常見電磁繼電器鐵芯設(shè)計(jì)要求及注意事項(xiàng)

李東俠

(廈門宏發(fā)電聲有限公司，福建廈門361022)

1 鐵芯的功能

鐵芯是電磁系統(tǒng)的重要零件之一，一般位于線圈的中心孔內(nèi)，尾部與軛鐵牢固結(jié)合，鐵芯一般都采用高導(dǎo)磁的軟磁材料，其作用是集中線圈產(chǎn)生的磁通，提高磁導(dǎo)和磁場(chǎng)強(qiáng)度。其與軛鐵、銜鐵一起構(gòu)成低磁阻的磁通路。

2 鐵芯的結(jié)構(gòu)

不同結(jié)構(gòu)的繼電器，其鐵芯的形狀可能有所不同，按繼電器線圈的供電類型，一般分為兩大類:一類為交流繼電器的鐵芯;一類為直流繼電器的鐵芯，直流繼電器的鐵芯一般為圓柱型，而交流繼電器為了降低渦流損耗，一般采用片狀硅鋼片疊壓而組成(小型交流繼電器，當(dāng)其線圈溫升不會(huì)超過要求標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，也可不采用疊片鐵芯)，交流繼電器的鐵芯上一般都有裝短路環(huán)，其主要是為了消除磁路系統(tǒng)的顫動(dòng)，從而減少交流噪聲，提高產(chǎn)品的可靠性。

典型的鐵芯設(shè)計(jì):

A、疊鉚平片鐵芯(交流與直流鐵芯部分)

B、帶極面的圓柱鐵芯(直流產(chǎn)品)

C、U型直流產(chǎn)品鐵芯(與軛鐵合二為一)

D、L1型片狀鐵芯:

E、圓柱狀直桶交流鐵芯:

3 鐵芯設(shè)計(jì)要求

3.1 鐵芯長(zhǎng)度的設(shè)計(jì):主要決定于線圈的尺寸，而線圈的尺寸與繼電器設(shè)計(jì)要求尺寸、靈敏度和繞組在長(zhǎng)期工作時(shí)的最大容許的溫升有關(guān)，直流繼電器為提高線圈的散熱面積，用加長(zhǎng)線圈長(zhǎng)度過方法來達(dá)到，因而直流鐵芯一般瘦高型，而交流繼電器若設(shè)計(jì)為圓柱型鐵芯一般設(shè)計(jì)為矮胖型。一般經(jīng)驗(yàn)證明:鐵芯長(zhǎng)度與其直徑的比值在4～7的范圍內(nèi)比較合理。

3.2 對(duì)于采用硅鋼片疊加的交流鐵芯，一般含硅量為0.5～4.5%。加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率，降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時(shí)效，但由于加入硅后，材料的硬度增大，脆性增大，加工性變差，因而厚度通常為0.35mm～0.55mm。

3.3 一般直流圓柱型鐵芯有一個(gè)極面，其可增加工作氣隙的磁導(dǎo)，其直徑一般為鐵芯直徑的1.6～2倍，且增大鐵芯的極靴面和直徑，會(huì)使繼電器的吸合時(shí)間和釋放時(shí)間增加，因而一般在繼電器已定型的情況下，通過減小極靴面可使從而釋放時(shí)間加快。

3.4 對(duì)于交流繼電器，為了要消除吸力的脈動(dòng)性，在極面要增加短路環(huán)，將極面分成兩個(gè)部分，大極面為小極面的2～3倍。

3.5 一般繼電器鐵芯是通過與軛鐵孔的軸孔配合而鉚接在一起的。一般常見的鉚接方法有:壓鉚和旋鉚二種鉚接方法。

3.5.1 旋鉚方法:鐵芯變形量較小，軛鐵與鐵芯的貼合緊密，導(dǎo)磁性好，但牢固度沒有壓鉚大，生產(chǎn)效率較低，鐵芯易脫皮。

3.5.2 壓鉚方法:鍍層不易脫皮，但鐵芯與軛鐵的貼合不緊密，磁損耗大，但牢固度大，生產(chǎn)效率高，因而要根據(jù)產(chǎn)品的具體情況選則合適的裝配方法。

3.6 鐵芯套入軛鐵孔后伸出的長(zhǎng)度選取要適當(dāng)，因?yàn)殚L(zhǎng)度過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致鉚壓后，只是鉚壓的頭部變形較大，而鐵芯軸與軛鐵孔配合不緊而影響導(dǎo)磁性。

3.7 軛鐵孔與鐵芯軸孔配合尺寸要合理，不能因?yàn)樘o影響裝配，也不能因?yàn)榕浜祥g隙過大增加磁阻，必要時(shí)鉚接完后要進(jìn)行金相切片檢查。

3.8 合理設(shè)計(jì)零件表面處理會(huì)影響到零件的抗腐蝕能力、影響到產(chǎn)品的吸力。在無特殊要求的情況下，典型的設(shè)計(jì)為 Fe/Ep.Cu1 ～3Ni3 ～7s。

3.9 技術(shù)要求的內(nèi)容:

3.9.1 熱處理后，剩磁檢驗(yàn):矯頑力HC≤48A/m。

3.9.2 極靴面粗糙度進(jìn)行規(guī)定 。

3.9.3 零件加工過程中不能使用含有機(jī)硅的潤(rùn)滑劑。

3.9.4 毛刺高度要有一定的規(guī)定。

3.9.5 零件表面不得有油污、劃傷、凹陷及裂紋等缺陷。

3.9.6 包裝:防靜電、防塵及防擠壓。

3.9.7 包裝要求:防靜電、防塵、防擠壓、防腐蝕。

4 裝配過程中注意事項(xiàng)

4.1 鐵芯與軛鐵鉚壓后，應(yīng)特別注意鐵芯與軛鐵間的結(jié)合，不能有明顯的縫隙，會(huì)導(dǎo)致兩者過渡處的磁阻過大，必要時(shí)鉚接質(zhì)量要通過金相分析來確認(rèn)。

4.2 注意鐵芯與短路環(huán)鉚接方式，盡可能減少通過鐵芯面砍痕鉚壓擴(kuò)張而固定短路環(huán)。

4.3 設(shè)計(jì)中，必須注意考慮零件是否會(huì)會(huì)在滾光、周轉(zhuǎn)、電鍍等過程中產(chǎn)生變形等問題，保證極面平整度。

4.4 對(duì)于交流的疊片式鐵芯設(shè)計(jì)時(shí)考慮正反面的防錯(cuò)，及不同模具的零件區(qū)分，從而保證疊片鉚壓的質(zhì)量。

4.5 鐵芯與線架鉚壓后要考慮不能松動(dòng)，若有松動(dòng)有可能造成銜鐵與軛鐵刀口接觸點(diǎn)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)作電壓變化。

4.6 鐵芯鉚壓后要考慮其壓縮量不宜過大，否則會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)磁性下降及線架開裂的情況。

4.7 當(dāng)采用自動(dòng)化生產(chǎn)方式時(shí)，鐵芯與軛鐵的緊密配合應(yīng)適當(dāng)，便于鐵芯套入軛鐵孔內(nèi)，滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。

5 結(jié)束語

本文只是淺顯對(duì)常見鐵芯設(shè)計(jì)做的一個(gè)闡述，還存在很多不全面及不深入的地方。因而，本文旨在開拓讀者的思路，進(jìn)行更好的交流及相互了解。