Basiese magneetontwerp
Die Magnabend-masjien is ontwerp as 'n kragtige GS-magneet met beperkte dienssiklus.
Die masjien bestaan uit 3 basiese dele:-
Die magneetliggaam wat die basis van die masjien vorm en die elektromagneetspoel bevat.
Die klemstaaf wat 'n pad bied vir magnetiese vloed tussen die pole van die magneetbasis, en daardeur die plaatmetaalwerkstuk vasklem.
Die buigbalk wat na die voorrand van die magneetliggaam gedraai word en bied 'n manier om buigkrag op die werkstuk toe te pas.
3D-model:
Hieronder is 'n 3-D tekening wat die basiese rangskikking van dele in 'n U-tipe magneet toon:
Dienssiklus
Die konsep van dienssiklus is 'n baie belangrike aspek van die ontwerp van die elektromagneet.As die ontwerp voorsiening maak vir meer dienssiklus as wat nodig is, is dit nie optimaal nie.Meer dienssiklus beteken inherent dat meer koperdraad nodig sal wees (met gevolglike hoër koste) en/of daar sal minder klemkrag beskikbaar wees.
Let wel: 'n Hoër dienssiklus magneet sal minder kragdissipasie hê wat beteken dat dit minder energie sal gebruik en dus goedkoper sal wees om te bedryf.Omdat die magneet egter net vir kort periodes AAN is, word die energiekoste van werking gewoonlik as van baie min betekenis beskou.Die ontwerpbenadering is dus om soveel kragafvoer te hê as waarmee jy kan wegkom in terme van om nie die windings van die spoel te oorverhit nie.(Hierdie benadering is algemeen vir die meeste elektromagneetontwerpe).
Die Magnabend is ontwerp vir 'n nominale dienssiklus van ongeveer 25%.
Dit neem gewoonlik net 2 of 3 sekondes om 'n buiging te maak.Die magneet sal dan vir 'n verdere 8 tot 10 sekondes af wees terwyl die werkstuk herposisioneer en in lyn gebring word, gereed vir die volgende buiging.As die 25% dienssiklus oorskry word, sal die magneet uiteindelik te warm word en 'n termiese oorlading sal uitskakel.Die magneet sal nie beskadig word nie, maar dit sal vir ongeveer 30 minute toegelaat moet word om af te koel voordat dit weer gebruik word.
Bedryfservaring met masjiene in die veld het getoon dat die 25% dienssiklus redelik voldoende is vir tipiese gebruikers.Trouens, sommige gebruikers het opsionele hoëkragweergawes van die masjien aangevra wat meer klemkrag het ten koste van minder dienssiklus.
Magnabend-klemkrag:
Praktiese klemkrag:
In die praktyk word hierdie hoë klemkrag slegs gerealiseer wanneer dit nie nodig is nie(!), dit wil sê wanneer dun staalwerkstukke gebuig word.Wanneer nie-ysterhoudende werkstukke gebuig word, sal die krag minder wees soos in die grafiek hierbo getoon, en ('n bietjie eienaardig), dit is ook minder wanneer dik staalwerkstukke gebuig word.Dit is omdat die klemkrag wat nodig is om 'n skerp buiging te maak, baie hoër is as wat nodig is vir 'n radiusbuiging.Wat dus gebeur, is dat namate die buiging voortgaan, lig die voorrand van die klemstang effens op, waardeur die werkstuk 'n radius kan vorm.
Die klein lugspleet wat gevorm word, veroorsaak 'n effense verlies aan klemkrag, maar die krag wat nodig is om die radiusbuiging te vorm, het skerper gedaal as die magneetklemkrag.Dus het 'n stabiele situasie tot gevolg en die klemstang laat nie los nie.
Wat hierbo beskryf word, is die modus van buiging wanneer die masjien naby sy diktelimiet is.As 'n nog dikker werkstuk probeer word, sal die klemstang natuurlik oplig.
