Асноўны дызайн магніта
Машына Magnabend распрацавана як магутны магніт пастаяннага току з абмежаваным працоўным цыклам.
Машына складаецца з 3 асноўных частак: -
Корпус магніта, які ўтварае аснову машыны і змяшчае шпульку электрамагніта.
Заціскная планка, якая забяспечвае шлях для магнітнага патоку паміж полюсамі асновы магніта, і такім чынам заціскае дэталь з ліставога металу.
Гнучая бэлька, якая паварочваецца да пярэдняга краю корпуса магніта і забяспечвае сродак для прымянення сілы выгібу да нарыхтоўкі.
3-D мадэль:
Ніжэй прыведзены трохмерны чарцёж, які паказвае асноўнае размяшчэнне частак магніта U-тыпу:
Працоўны цыкл
Канцэпцыя працоўнага цыклу з'яўляецца вельмі важным аспектам канструкцыі электрамагніта.Калі канструкцыя прадугледжвае большы працоўны цыкл, чым патрабуецца, гэта не з'яўляецца аптымальным.Большы працоўны цыкл па сваёй сутнасці азначае, што спатрэбіцца больш меднага дроту (з выніковым больш высокім коштам) і/або будзе менш даступная сіла заціску.
Заўвага: магніт з большым працоўным цыклам будзе мець меншае рассейванне магутнасці, што азначае, што ён будзе спажываць менш энергіі і, такім чынам, будзе таннейшым у эксплуатацыі.Аднак з-за таго, што магніт уключаны толькі на кароткія перыяды часу, выдаткі на энергію звычайна разглядаюцца як вельмі малазначныя.Такім чынам, праектны падыход заключаецца ў тым, каб мець столькі рассейванай магутнасці, колькі вы можаце атрымаць, каб не перагрэць абмоткі шпулькі.(Гэты падыход характэрны для большасці канструкцый электрамагнітаў).
Magnabend разлічаны на намінальны працоўны цыкл каля 25%.
Звычайна на згінанне патрабуецца ўсяго 2-3 секунды.Затым магніт будзе выключаны яшчэ на 8-10 секунд, пакуль нарыхтоўка будзе перастаўлена і выраўнавана для наступнага згінання.Калі працоўны цыкл перавышае 25%, у рэшце рэшт магніт стане занадта гарачым і спрацуе цеплавая перагрузка.Магніт не будзе пашкоджаны, але перад наступным выкарыстаннем яму трэба даць астыць каля 30 хвілін.
Вопыт эксплуатацыі машын у палявых умовах паказаў, што працоўны цыкл 25% цалкам дастатковы для звычайных карыстальнікаў.Фактычна некаторыя карыстальнікі запытвалі дадатковыя версіі машыны высокай магутнасці, якія маюць большую сілу заціску за кошт меншага працоўнага цыклу.
Сіла заціску Magnabend:
Практычная сіла заціску:
На практыцы гэтая высокая сіла заціску рэалізуецца толькі тады, калі яна не патрэбна(!), гэта значыць пры згінанні тонкіх сталёвых нарыхтовак.Пры згінанні нарыхтовак з каляровых металаў сіла будзе меншай, як паказана на графіку вышэй, і (крыху цікава), яна таксама меншая пры згінанні тоўстых сталёвых нарыхтовак.Гэта адбываецца таму, што сіла заціску, неабходная для рэзкага выгібу, нашмат вышэй, чым неабходная для радыуснага выгібу.Такім чынам, што адбываецца, так гэта тое, што па меры згінання пярэдні край заціскной планкі злёгку падымаецца, што дазваляе нарыхтоўцы ўтварыць радыус.
Невялікі паветраны зазор, які ўтвараецца, выклікае невялікую страту сілы заціску, але сіла, неабходная для фарміравання радыуснага выгібу, знізілася больш рэзка, чым сіла заціску магніта.У выніку ствараецца стабільная сітуацыя, а заціск не адпускае.
Тое, што апісана вышэй, - гэта рэжым згінання, калі машына знаходзіцца каля мяжы таўшчыні.Калі паспрабаваць нават больш тоўстую нарыхтоўку, то, вядома, заціскная планка падымецца.
