Magnēta pamata dizains
Magnabend iekārta ir veidota kā spēcīgs līdzstrāvas magnēts ar ierobežotu darba ciklu.
Mašīna sastāv no 3 pamata daļām: -
Magnēta korpuss, kas veido iekārtas pamatni un satur elektromagnēta spoli.
Skavas stienis, kas nodrošina magnētiskās plūsmas ceļu starp magnēta pamatnes poliem un tādējādi nostiprina lokšņu metāla sagatavi.
Liekšanas sija, kas ir pagriezta uz magnēta korpusa priekšējo malu un nodrošina līdzekli lieces spēka pielikšanai sagatavei.
3-D modelis:
Zemāk ir 3-D zīmējums, kurā parādīts detaļu pamata izvietojums U veida magnētā:
Cikls
Darba cikla jēdziens ir ļoti svarīgs elektromagnēta konstrukcijas aspekts.Ja konstrukcija paredz lielāku darba ciklu nekā nepieciešams, tas nav optimāls.Lielāks darba cikls pēc būtības nozīmē, ka būs nepieciešams vairāk vara stieples (ar attiecīgi augstākām izmaksām) un/vai būs pieejams mazāks iespīlēšanas spēks.
Piezīme. Augstāka darba cikla magnētam būs mazāka jaudas izkliede, kas nozīmē, ka tas patērēs mazāk enerģijas un tādējādi būs lētāks ekspluatācijā.Tomēr, tā kā magnēts ir IESLĒGTS tikai īsu laiku, ekspluatācijas enerģijas izmaksas parasti tiek uzskatītas par ļoti maznozīmīgām.Tādējādi projektēšanas pieeja ir nodrošināt tik daudz jaudas izkliedes, cik vien iespējams, lai nepārkarsētu spoles tinumus.(Šī pieeja ir raksturīga lielākajai daļai elektromagnētu dizainu).
Magnabend ir paredzēts nominālajam darba ciklam aptuveni 25%.
Parasti līkuma veikšana aizņem tikai 2 vai 3 sekundes.Pēc tam magnēts tiks izslēgts vēl 8 līdz 10 sekundes, kamēr apstrādājamā detaļa tiek pārvietota un izlīdzināta, lai tā būtu gatava nākamajam izliekumam.Ja tiek pārsniegts 25% darba cikls, galu galā magnēts kļūs pārāk karsts un atslēgsies termiskā pārslodze.Magnēts netiks bojāts, bet tam būs jāļauj atdzist apmēram 30 minūtes pirms atkārtotas izmantošanas.
Darbības pieredze ar mašīnām uz lauka liecina, ka 25% darba cikls ir diezgan piemērots tipiskiem lietotājiem.Patiesībā daži lietotāji ir pieprasījuši izvēles lieljaudas mašīnas versijas, kurām ir lielāks savilkšanas spēks uz mazāka noslodzes cikla rēķina.
Magnabend iespīlēšanas spēks:
Praktiskais saspiešanas spēks:
Praksē šis lielais savilkšanas spēks tiek realizēts tikai tad, kad tas nav nepieciešams(!), tas ir, liekot plānas tērauda sagataves.Liekot krāsaino metālu sagataves, spēks būs mazāks, kā parādīts iepriekš redzamajā grafikā, un (nedaudz dīvainā kārtā) tas ir mazāks, liekot biezas tērauda sagataves.Tas ir tāpēc, ka stiprinājuma spēks, kas nepieciešams, lai veiktu asu līkumu, ir daudz lielāks nekā tas, kas nepieciešams rādiusa līkumam.Tātad notiek tas, ka, virzoties uz līkumu, skavas priekšējā mala nedaudz paceļas, tādējādi ļaujot sagatavei veidot rādiusu.
Mazā gaisa sprauga, kas veidojas, rada nelielu saspiešanas spēka zudumu, bet spēks, kas nepieciešams, lai izveidotu rādiusa līkumu, ir samazinājies daudz straujāk nekā magnēta iespīlēšanas spēks.Tādējādi tiek iegūta stabila situācija un skava neatlaižas.
Iepriekš aprakstītais ir lieces režīms, kad iekārta ir tuvu tā biezuma robežai.Ja tiek izmēģināts vēl biezāks sagataves izstrādājums, tad, protams, skava pacelsies.
