎn)化為被發(fā)射體動能的技術(shù)。導(dǎo)軌式電磁發(fā)射裝置通常由一對平行的軌道、開關(guān)和電源等系統(tǒng)部件組成;被發(fā)射物體是夾在平行的軌道之間的電樞。發(fā)射原理為:電流從一根導(dǎo)軌流經(jīng)電樞流向另一根導(dǎo)軌，在兩根導(dǎo)軌之間形成強(qiáng)磁場，磁場與電樞的電流相互作用產(chǎn)生指向與導(dǎo)軌平行方向的洛倫茲力，由洛倫茲力推動電樞前進(jìn)。電樞通常是C型固體電樞，因?yàn)榭梢杂行г黾与娊佑|的面積，同時(shí)洛倫茲力的作用也使電樞產(chǎn)生微小的形變而增加電接觸性能。因?yàn)榧虞d電流為時(shí)變電流，這樣會在導(dǎo)軌和電樞上產(chǎn)生比較明顯的集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)。這樣會導(dǎo)致電樞和軌道部分區(qū)域產(chǎn)生較高的電流密度，產(chǎn)生局部高溫。高溫可能導(dǎo)致材料強(qiáng)度下降。電樞和軌道接觸的部分同樣會產(chǎn)生電流密度過于集中在某一區(qū)域的現(xiàn)象[4]。這樣就會在電樞和軌道之間的摩擦作用下導(dǎo)致導(dǎo)軌磨損。局部過熱導(dǎo)致的導(dǎo)軌磨損和低發(fā)射效率是限制軌道電磁發(fā)射技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化的瓶頸。因此改進(jìn)電樞的結(jié)構(gòu)以降低的集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)成為現(xiàn)有技術(shù)中需要解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對當(dāng)前技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述軌道式電磁發(fā)射電樞包括C型固體電樞和兩個(gè)導(dǎo)磁體，所述C型固體電樞具有貫通上下表面的C型凹槽，所述導(dǎo)磁體為楔形體與薄片狀凸緣的組合，所述楔形體包括成夾角的底面與楔面及垂直于底面的立面，底面與楔面相交形成楔尖部，立面與C型凹槽內(nèi)表面相配合，底面在與立面相交處沿底面方向凸出形成薄片狀凸緣，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別焊接或粘貼在C型凹槽的上下兩端，安裝完成的導(dǎo)磁體的立面與薄片狀凸緣的交界線緊貼C型凹槽接近端部的邊緣線，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣內(nèi)側(cè)分別與C型固體電樞上下表面貼合，所述導(dǎo)磁體從立面到楔尖部的最大距離大于等于C型凹槽的槽深。
[0004]所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述導(dǎo)磁體立面在垂直于底面方向上的高度Hl不大于C型凹槽的槽長H2的一半。
[0005]所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體關(guān)于C型凹槽的中心橫截面對稱；
[0006]所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣全部或部分覆蓋C型固體電樞的上、下表面。
[0007]所述楔面為平面或曲面，所述曲面可以是拋物線面、雙曲線面或橢圓曲面。
[0008]所述的C型固體電樞由導(dǎo)電性能較好且硬度較小的材料制造，導(dǎo)磁體由含有鐵、鈷、鎳的鐵磁性材料制造，所述含有鐵、鈷、鎳的鐵磁性材料選自軟磁材料，未經(jīng)磁化的硬磁材料或矩磁材料。
[0009]本實(shí)用新型提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，通過采用具有能覆蓋C型固體電樞C型凹槽端部的薄片狀凸緣的楔形導(dǎo)磁體，經(jīng)計(jì)算機(jī)仿真后發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的軌道式電磁發(fā)射電樞在整個(gè)發(fā)射過程中只有C型固體電樞中間很小的部分會出現(xiàn)電流密度過大的現(xiàn)象。這一區(qū)域遠(yuǎn)離導(dǎo)軌；同時(shí)電樞其他部分及與導(dǎo)軌接觸部分的電流密度比較均勻，沒有明顯的電流密度過大的現(xiàn)象。導(dǎo)軌中電流產(chǎn)生磁場被導(dǎo)磁體導(dǎo)入電樞中，增加了電樞獲得更多的磁場，也就是使電樞獲得更大的推力。另外兩個(gè)導(dǎo)軌在發(fā)射時(shí)由于磁場的相互作用，也會因電磁力而發(fā)生形變。采用軌道式電磁發(fā)射的軌道式電磁發(fā)射電樞時(shí)，由于導(dǎo)軌產(chǎn)生磁場被導(dǎo)入電樞中，相應(yīng)的可以減少導(dǎo)軌的相互影響，有利于增加電接觸的可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的C型固體電樞結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的的導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:
[0016]1、C型固體電樞，11、上表面，12、下表面，13、C型凹槽；
[0017]2、導(dǎo)磁體，21、楔面，22、立面，23、底面，24、薄片狀凸緣、25、楔尖部。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本具體實(shí)施提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，包括C型固體電樞I和兩個(gè)導(dǎo)磁體2，所述C型固體電樞具有貫通上表面11和下表面12的C型凹槽13，所述導(dǎo)磁體為楔形體與薄片狀凸緣的組合，楔形體包括成夾角的底面21與楔面23及垂直于底面的立面23，底面與楔面相交形成楔尖部25，立面與C型凹槽內(nèi)表面相配合，底面在與立面相交處沿底面方向凸出形成薄片狀凸緣24，所述立面在垂直于底面方向上的高度Hl不大于C型凹槽的槽長H2的一半;所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別焊接或粘貼在C型凹槽的上下兩端，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體關(guān)于C型凹槽的中心橫截面對稱，安裝完成的導(dǎo)磁體的立面與薄片狀凸緣的交界線緊貼C型凹槽接近端部的邊緣線，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣內(nèi)側(cè)分別與C型固體電樞上下表面貼合且薄片狀凸緣全部或部分覆蓋C型固體電樞的上、下表面。所述楔面為平面或任意曲面，所述曲面可以是拋物線面、雙曲線面也可是橢圓曲面。