Гэтая дыяграма сведчыць аб тым, што калі б насавой край заціску быў крыху закруглены, а не востры, то паветраны зазор для тоўстага згінання паменшыўся б.
Сапраўды, гэта так, і правільна зроблены Magnabend будзе мець заціск з закругленым краем.(Закруглены край таксама значна менш схільны выпадковым пашкоджанням у параўнанні з вострым краем).
Гранічны рэжым адмовы ад выгібу:
Калі зрабіць спробу сагнуць вельмі тоўстую нарыхтоўку, машына не зможа сагнуць яе, таму што заціскная планка проста падымецца.(На шчасце, гэта не адбываецца драматычна; заціск проста адпускае ціха).
Аднак, калі нагрузка на выгіб толькі трохі большая, чым здольнасць на выгіб магніта, звычайна адбываецца так, што выгіб будзе працягвацца, скажам, каля 60 градусаў, а затым заціскная планка пачне слізгаць назад.У такім рэжыме адмовы магніт можа супрацьстаяць нагрузцы на выгіб толькі ўскосна, ствараючы трэнне паміж нарыхтоўкай і ложкам магніта.
Розніца ў таўшчыні паміж паломкай з-за адрывання і паломкай з-за слізгацення звычайна не вельмі вялікая.
Няўдача пры ўздыме адбываецца з-за таго, што нарыхтоўка падымае пярэдні край заціскной штангі ўверх.Сіла заціску на пярэднім краі заціскной штангі ў асноўным супрацьстаіць гэтаму.Заціск на заднім краі мае невялікі эфект, таму што ён знаходзіцца блізка да месца, дзе паварочваецца заціск.На самай справе гэта толькі палова агульнай сілы заціску, якая супраціўляецца адрыву.
З іншага боку, слізгаценне супраціўляецца агульнай сілай заціску, але толькі праз трэнне, таму фактычнае супраціўленне залежыць ад каэфіцыента трэння паміж нарыхтоўкай і паверхняй магніта.
Для чыстай і сухой сталі каэфіцыент трэння можа дасягаць 0,8, але пры наяўнасці змазкі ён можа быць 0,2.Як правіла, гэта будзе дзесьці пасярэдзіне, так што гранічны спосаб разбурэння пры выгіне звычайна адбываецца з-за слізгацення, але спробы павялічыць трэнне на паверхні магніта аказаліся бескарыснымі.
Ёмістасць па таўшчыні:
Для корпуса магніта E-тыпу шырынёй 98 мм і глыбінёй 48 мм і са шпулькай 3800 ампер-віткоў поўная даўжыня выгібу складае 1,6 мм.Гэтая таўшчыня распаўсюджваецца як на сталёвы, так і на алюмініевы ліст.Алюмініевы ліст будзе менш заціскацца, але для яго згінання патрабуецца менш крутоўнага моманту, таму гэта кампенсуецца такім чынам, каб атрымаць аднолькавую ёмістасць для абодвух тыпаў металу.
Неабходна зрабіць некаторыя засцярогі адносна заяўленай здольнасці на выгіб: асноўная з іх заключаецца ў тым, што мяжа цякучасці ліставога металу можа вар'іравацца ў шырокіх межах.Ёмістасць 1,6 мм распаўсюджваецца на сталь з мяжой цякучасці да 250 МПа і на алюміній з мяжой цякучасці да 140 МПа.
Таўшчыня нержавеючай сталі складае каля 1,0 мм.Гэтая ёмістасць значна меншая, чым у большасці іншых металаў, таму што нержавеючая сталь звычайна немагнітная і пры гэтым мае дастаткова высокую мяжу цякучасці.
Яшчэ адзін фактар - тэмпература магніта.Калі магніту было дазволена нагрэцца, то супраціўленне шпулькі будзе вышэй, і гэта, у сваю чаргу, прывядзе да таго, што яна будзе спажываць меншы ток з наступнымі меншымі ампер-віткамі і меншай сілай заціску.(Гэты эфект звычайна даволі ўмераны і наўрад ці прывядзе да таго, што машына не будзе адпавядаць сваім характарыстыкам).
Нарэшце, магнабенды большай ёмістасці можна было б зрабіць, калі папярочны перасек магніта быў большым.
Час публікацыі: 12 жніўня 2022 г