Šī diagramma liecina, ka, ja skavas stieņa priekšgala mala būtu nedaudz rādiusa, nevis asa, tad gaisa sprauga biezai saliekšanai tiktu samazināta.
Patiešām, tas tā ir, un pareizi izgatavotam Magnabend būs skava ar rādiusu malu.(Arī rādiusa mala ir daudz mazāk pakļauta nejaušiem bojājumiem, salīdzinot ar asu malu).
Izliekuma kļūmes robežveids:
Ja tiek mēģināts saliekt ļoti biezu sagatavi, iekārtai neizdosies to saliekt, jo skavas stienis vienkārši pacelsies.(Par laimi tas nenotiek dramatiskā veidā; skavas stienis vienkārši klusi atlaižas).
Tomēr, ja lieces slodze ir tikai nedaudz lielāka par magnēta lieces spēju, tad parasti notiek tā, ka liece turpinās apmēram 60 grādu leņķī un tad skavas stienis sāks slīdēt atpakaļ.Šajā atteices režīmā magnēts var izturēt lieces slodzi tikai netieši, radot berzi starp apstrādājamo priekšmetu un magnēta pamatni.
Biezuma atšķirība starp atteici, kas radusies pacelšanās dēļ, un atteici slīdēšanas dēļ, parasti nav ļoti liela.
Pacelšanas kļūme ir saistīta ar to, ka apstrādājamā detaļa svira skavas priekšējo malu uz augšu.Saspiedes spēks skavas priekšējā malā galvenokārt ir tas, kas tam pretojas.Aizmugurējās malas iespīlēšanai ir maza ietekme, jo tā atrodas tuvu vietai, kur tiek pagriezts skavas stienis.Faktiski tā ir tikai puse no kopējā saspiešanas spēka, kas iztur pacelšanos.
No otras puses, slīdēšanu pretojas kopējais iespīlēšanas spēks, bet tikai ar berzi, tāpēc faktiskā pretestība ir atkarīga no berzes koeficienta starp apstrādājamo priekšmetu un magnēta virsmu.
Tīram un sausam tēraudam berzes koeficients var būt pat 0,8, bet, ja ir eļļošana, tas var būt pat 0,2.Parasti tas būs kaut kur pa vidu, jo lieces atteices marginālais režīms parasti ir saistīts ar slīdēšanu, taču ir konstatēts, ka mēģinājumi palielināt magnēta virsmas berzi nav lietderīgi.
Biezuma ietilpība:
E-tipa magnēta korpusam, kura platums ir 98 mm un dziļums 48 mm, un ar 3800 ampēru apgriezienu spoli, pilna garuma lieces jauda ir 1,6 mm.Šis biezums attiecas gan uz tērauda loksnēm, gan uz alumīnija loksnēm.Alumīnija loksnei būs mazāk iespīlēšanas, taču tās saliekšanai ir nepieciešams mazāks griezes moments, tādējādi tas tiek kompensēts tā, lai abiem metāla veidiem būtu līdzīga jauda.
Jāievēro daži brīdinājumi attiecībā uz norādīto lieces spēju: galvenais ir tas, ka lokšņu metāla tecēšanas robeža var ievērojami atšķirties.1,6 mm ietilpība attiecas uz tēraudu ar tecēšanas spriegumu līdz 250 MPa un uz alumīniju ar tecēšanas spriegumu līdz 140 MPa.
Nerūsējošā tērauda biezuma ietilpība ir aptuveni 1,0 mm.Šī jauda ir ievērojami mazāka nekā lielākajai daļai citu metālu, jo nerūsējošais tērauds parasti nav magnētisks un tomēr tam ir pietiekami augsts tecēšanas spriegums.
Vēl viens faktors ir magnēta temperatūra.Ja magnētam ir ļauts sakarst, tad spoles pretestība būs lielāka, un tas savukārt liks tam izmantot mazāku strāvu, kā rezultātā samazināsies ampēru apgriezieni un samazinās spiedes spēks.(Šis efekts parasti ir diezgan mērens un maz ticams, ka iekārta neatbilst tās specifikācijām).
Visbeidzot, ja magnēta šķērsgriezums būtu lielāks, varētu izgatavot biezākas ietilpības Magnabendus.
Publicēšanas laiks: 12. augusts 2022