[0019]本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的C型固體電樞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
[0020]實(shí)施例1
[0021]本實(shí)施例提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，包括C型固體電樞I和兩個(gè)導(dǎo)磁體2，所述C型固體電樞具有貫通上表面11和下表面12的C型凹槽13，所述導(dǎo)磁體為楔形體與薄片狀凸緣的組合，所述楔形體包括成夾角的底面21與楔面23及垂直于底面的立面23，底面與楔面相交形成楔尖部25，立面與C型凹槽內(nèi)表面相配合，底面在與立面相交處沿底面方向凸出形成薄片狀凸緣24，所述立面在垂直于底面方向上的高度Hl不大于C型凹槽的槽長H2的一半;所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別焊接或粘貼在C型凹槽的上下兩端，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體關(guān)于C型凹槽的中心橫截面對稱，安裝完成的導(dǎo)磁體的立面與薄片狀凸緣的交界線緊貼C型凹槽接近端部的邊緣線，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣內(nèi)側(cè)分別與C型固體電樞上下表面貼合且薄片狀凸緣部分覆蓋C型固體電樞的上、下表面。導(dǎo)磁體在從立面到楔尖部的最大距離大于C型凹槽的槽深。
[0022]本實(shí)施例中的導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，本實(shí)施例提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
[0023]實(shí)施例2
[0024]本實(shí)施例提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，包括C型固體電樞I和兩個(gè)導(dǎo)磁體2，所述C型固體電樞具有貫通上表面11和下表面12的C型凹槽13，所述導(dǎo)磁體為楔形體與薄片狀凸緣的組合，所述楔形體包括成夾角的底面21與楔面23及垂直于底面的立面23，底面與楔面相交形成楔尖部25，立面與C型凹槽內(nèi)表面相配合，底面在與立面相交處沿底面方向凸出形成薄片狀凸緣24，所述立面在垂直于底面方向上的高度Hl不大于C型凹槽的槽長H2的一半;所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別焊接或粘貼在C型凹槽的上下兩端，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體關(guān)于C型凹槽的中心橫截面對稱，安裝完成的導(dǎo)磁體的立面與薄片狀凸緣的交界線緊貼C型凹槽接近端部的邊緣線，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣內(nèi)側(cè)分別與C型固體電樞上下表面貼合且薄片狀凸緣全部覆蓋C型固體電樞的上、下表面。導(dǎo)磁體在從立面到楔尖部的最大距離大于C型凹槽的槽深。
[0025]本實(shí)施例中的導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，本實(shí)施例提供的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述軌道式電磁發(fā)射電樞包括C型固體電樞和兩個(gè)導(dǎo)磁體，所述C型固體電樞具有貫通上下表面的C型凹槽，所述導(dǎo)磁體為楔形體與薄片狀凸緣的組合，所述楔形體包括成夾角的底面與楔面及垂直于底面的立面，底面與楔面相交形成楔尖部，立面與C型凹槽內(nèi)表面相配合，底面在與立面相交處沿底面方向凸出形成薄片狀凸緣，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別焊接或粘貼在C型凹槽的上下兩端，安裝完成的導(dǎo)磁體的立面與薄片狀凸緣的交界線緊貼C型凹槽接近端部的邊緣線，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣內(nèi)側(cè)分別與C型固體電樞上下表面貼合，所述導(dǎo)磁體從立面到楔尖部的最大距離大于等于C型凹槽的槽深。2.如權(quán)利要求1所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述導(dǎo)磁體立面在垂直于底面方向上的高度不大于C型凹槽的槽長的一半。3.如權(quán)利要求1所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體關(guān)于C型凹槽的中心橫截面對稱。4.如權(quán)利要求1所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣全部或部分覆蓋C型固體電樞的上、下表面。5.如權(quán)利要求1所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述楔面為平面或曲面。6.如權(quán)利要求1?5任一所述的帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述導(dǎo)磁體由軟磁材料、未經(jīng)磁化的硬磁材料或矩磁材料制造。
【專利摘要】帶有導(dǎo)磁體的軌道式電磁發(fā)射電樞，其特征是所述軌道式電磁發(fā)射電樞包括C型固體電樞和兩個(gè)導(dǎo)磁體，所述C型固體電樞具有貫通上下表面的C型凹槽，所述導(dǎo)磁體為楔形體與薄片狀凸緣的組合，所述楔形體包括成夾角的底面與楔面及垂直于底面的立面，底面與楔面相交形成楔尖部，立面與C型凹槽內(nèi)表面相配合，底面在與立面相交處沿底面方向凸出形成薄片狀凸緣，所述兩個(gè)導(dǎo)磁體分別焊接或粘貼在C型凹槽的上下兩端，安裝完成的導(dǎo)磁體的立面與薄片狀凸緣的交界線緊貼C型凹槽接近端部的邊緣線，安裝完成的兩個(gè)導(dǎo)磁體的薄片狀凸緣內(nèi)側(cè)分別與C型固體電樞上下表面貼合，所述導(dǎo)磁體從立面到楔尖部的最大距離大于等于C型凹槽的槽深。
【IPC分類】H02K1/06
【公開號】CN205212565
【申請?zhí)枴緾N201520915135
【發(fā)明人】劉遠(yuǎn)鵬
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月17日