Osnovni dizajn magneta
Magnabend mašina je dizajnirana kao snažan DC magnet sa ograničenim radnim ciklusom.
Mašina se sastoji od 3 osnovna dela:-
Telo magneta koje čini osnovu mašine i sadrži zavojnicu elektromagneta.
Stezna šipka koja obezbeđuje put za magnetni tok između polova baze magneta i na taj način steže limeni radni komad.
Greda za savijanje koja je okrenuta na prednju ivicu tela magneta i obezbeđuje sredstvo za primenu sile savijanja na radni komad.
3-D model:
Ispod je 3-D crtež koji prikazuje osnovni raspored dijelova u magnetu tipa U:
Krug duznosti
Koncept radnog ciklusa je veoma važan aspekt dizajna elektromagneta.Ako dizajn predviđa veći radni ciklus nego što je potrebno, onda to nije optimalno.Veći radni ciklus inherentno znači da će biti potrebno više bakarne žice (sa posljedičnom većom cijenom) i/ili će biti dostupna manja sila stezanja.
Napomena: Magnet većeg radnog ciklusa će imati manje rasipanje energije što znači da će koristiti manje energije i samim tim biti jeftiniji za rad.Međutim, budući da je magnet UKLJUČEN samo na kratko, onda se troškovi energije za rad obično smatraju od vrlo malog značaja.Stoga je pristup dizajnu imati onoliko rasipanje snage koliko možete izbjeći u smislu ne pregrijavanja namotaja zavojnice.(Ovaj pristup je uobičajen za većinu dizajna elektromagneta).
Magnabend je dizajniran za nominalni radni ciklus od oko 25%.
Obično je potrebno samo 2 ili 3 sekunde da se napravi krivina.Magnet će tada biti isključen na daljnjih 8 do 10 sekundi dok se radni komad ponovno pozicionira i poravnava spreman za sljedeće savijanje.Ako se prekorači radni ciklus od 25%, tada će se magnet na kraju pregrijati i doći će do termičkog preopterećenja.Magnet se neće oštetiti, ali će se morati ostaviti da se ohladi oko 30 minuta prije ponovnog korištenja.
Operativno iskustvo sa mašinama na terenu pokazalo je da je radni ciklus od 25% sasvim adekvatan za tipične korisnike.U stvari, neki korisnici su tražili opcione verzije mašine velike snage koje imaju veću silu stezanja na račun manjeg radnog ciklusa.
Magnabend sila stezanja:
Praktična sila stezanja:
U praksi se ova velika sila stezanja ostvaruje samo kada nije potrebna(!), odnosno pri savijanju tankih čeličnih obradaka.Prilikom savijanja obradaka od obojenih metala sila će biti manja kao što je prikazano na gornjem grafikonu i (malo čudno) manja je i kod savijanja debelih čeličnih izradaka.To je zato što je sila stezanja potrebna da se napravi oštar krivina mnogo veća od one koja je potrebna za savijanje radijusa.Dakle, ono što se dešava je da se, kako se savijanje odvija, prednja ivica stezne šipke lagano podiže, omogućavajući radnom komadu da formira radijus.
Mali zračni zazor koji se formira uzrokuje blagi gubitak sile stezanja, ali sila potrebna za formiranje zavoja radijusa je opala oštrije od sile stezanja magneta.Tako se postiže stabilna situacija i stezaljka se ne pušta.
Ono što je gore opisano je način savijanja kada je mašina blizu granice debljine.Ako se pokuša sa još debljim radnim komadom onda će se stezaljka, naravno, podići.
Ovaj dijagram sugerira da bi se zračni razmak za debelo savijanje smanjio, ako je prednji rub stezne šipke bio malo zaobljen, a ne oštar.
Zaista je to slučaj i pravilno napravljen Magnabend će imati steznu šipku sa zaobljenim rubom.(Ivica radijusa je takođe mnogo manje sklona slučajnim oštećenjima u poređenju sa oštrom ivicom).
Granični način neuspjeha savijanja:
Ako se pokuša savijanje na vrlo debelom radnom komadu onda ga mašina neće uspjeti saviti jer će se stezaljka jednostavno podići.(Srećom, ovo se ne dešava na dramatičan način; stezaljka se samo tiho pušta).
Međutim, ako je opterećenje savijanja samo malo veće od kapaciteta savijanja magneta, onda se generalno dešava da će savijanje nastaviti da kaže oko 60 stepeni i onda će stezaljka početi da klizi unazad.U ovom načinu kvara magnet se može oduprijeti opterećenju savijanja samo indirektno stvarajući trenje između radnog komada i ležišta magneta.
Razlika u debljini između kvara zbog podizanja i kvara zbog klizanja općenito nije velika.
Do kvara pri podizanju dolazi zbog toga što radni komad povlači prednju ivicu stezne šipke prema gore.Sila stezanja na prednjoj ivici stezne šipke je uglavnom ono što se tome opire.Stezanje na zadnjoj ivici ima mali efekat jer je blizu mesta gde se stezaljka okreće.U stvari, samo polovina ukupne sile stezanja se odupire podizanju.
S druge strane, klizanje je otporno ukupnom silom stezanja, ali samo putem trenja, tako da stvarni otpor ovisi o koeficijentu trenja između radnog komada i površine magneta.
Za čisti i suhi čelik koeficijent trenja može biti i do 0,8, ali ako je prisutno podmazivanje onda može biti i do 0,2.Obično će to biti negdje između, tako da je marginalni način kvara na savijanju obično uzrokovan klizanjem, ali se pokazalo da pokušaji da se poveća trenje na površini magneta nisu isplativi.
Kapacitet debljine:
Za tijelo magneta tipa E širine 98 mm i dubine 48 mm i sa zavojnicom od 3.800 ampera, kapacitet savijanja pune dužine je 1,6 mm.Ova debljina se odnosi i na čelični i aluminijski lim.Biće manje stezanja aluminijskog lima, ali je potrebno manje okretnog momenta za njegovo savijanje, tako da se to kompenzira na takav način da se dobije sličan kapacitet mjerača za obje vrste metala.
Moraju postojati neka upozorenja u vezi sa navedenim kapacitetom savijanja: glavna je da granica popuštanja lima može varirati u velikoj mjeri.Kapacitet od 1,6 mm odnosi se na čelik sa granom tečenja do 250 MPa i za aluminijum sa granom tečenja do 140 MPa.
Kapacitet debljine nerđajućeg čelika je oko 1,0 mm.Ovaj kapacitet je znatno manji nego kod većine drugih metala jer je nehrđajući čelik obično nemagnetski, a ipak ima relativno visok napon tečenja.
Drugi faktor je temperatura magneta.Ako se dozvoli da se magnet zagrije, onda će otpor zavojnice biti veći, a to će zauzvrat uzrokovati da povlači manju struju s posljedičnim nižim okretima ampera i manjom silom stezanja.(Ovaj efekat je obično prilično umeren i malo je verovatno da će dovesti do toga da mašina ne ispuni svoje specifikacije).
Konačno, Magnabends debljeg kapaciteta bi se mogao napraviti ako se poprečni presjek magneta poveća.
Vrijeme objave: 27.08.2021