一种电磁阻尼器的制作方法

1.本发明涉及一种电磁阻尼器，属于宇航电机的设计及制造技术领域。


背景技术：

2.两个航天器在太空交会对接时会产生极大的冲击能量，需要通过耗能装置将交会对接过程中产生的能量消耗完，保障交会对接顺利完成。
3.本技术采用电磁阻尼器作为主要装置，而电磁阻尼器为一种特殊的永磁式杯形电枢电机，当电动机通电后，电流通过电刷与换向器的作用流过绕组，与稀土永磁体产生的磁场相互作用，产生电磁转矩，电动机就开始旋转。然而，对于电磁阻尼器，是一种无源被动式耗能器件，转子杯(电枢杯)是由导电性能良好的金属加工而成，当原动机拖动电磁阻尼器旋转时，金属转子杯切割定子磁场从而在杯中感应出涡流，与磁场相互作用产生阻尼转矩，转速越高，感应出的涡流就越大，其转速转矩特性基本上呈线性趋势。在相同的条件下，不同的转子杯材料、长度，其电阻率大小不等，产生的转矩也不相等，转速转矩特性的斜率也随之变化。如图1所示，涡流在转子上发热，使电枢电阻增大，抑制了涡流，使力矩有所下降，在高速条件下较为明显，因而阻尼转矩特性随着转速的上升略有向下弯曲，一定程度上影响了特性的线性。所以，阻尼器加工完成后，磁场、转子杯材料、外径尺寸等都是固化的，阻尼器的阻尼力矩是会存在差异的，需要进行阻尼力矩调试，只有通过转子杯的长度进行调整改变阻尼力矩的大小，考虑到转子杯为薄壁件且又长，转子杯口部会存在变形，引起阻尼器扫膛的风险，因此，现在急需一种可减少口部变形的风险有为了方便调试的电磁阻尼器。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁阻尼器，该电磁阻尼器采用类似永磁空心杯电机的结构形式，设计出“工字型”金属杯的转子，将两个航天器在太空交会对接时产生的能量消耗完，解决了两个航天器交会对接过程中产生的能量处置问题，并有效降低电磁阻尼器的体积和重量。
5.本发明通过以下技术方案得以实现。
6.本发明提供的一种电磁阻尼器，包括机壳和设置在机壳内的转子，所述转子通过前端盖组件和后端盖组件的轴承支撑旋转；所述转子包括轴，轴通过键连接有工字型的转子杯，轴、转子杯、键之间通过过盈压圈固定；所述轴的一端通过轴承套接有前端盖组件，另一端通过轴承套接有后端盖组件。
7.该电磁阻尼器为整装式结构。
8.所述轴上设有键槽，键安装在键槽内。
9.所述过盈压圈通过激光与轴焊接。
10.所述前端盖组件通过第二螺钉与机壳连接，后端盖组件通过第五螺钉与机壳连接；所述机壳的一侧安装有测温控螺。
11.所述前端盖组件和后端盖组件与机壳之间均采用止口定位，端盖组件的第一磁钢
磁钢极性和后端盖组件的第二磁钢极性在空间位置一致，且第一磁钢n极性与第二磁钢n极性对应。
12.所述前端盖组件包括前端盖，在前端盖的一侧外圆上粘接有第一组磁钢，第一磁钢的n、s交替均布粘接在前端盖的外圆上，在第一磁钢的n、s交替之间的位置，安装第一磁极隔板，并用第三螺钉紧固在前端盖上。
13.所述后端盖组件包括后端盖，后端盖的一侧外圆上粘接有第二组磁钢，第二磁钢的n、s交替均布粘接在后端盖的外圆上，在第二磁钢的n、s交替之间的位置，安装第二磁极隔板，并用第四螺钉紧固在后端盖上。
14.所述前轴承盖通过第一螺钉与前端盖组件固定，后轴承盖通过第一螺钉与后端盖组件固定。
15.与前端盖组件连接的轴承的一端，通过调整垫圈连接有前轴承盖，与后端盖组件连接的轴承的一端，通过调整垫圈连接有后轴承盖。
16.本发明的有益效果在于：转子杯采用工字型结构，减少了口部变形的风险；为了方便调试，电磁阻尼器必须方便拆装，因此，阻尼器的结构采用两端支撑机壳的结构形式。
附图说明
17.图1是阻尼力矩特性曲线图；
18.图2是本发明的结构示意图；
19.图3是本发明转子的结构示意图；
20.图4是本发明前端盖组件的结构示意图；
21.图5是本发明后端盖组件的结构示意图；
22.图6是图4b-b向的剖面图；
23.图7是图5b-b向的剖面图；
24.图中：1-前轴承盖，2-轴承，3-第一螺钉，4-第二螺钉，5-垫圈，6-前端盖组件，61-前端盖，62-第一磁极隔板，63-第三螺钉，64-第一磁钢，7-转子，71-轴，72-转子杯，73-键，74-过盈压圈，8-后端盖组件，81-后端盖，82-第二磁极隔板，83-第四螺钉，84-第二磁钢，9-机壳，10-第五螺钉，11-后轴承盖，12-调整垫圈，13-测温控螺。
具体实施方式
25.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