Hierdie diagram dui daarop dat as die neusrand van die klembalk 'n bietjie afgerond is, eerder as skerp, die luggaping vir dik buiging verminder sal word.
Inderdaad is dit die geval en 'n behoorlik vervaardigde Magnabend sal 'n klembalk hê met 'n radiusrand.('n Rand met radius is ook baie minder geneig tot toevallige skade in vergelyking met 'n skerp rand).
Marginale modus van buigmislukking:
As 'n buiging op 'n baie dik werkstuk probeer word, sal die masjien nie daarin slaag om dit te buig nie, want die klemstang sal eenvoudig aflig.(Gelukkig gebeur dit nie op 'n dramatiese manier nie; die klemstang laat net rustig los).
As die buiglading egter net effens groter is as die buigkapasiteit van die magneet, dan gebeur dit gewoonlik dat die buiging ongeveer 60 grade sal sê en dan sal die klemstang agteruit begin gly.In hierdie modus van mislukking kan die magneet slegs die buiglas indirek weerstaan deur wrywing tussen die werkstuk en die bed van die magneet te skep.
Die dikte verskil tussen 'n mislukking as gevolg van oplig en 'n mislukking as gevolg van gly is oor die algemeen nie baie nie.
Mislukking om af te lig is te wyte aan die werkstuk wat die voorkant van die klembalk opwaarts lig.Die klemkrag aan die voorkant van die klemstang is hoofsaaklik wat dit weerstaan.Om aan die agterkant vas te klem het min effek omdat dit naby is waar die klemstang gedraai word.Trouens, dit is net die helfte van die totale klemkrag wat opheffing weerstaan.
Aan die ander kant word gly weerstaan deur die totale klemkrag, maar slegs deur wrywing, so die werklike weerstand hang af van die wrywingskoëffisiënt tussen die werkstuk en die oppervlak van die magneet.
Vir skoon en droë staal kan die wrywingskoëffisiënt so hoog as 0.8 wees, maar as smering teenwoordig is, kan dit so laag as 0.2 wees.Tipies sal dit iewers tussenin wees, sodat die marginale modus van buigmislukking gewoonlik as gevolg van gly is, maar pogings om wrywing op die oppervlak van die magneet te verhoog, is gevind dat dit nie die moeite werd is nie.
Dikte kapasiteit:
Vir 'n E-tipe magneetliggaam 98 mm breed en 48 mm diep en met 'n 3 800 ampère-draai spoel, is die volle lengte buigvermoë 1,6 mm.Hierdie dikte is van toepassing op beide staalplaat en aluminiumplaat.Daar sal minder klem op die aluminiumplaat wees, maar dit verg minder wringkrag om dit te buig, so dit kompenseer op so 'n manier dat dit soortgelyke maatkapasiteit vir beide tipes metaal gee.
Daar moet 'n paar waarskuwings wees oor die genoemde buigvermoë: Die belangrikste is dat die vloeisterkte van die plaatmetaal baie kan verskil.Die kapasiteit van 1,6 mm is van toepassing op staal met 'n vloeispanning van tot 250 MPa en op aluminium met 'n vloeispanning tot 140 MPa.
Die dikte kapasiteit in vlekvrye staal is ongeveer 1,0 mm.Hierdie kapasiteit is aansienlik minder as vir die meeste ander metale omdat vlekvrye staal gewoonlik nie-magneties is en tog 'n redelike hoë opbrengsspanning het.
Nog 'n faktor is die temperatuur van die magneet.As die magneet toegelaat is om warm te word, sal die weerstand van die spoel hoër wees en dit sal weer veroorsaak dat dit minder stroom trek met gevolglike laer ampere-draaie en laer klemkrag.(Hierdie effek is gewoonlik redelik matig en dit is onwaarskynlik dat die masjien nie aan sy spesifikasies voldoen nie).
Laastens, kan dikker kapasiteit Magnabends gemaak word as die magneet deursnit groter gemaak word.
Postyd: 27 Aug. 2021