[发明专利]一种往复式直线电机用动子支撑弹簧以及往复式直线电机

说明书

一种往复式直线电机用动子支撑弹簧(1)，该动子支撑弹簧(1)为板条形，它包括本体部(2)，用以安装连接电机的动子部分(9)；弹性部(3)，用以产生弹性形变以调节动子部分(9)的运动相位，其由本体部(2)向左右侧对称延长形成；还提供了一种往复式直线电机，包括动子部分(9)和定子部分(8)，动子部分(9)设置在定子部分(8)内部并可在定子部分(8)内部往复式直线运动，动子部分(9)通过该动子支撑弹簧(1)与定子部分(8)连接。该动子支撑弹簧提高了动子的安装稳定性，且具有较好的弹性一致性和轴向刚度，增加了弹簧的径向刚度，因此提高了往复式直线电机的使用寿命和可靠性，也降低了成本，更加使用重型动子的应用场合。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言涉及一种往复式直线电机用动子支撑弹簧以及往复式直线电机。

背景技术

现有技术的直线电机支承方式主要包括三种类型，分别为硬摩擦支承直线电机、气浮轴承直线电机和双板簧支承直线电机。其中硬摩擦支承直线电机是使用耐磨物质或无油自润滑物质制作的轻量动子，以减少侧向力造成的动子和定子之间的摩擦损耗，这种结构的直线电机结构简单，但仅适用于负载较小的场合，且其自身寿命也较短。气浮轴承直线电机是使用特殊结构的气缸或动子使动子在工作过程中，有部分气体作为气浮轴承避免动子和定子之间的摩擦，这种结构的直线电机寿命长，效果也好，但是其结构复杂，加工精度要求高，成本十分高昂。双板簧支承直线电机将动子用两个涡旋式板簧支撑，这种结构的直线电机效率高，径向支撑力较好，可以使用于较大重量的动子上，承受更大的负载，但是涡旋式板簧的加工精度要求高，成品率低，且消耗的材料较多，材料成本也十分高昂，此外，在双板簧式直线电机的工作过程中，定子内的动子会做上万、上亿次的往复式直线运动，而作为动子的支撑弹簧，板弹簧也需要相应的做上万、上亿次的来回移动，这就给弹簧的疲劳强度、弹性刚度和稳定性提出了较高的要求。

现有技术双板簧式直线电机采用的是平面弹簧，常见的平面弹簧为圆片状涡旋弹簧，如图6所示。加工圆片状涡旋弹簧的基本方法是在金属片上采用线切割慢走丝的方法刻蚀涡旋槽。此种圆片状涡旋弹簧存在以下缺陷：在加工的过程中通过线切割慢走丝的方法刻蚀涡旋槽，造成材料的严重浪费；涡旋槽风通量较小，在工作的过程中产生的风压比较大，对活塞来回移动产生阻力；平面弹簧为渐开线弹簧，只是一个很细的支撑臂，支撑力度不强，虽然周向刚度不错，但是径向刚度较差，容易在较多次的弹性形变后变脆发热，导致断裂，尤其是采用重型动子时，使用一段时间后，由于抗疲劳性能不足，涡旋弹簧会将产生塑性变形，进而使动子的侧向力增大，产生更大的摩擦力，导致直线电机的寿命降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在的不足而提供一种往复式直线电机用动子支撑弹簧以及往复式直线电机，所述的动子支撑弹簧提高了直线振动电机的使用寿命，且降低了动子支撑弹簧的加工难度和生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术手段：

一种往复式直线电机用动子支撑弹簧，该动子支撑弹簧为板条形，它包括本体部，用以安装接连电机的动子部分；弹性部，用以产生弹性形变以限定动子部分的运动相位，其由本体部向左右侧对称延长形成；固定部，用于安装连接电机的定子部分，其由弹性部折弯形成。本发明还提供一种往复式直线电机，包括动子部分和定子部分，所述动子部分设置在定子部分内部并可在定子部分内部往复式移动，所述动子部分通过动子支撑弹簧与定子部分连接。

上述技术方案还可以通过以下措施进一步完善：

作为进一步优化，所述的本体部与弹性部的连接过渡处设置有第一弧形拐角。所述的弹性部与固定部的连接过渡处设置有第二弧形拐角。所述本体部为平板状，所述弹性部由本体部向斜上方延长形成。所述动子支撑弹簧的整体形状为中部平坦的M形。优选的，所述第一弧形拐角为α，150°≤α≤180°；更优选的，所述第一弧形拐角α＝160°。

作为进一步优化，所述本体部和弹性部均为平板状，所述弹性部由本体部沿水平方向延长形成。所述动子支撑弹簧的整体形状为中部平坦的C形。