Магнабенд хэрхэн ажилладаг тухай үндэс

MAGNABEND - ЗАГВАРЫН ҮНДЭСЛЭЛИЙН АНХААРУУЛГА
Үндсэн соронзон дизайн
Magnabend машин нь хязгаарлагдмал ажлын цикл бүхий хүчирхэг тогтмол гүйдлийн соронз хэлбэрээр бүтээгдсэн.
Машин нь үндсэн 3 хэсгээс бүрдэнэ: -

Magnabend Basic Parts

Машины суурийг бүрдүүлдэг соронзон бие нь цахилгаан соронзон ороомог агуулдаг.
Соронзон суурийн туйлуудын хоорондох соронзон урсгалын замыг хангаж, төмрийн бэлдэцийг хавчуулдаг хавчаар.
Соронзон биеийн урд ирмэг дээр эргэлддэг гулзайлтын дам нуруу нь бэлдэцийг гулзайлтын хүч хэрэглэх хэрэгсэл болдог.
Соронзон биеийн тохиргоо

Соронзон биед янз бүрийн тохиргоо хийх боломжтой.
Magnabend машинд хоёуланг нь ашигласан 2 нь энд байна:

U-Type, E-Type

Дээрх зураг дээрх тасархай улаан шугамууд нь соронзон урсгалын замыг төлөөлдөг."U-Type" загвар нь нэг урсгалын замтай (1 хос шон), харин "E-Type" загвар нь 2 урсгалын замтай (2 хос шон) байгааг анхаарна уу.

Соронзон тохиргооны харьцуулалт:
E төрлийн тохиргоо нь U төрлийн тохиргооноос илүү үр дүнтэй байдаг.
Яагаад ийм байдгийг ойлгохын тулд доорх хоёр зургийг анхаарч үзээрэй.

Зүүн талд U төрлийн соронзны хөндлөн огтлол, баруун талд 2 ижил U хэлбэрийн соронзыг нэгтгэж хийсэн E төрлийн соронзон байна.Хэрэв соронзны тохируулга бүрийг ижил ампер эргэлттэй ороомогоор удирддаг бол хоёр дахин нэмэгдсэн соронз (Е төрлийн) хавчих хүч хоёр дахин их байх болно.Энэ нь мөн хоёр дахин их ган ашигладаг боловч ороомогт утас бараг байхгүй!(Урт ороомгийн загвар гэж үзвэл).
("E" загварт ороомгийн 2 хоёр хөл хол зайд байрладаг тул бага хэмжээний нэмэлт утас хэрэгтэй болно, гэхдээ энэ нэмэлт нь Magnabend-д ашигладаг шиг урт ороомгийн загварт ач холбогдолгүй болдог).

U-Magnet X-Section

Супер Магнабенд:
Илүү хүчирхэг соронз бий болгохын тулд "E" концепцийг дараах давхар E тохиргоотойгоор өргөтгөж болно.

Super Magnabend

3-D загвар:
U хэлбэрийн соронзны эд ангиудын үндсэн зохицуулалтыг харуулсан 3 хэмжээст зургийг доор харуулав.

3-D drawing of U-Type

Энэ загварт урд болон хойд туйлууд нь тусдаа хэсгүүд бөгөөд үндсэн хэсэгт боолтоор бэхлэгдсэн байдаг.

Хэдийгээр зарчмын хувьд нэг ширхэг гангаар U хэлбэрийн соронзны их биеийг боловсруулах боломжтой байсан ч ороомогыг суурилуулах боломжгүй тул ороомогыг газар дээр нь (боловсруулсан соронзон бие дээр) ороох шаардлагатай болно. ).

Fabricated U-Type

Үйлдвэрлэлийн нөхцөлд ороомогыг тусад нь (тусгай асан дээр) ороох боломжтой байх нь зүйтэй юм.Тиймээс U хэлбэрийн загвар нь бүтээгдсэн бүтээцийг үр дүнтэй зааж өгдөг.

Нөгөөтэйгүүр, E төрлийн загвар нь нэг ширхэг гангаар хийгдсэн соронзны их биетэй сайн тохирдог, учир нь соронзны их биеийг боловсруулсны дараа урьдчилан хийсэн ороомогыг хялбархан суулгаж болно.Нэг ширхэг соронзны их бие нь соронзон урсгалыг (мөн хавчих хүчийг) бага зэрэг бууруулж чадах барилгын цоорхойгүй тул соронзон хувьд илүү сайн ажилладаг.

(1990 оноос хойш үйлдвэрлэсэн ихэнх Магнабендэд E төрлийн загвар ашигласан).
Соронзон барилгын материалын сонголт

Соронзон их бие ба хавчаарыг ферросоронзон (соронзон) материалаар хийсэн байх ёстой.Ган бол хамгийн хямд ферромагнит материал бөгөөд мэдээжийн хэрэг юм.Гэсэн хэдий ч авч үзэх боломжтой төрөл бүрийн тусгай ган байдаг.

