Основен дизайн на магнита
Машината Magnabend е проектирана като мощен DC магнит с ограничен работен цикъл.
Машината се състои от 3 основни части:-
Магнитното тяло, което образува основата на машината и съдържа електромагнитната намотка.
Скоба, която осигурява път за магнитен поток между полюсите на магнитната основа и по този начин захваща ламарина.
Гредата за огъване, която е завъртяна към предния ръб на тялото на магнита и осигурява средство за прилагане на сила на огъване към детайла.
3-D модел:
По-долу е даден 3-D чертеж, показващ основното подреждане на частите в U-тип магнит:
Работен цикъл
Концепцията за работния цикъл е много важен аспект от дизайна на електромагнита.Ако дизайнът предвижда повече работен цикъл, отколкото е необходимо, тогава той не е оптимален.По-голям работен цикъл по същество означава, че ще е необходима повече медна тел (с последваща по-висока цена) и/или ще има по-малко налична сила на затягане.
Забележка: Магнитът с по-висок работен цикъл ще има по-малко разсейване на мощността, което означава, че ще използва по-малко енергия и по този начин ще бъде по-евтин за работа.Въпреки това, тъй като магнитът е ВКЛЮЧЕН само за кратки периоди, тогава енергийните разходи за работа обикновено се считат за много малко значими.По този начин подходът на проектиране е да имате толкова разсейване на мощността, с което можете да се измъкнете, за да не прегрявате намотките на бобината.(Този подход е общ за повечето електромагнитни конструкции).
Magnabend е проектиран за номинален работен цикъл от около 25%.
Обикновено отнема само 2 или 3 секунди, за да направите завой.След това магнитът ще бъде изключен за още 8 до 10 секунди, докато детайлът се премести и подравни, готов за следващото огъване.Ако работният цикъл от 25% бъде превишен, тогава в крайна сметка магнитът ще стане твърде горещ и ще се задейства термично претоварване.Магнитът няма да се повреди, но ще трябва да се остави да се охлади за около 30 минути, преди да се използва отново.
Оперативният опит с машини в полето показва, че 25% работен цикъл е доста адекватен за типичните потребители.Всъщност някои потребители са поискали допълнителни версии на машината с висока мощност, които имат по-голяма сила на затягане за сметка на по-малък работен цикъл.
Магнабенд сила на затягане:
Практическа сила на затягане:
На практика тази висока сила на затягане се реализира само когато не е необходима(!), т.е. при огъване на тънки стоманени детайли.При огъване на детайли от цветни метали силата ще бъде по-малка, както е показано на графиката по-горе, и (малко любопитно), тя също е по-малка при огъване на дебели стоманени детайли.Това е така, защото силата на затягане, необходима за извършване на рязко огъване, е много по-висока от тази, необходима за радиус на огъване.Така че това, което се случва е, че докато огъването продължава, предният ръб на скобата се повдига леко, като по този начин позволява на детайла да образува радиус.
Малката въздушна междина, която се образува, причинява лека загуба на сила на затягане, но силата, необходима за образуване на радиуса на огъване, е спаднала по-рязко, отколкото силата на затягане на магнита.Така се получава стабилна ситуация и скобата не се пуска.
Това, което е описано по-горе, е режимът на огъване, когато машината е близо до границата си за дебелина.Ако се опита дори по-дебел детайл, тогава, разбира се, скобата ще се повдигне.
Тази диаграма предполага, че ако носовият ръб на скобата е малко радиус, а не остър, тогава въздушната междина за дебело огъване ще бъде намалена.
Всъщност случаят е такъв и правилно изработеният Magnabend ще има скоба с радиус на ръба.(Радиусният ръб също е много по-малко податлив на случайни повреди в сравнение с остър ръб).
Маргинален режим на неуспех на огъване:
Ако се направи опит за огъване на много дебел детайл, тогава машината няма да успее да го огъне, защото скобата просто ще се повдигне.(За щастие това не се случва по драматичен начин; скобата просто се пуска тихо).
Ако обаче натоварването на огъване е само малко по-голямо от капацитета на огъване на магнита, тогава обикновено това, което се случва е, че огъването ще продължи до около 60 градуса и след това скобата ще започне да се плъзга назад.В този режим на повреда магнитът може да устои на натоварването при огъване само индиректно чрез създаване на триене между детайла и леглото на магнита.
Разликата в дебелината между повреда поради повдигане и повреда поради плъзгане обикновено не е много голяма.
Неуспехът при повдигане се дължи на това, че детайлът движи предния ръб на скобата нагоре.Силата на затягане в предния ръб на скобата е основно това, което устоява на това.Затягането на задния ръб има малък ефект, тъй като е близо до мястото, където се завърта скобата.Всъщност това е само половината от общата сила на затягане, която се съпротивлява на повдигане.
От друга страна, плъзгането се противопоставя на общата сила на затягане, но само чрез триене, така че действителното съпротивление зависи от коефициента на триене между детайла и повърхността на магнита.
За чиста и суха стомана коефициентът на триене може да бъде висок до 0,8, но ако има смазване, той може да бъде до 0,2.Обикновено това ще бъде някъде по средата, така че пределният режим на повреда на огъване обикновено се дължи на плъзгане, но опитите за увеличаване на триенето върху повърхността на магнита се оказват неефективни.
Дебелина Капацитет:
За магнитно тяло Е-тип с ширина 98 мм и дълбочина 48 мм и с намотка от 3800 ампера, капацитетът на огъване по цялата дължина е 1,6 мм.Тази дебелина се отнася както за стоманен лист, така и за алуминиев лист.Ще има по-малко затягане на алуминиевия лист, но изисква по-малко въртящ момент за огъването му, така че това компенсира по такъв начин, че да даде подобен капацитет на габарит и за двата вида метал.
Трябва да има някои предупреждения относно посочения капацитет на огъване: Основното е, че границата на провлачване на ламарина може да варира значително.Капацитетът 1,6 мм се прилага за стомана с граница на провлачване до 250 MPa и за алуминий с граница на провлачване до 140 MPa.
Капацитетът на дебелината на неръждаема стомана е около 1,0 мм.Този капацитет е значително по-малък, отколкото при повечето други метали, тъй като неръждаемата стомана обикновено е немагнитна и въпреки това има сравнително високо напрежение на провлачване.
Друг фактор е температурата на магнита.Ако магнитът е бил оставен да се нагорещи, тогава съпротивлението на бобината ще бъде по-високо и това от своя страна ще доведе до по-малко ток с последващи по-ниски ампер-обороти и по-ниска сила на затягане.(Този ефект обикновено е доста умерен и е малко вероятно да накара машината да не отговаря на своите спецификации).
И накрая, Magnabends с по-дебел капацитет може да се направи, ако напречното сечение на магнита се направи по-голямо.
Време за публикуване: 27 август 2021 г