[发明专利]一种永磁型四极磁铁及其组装方法

权利要求书

1.一种永磁型四极磁铁，其特征在于，包括具有容纳腔的金属骨架、位于该金属骨架容纳腔内且采用海尔贝克阵列形式排布的多个磁块、以及多个顶丝；各磁块的顶部分别通过多个所述顶丝与金属骨架内侧固定并向金属骨架中心挤压，使得相邻两磁块侧面紧密贴合且各磁块底部依次首尾相接围合形成一圆形空腔，所有磁块所形成的四极磁场分布于该空腔区域中。

2.根据权利要求1所述的永磁型四极磁铁，其特征在于，各磁块在所述金属骨架中按照以下原则排布：

1)组装于所述金属骨架内的所有磁块的磁场强度尽可能相近；

2)将磁块的设计磁化方向与实际磁化方向的角度差作为磁块的磁化偏角，且将磁块的设计磁化方向指向实际磁化方向为顺时针的定义为正磁化偏角、将磁块的设计磁化方向指向实际磁化方向为逆时针的定义为负磁化偏角，组装于所述金属骨架内的各磁块以磁化偏角同为正磁化偏角、负磁化偏角或者正负磁化偏角交替出现的形式布设。

3.根据权利要求2所述的永磁型四极磁铁，其特征在于，各磁块的磁场强度偏差不超过1.5％，各磁块的磁化偏角不超过3°。

4.根据权利要求1所述的永磁型四极磁铁，其特征在于，各所述磁块的截面相同，均为由等腰梯形与矩形形成的组合截面；其中，相邻磁块的梯形斜面互相支撑，矩形部分与金属骨架内侧配合用于磁块定位。

5.根据权利要求1所述的永磁型四极磁铁，其特征在于，各顶丝与相应磁块之间设有金属垫片。

6.根据权利要求1所述的永磁型四极磁铁，其特征在于，连接各磁块与金属骨架的多个顶丝沿金属骨架轴线方向等间距布设。

7.根据权利要求1所述的永磁型四极磁铁，其特征在于，沿所述金属骨架的轴向方向，各磁块的长度短于金属骨架的长度。

8.一种根据权利要求1～7中任意一项所述永磁型四极磁铁的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所有磁块置于180℃环境中烘烤12小时，以使剩磁稳定；

2)分别测量各磁块的磁场，筛除磁场强度、磁化偏角超过允许范围的磁块；

3)根据上述测量结果选择磁场强度相近的磁块并对磁化偏角进行排序，使得各磁块的磁化偏角以同为正磁化偏角、负磁化偏角或者正负磁化偏角交替出现的形式布设；

4)将按照步骤3)排布的所有磁块使用辅助工装装配至金属容纳腔内；所述辅助工装包括一体成型的底座和支撑柱，以及包覆在所述支撑柱外侧的支撑筒，该支撑筒的尺寸与所有磁块底部围合形成的圆形空腔的尺寸相匹配，且支撑柱与支撑筒之间的摩擦力小于支撑筒与各磁块之间的摩擦力；具体包括：

4-1)将金属骨架放置在底座上，其中支撑柱和支撑筒均位于金属骨架的容纳腔内；

4-2)将步骤3)选择的任一磁块放置于金属骨架内侧与支撑筒外侧形成的空间内，通过支撑柱和支撑筒对该磁块底部支撑，同时利用多个顶丝将该磁块的顶部与金属骨架内侧顶紧固定；顶丝与磁块之间放置无磁金属垫片；

4-3)按照步骤3)确定的布设结果并采用步骤4-2)所述方法将剩余磁块依次固定于金属骨架与支撑筒之间；

4-4)将辅助工装的底座和支撑柱从永磁型四极磁铁中抽出，各磁块通过侧面的挤压相互支撑；待所有磁块的变形稳定后取出支撑筒，并微调各顶丝使各磁块稳固；

5)对装配好的永磁型四极磁铁进行磁中心测量，根据测得的磁中心位置，对金属骨架的外圆进行机械处理，使得金属骨架外圆与磁中心位置修至同轴并将外径修剪至最终设计值。

9.根据权利要求8所述永磁型四极磁铁的组装方法，其特征在于，所述支撑筒的筒身开有一条平行于所述金属骨架轴线方向的变形缝，用于适应抽出所述底座和支撑柱后各磁块的变形。