26.如图1～7所示，一种电磁阻尼器，包括机壳9、转子7、前端盖组件6、后端盖组件8，机壳9与前端盖组件6通过螺钉4进行连接，与后端盖组件8通过螺钉10进行连接，转子7通过在前端盖组件6和后端盖组件8的轴承支撑旋转；转子7包括轴71，轴71通过键73连接有工字型的转子杯72，轴71、转子杯72、键73之间通过过盈压圈74固定；所述轴71的一端通过轴承2套接有前端盖组件6，另一端通过轴承2套接有后端盖组件8；与前端盖组件6连接的轴承2的一端，通过调整垫圈12连接有前轴承盖1，与后端盖组件8连接的轴承2的一端，通过调整垫圈12连接有后轴承盖11。
27.该电磁阻尼器为整装式结构。
28.所述轴71上设有键槽，键73安装在键槽内。
29.所述过盈压圈74通过激光与轴71焊接。
30.所述前端盖组件6通过第二螺钉4与机壳9连接，后端盖组件8通过第五螺钉10与机壳9连接。
31.所述前端盖组件6和后端盖组件8与机壳9之间均采用止口定位，端盖组件6的第一磁钢磁钢64极性和后端盖组件8的第二磁钢84极性在空间位置一致，且第一磁钢64的n极性与第二磁钢84的n极性对应。
32.所述前端盖组件6包括前端盖61，在前端盖61的一侧外圆上粘接有第一磁钢64，第一磁钢64的n、s交替均布粘接在前端盖61的外圆上，图4所示，在第一磁钢64的n、s交替之间的位置，安装第一磁极隔板62，并用第三螺钉63紧固在前端盖61上，既加固了第一磁钢64粘接可靠性，也保护了第一磁钢64不易碰伤。
33.所述后端盖组件8包括后端盖81，后端盖81的一侧外圆上粘接有第二磁钢84，第二磁钢84的n、s交替均布粘接在后端盖81的外圆上，图5所示，在第二磁钢84的n、s交替之间的位置，安装第二磁极隔板82，并用第四螺钉83紧固在后端盖81上，既加固了第二磁钢84粘接可靠性，也保护了第二磁钢不易碰伤。
34.所述前轴承盖1通过第一螺钉3与前端盖组件6固定，后轴承盖11通过第一螺钉3与后端盖组件8固定。
35.所述机壳9的一侧安装有测温控螺13。
36.本发明装在航天器对接机构中，当两个航天器在太空交会对接时，通过对接机构将交会对接过程中产生的直线冲击力转换为旋转力矩传递到电磁阻尼器，通过电磁阻尼器吸收、消耗对接过程中传动缓冲系统产生的能量。
37.实施例
38.如图2所示，本发明的电磁阻尼器为整装式，电磁阻尼器由机壳9、前端盖组件6、后端盖组件8、转子7、轴承2等组成，磁阻尼器的机壳9与前端盖组件6之间采用止口定位，并用第二螺钉4紧固，在第二螺钉4与前端盖组件6之间设有垫圈5；使用套筒工装将转子7转入机壳9内，再将后端盖组件8装入，后端盖组件8与机壳9采用止口定位，并用第五螺钉10紧固；转子7通过两个轴承2支撑在前后端盖组件轴承室内，轴承两端安装前后轴承盖，并通过调整垫圈12调节阻尼器的轴向间隙。
39.如图3所示，转子由轴71、转子杯72、键73、过盈压圈74组成，先将键安装在轴的键槽中，再将转子杯装入轴及键槽上，再通过过盈压圈固定，并使用激光焊接进行防松处理。
40.如图4和图6所示，前端盖组件由前端盖61、第一磁极隔板62、第三螺钉63、第一磁钢64组成，第一磁钢64通过胶粘接在前端盖61上，第一磁极隔板62用第三螺钉63固定在前端盖61上，既紧固第一磁钢64，又防止第一磁钢64转动。
41.如图5和图7所示，后端盖组件由后端盖81、第二磁极隔板82、第四螺钉83、第二磁钢84组成，第二磁钢84通过胶粘接在后端盖81上，第二磁极隔板82用第四螺钉83固定在后端盖81上，既紧固第二磁钢84，又防止第二磁钢84转动。
42.可以理解的，阻尼器的特性跟电机的转速、磁场、转子杯的材料及大小有关，因此，阻尼器加工完成后，磁场、转子杯材料、外径尺寸等都是固化的，阻尼器的阻尼力矩是会存在差异的，需要进行阻尼力矩调试，只有通过转子杯的长度进行调整改变阻尼力矩的大小。考虑到转子杯为薄壁件且又长，转子杯口部会存在变形，引起阻尼器扫膛的风险，因此，本
发明采用类似永磁空心杯电机的结构形式，设计出工字型金属杯的转子的电磁阻尼器结构，设计时转子杯采用工字型，减少口部变形的风险；为了方便调试，电磁阻尼器必须方便拆装，因此，阻尼器的结构采用两端支撑机壳的结构形式。
43.综上所述，本发明组成了电磁对接减震系统，能吸收、消耗对接过程中传动缓冲系统产生的能量，使交会对接过程平稳；可利用该电磁阻尼器的工作原理，构建电磁阻尼器加载系统，实现拖动电机的加载测试及空间执行机构的模拟试验的性能测试。