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 формира основата на машината и съдържа електромагнитната намотка.
Затягащата щанга, която осигурява път за магнитен поток между полюсите на основата на магнита и по този начин затяга детайла от ламарина.
Огъващата греда, която се завърта към предния ръб на тялото на магнита и осигурява средство за прилагане на сила на огъване към детайла.
3-D модел:
По-долу има 3-D чертеж, показващ основното разположение на частите в U-образен магнит:
Работен цикъл
Концепцията за работен цикъл е много важен аспект от дизайна на електромагнита.Ако проектът предвижда по-голям работен цикъл от необходимия, тогава той не е оптимален.По-голям работен цикъл по същество означава, че ще е необходима повече медна жица (с последващо 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 следователно ще бъде по-евтин за работа.Но тъй като магнитът е ВКЛЮЧЕН само за кратки периоди, енергийните разходи за работа обикновено се считат за много малко значими.По този начин проектният подход е да имате толкова разсейване на мощността, колкото можете да избягате от гледна точка на не прегряване на намотките на бобината.(Този подход е общ за повечето дизайни на електромагнити).
Magnabend е проектиран за номинален работен цикъл от около 25%.
Обикновено са необходими само 2 или 3 секунди, за да се направи завой.След това магнитът ще бъде изключен за още 8 до 10 секунди, докато детайлът се позиционира и подравнява, готов за следващото огъване.Ако работният цикъл от 25% бъде надвишен, тогава в крайна сметка магнитът ще стане твърде горещ и ще се задейства топлинно претоварване.Магнитът няма да се повреди, но трябва да се остави да се охлади за около 30 минути, преди да се използва отново.
Експлоатационният опит с машини в полето показва, че 25% работен цикъл е доста подходящ за типичните потребители.Всъщност някои потребители са поискали опционални версии с висока мощност на машината, 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(!), тоест 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 детайли от дебела стомана.Това е така, защото силата на затягане, необходима за остър завой, е много по-висока от тази, необходима за радиусно огъване.И така, 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 радиусното 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 на дебелината си.Ако се опита още по-дебел детайл, тогава, разбира се, скобата ще се повдигне.
Тази диаграма предполага, че ако носовият ръб на затягащата греда е с малък радиус, а не остър, тогава въздушната междина за дебело огъване ще бъде намалена.
Наистина това е така и правилно направеният Magnabend ще има скоба със заоблен ръб.(Заобленият ръб също е много по-малко склонен към случайни повреди в сравнение с острия ръб).
Маргинален режим на повреда при 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).
Въпреки това, ако 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.При този режим на повреда магнитът може да устои на натоварването на 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.
Неуспешното повдигане се дължи на това, че детайлът повдига предния ръб на скобата нагоре.Силата на затягане в предния ръб на скобата е главно това, което се противопоставя на това.Затягането на задния ръб има малък ефект, тъй като е близо до мястото, където скобата се завърта.Всъщност само половината от общата сила на затягане се противопоставя на издигането.
От друга страна, плъзгането се съпротивлява от 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 нисък до 0,2.Обикновено това ще бъде някъде по средата, така че маргиналният начин на повреда при огъване обикновено се дължи на плъзгане, но опитите за увеличаване на триенето върху повърхността на магнита се оказаха безполезни.
Дебелина Капацитет:
За магнитно тяло от тип E с ширина 98 mm и дълбочина 48 mm и с намотка от 3800 ампера, капацитетът на огъване по цялата дължина е 1,6 mm.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 да го огънете, така че това компенсира по такъв начин, че да даде подобен капацитет на измерване и за двата вида метал.
Трябва да има някои предупреждения относно посочения капацитет на огъване: Основното е, че границата на провлачване на металния лист може да варира в широки граници.Капацитетът от 1,6 mm се отнася за стомана с граница на провлачване до 250 MPa и за алуминий с граница на провлачване до 140 MPa.
Дебелината на неръждаемата 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 я накара да черпи 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 спецификациите си).
И накрая, Magnabends с по-дебел капацитет могат да бъдат направени, ако напречното сечение на магнита бъде направено по-голямо.
Време на публикуване: 12 август 2022 г