1) Цахиурын ган: Өндөр эсэргүүцэлтэй ган нь ихэвчлэн нимгэн давхаргад байдаг бөгөөд хувьсах гүйдлийн трансформатор, хувьсах гүйдлийн соронз, реле зэрэгт ашиглагддаг. Тогтмол гүйдлийн соронз болох Magnabend-д түүний шинж чанар шаардлагагүй.

2) Зөөлөн төмөр: Энэ материал нь бага үлдэгдэл соронзтой байх бөгөөд энэ нь Magnabend машинд сайн байх боловч физикийн хувьд зөөлөн тул амархан хонхойж, гэмтэх болно гэсэн үг юм;Үлдэгдэл соронзлолын асуудлыг өөр аргаар шийдэх нь дээр.

3) Цутгамал төмөр: Цутгамал ган шиг амархан соронздоггүй боловч үүнийг авч үзэх боломжтой.

4) Зэвэрдэггүй ган төрөл 416 : Ган шиг хүчтэй соронзлох боломжгүй бөгөөд илүү үнэтэй байдаг (гэхдээ соронзны бие дээрх нимгэн хамгаалалтын гадаргууд ашигтай байж болно).

5) Зэвэрдэггүй ган төрөл 316: Энэ нь гангийн соронзон бус хайлш тул огт тохиромжгүй (дээрх 4-т зааснаас бусад).

6) Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн ган, төрөл K1045: Энэ материал нь соронз (болон машины бусад хэсгүүд) хийхэд маш тохиромжтой.Энэ нь нийлүүлсэн нөхцөлд нэлээд хэцүү бөгөөд машинд сайн ажилладаг.

7) Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн ган төрлийн CS1020: Энэ ган нь K1045 шиг тийм ч хатуу биш боловч илүү хялбар байдаг тул Magnabend машиныг бүтээхэд хамгийн практик сонголт байж болох юм.
Шаардлагатай чухал шинж чанарууд нь:

Өндөр ханасан соронзлол.(Ихэнх ган хайлш 2 Тесла орчимд ханадаг),
Хэрэгтэй хэсгийн хэмжээ байгаа эсэх,
Гэнэтийн эвдрэлийг эсэргүүцэх,
Боловсруулах чадвар, ба
Боломжийн зардал.
Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн ган нь эдгээр бүх шаардлагад нийцдэг.Нүүрстөрөгч багатай ганг бас ашиглаж болох ч санамсаргүй эвдрэлд тэсвэртэй.Супермендур зэрэг бусад тусгай хайлшууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь илүү өндөр ханасан соронзлолтой боловч гантай харьцуулахад маш өндөр өртөгтэй тул тэдгээрийг авч үзэх ёсгүй.

Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн ган нь зарим үлдэгдэл соронзлолыг харуулдаг бөгөөд энэ нь төвөг учруулахад хангалттай юм.(Үлдэгдэл соронзлолын тухай хэсгийг үзнэ үү).

Ороомог

Ороомог нь цахилгаан соронзон дундуур соронзон урсгалыг хөдөлгөдөг зүйл юм.Түүний соронзлох хүч нь эргэлтийн тоо (N) ба ороомгийн гүйдлийн (I) үржвэр юм.Тиймээс:

Coil Formula

N = эргэлтийн тоо
I = ороомог дахь гүйдэл.

Дээрх томъёонд "N" гарч ирэх нь нийтлэг буруу ойлголтод хүргэдэг.

Эргэлтийн тоог ихэсгэх нь соронзлох хүчийг ихэсгэдэг гэж өргөнөөр тооцдог боловч ерөнхийдөө энэ нь тохиолддоггүй, учир нь нэмэлт эргэлт нь гүйдлийг бууруулдаг.

Тогтмол гүйдлийн хүчдэлээр хангагдсан ороомогыг авч үзье.Хэрэв эргэлтийн тоог хоёр дахин нэмэгдүүлбэл ороомгийн эсэргүүцэл мөн хоёр дахин (урт ороомогт) нэмэгдэж, улмаар гүйдэл хоёр дахин багасна.Цэвэр нөлөө нь NI нэмэгдэхгүй.

NI-ийг үнэхээр тодорхойлдог зүйл бол нэг эргэлтийн эсэргүүцэл юм.Тиймээс NI-ийг нэмэгдүүлэхийн тулд утасны зузааныг нэмэгдүүлэх шаардлагатай.Нэмэлт эргэлтүүдийн үнэ цэнэ нь гүйдэл, улмаар ороомог дахь эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулдаг явдал юм.

Загвар зохион бүтээгч нь утас хэмжигч нь ороомгийн соронзлох хүчийг үнэхээр тодорхойлдог гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.Энэ бол ороомгийн дизайны хамгийн чухал параметр юм.

NI бүтээгдэхүүнийг ихэвчлэн ороомгийн "ампер эргэлт" гэж нэрлэдэг.

Хэдэн ампер эргэлт хэрэгтэй вэ?

Ган нь ойролцоогоор 2 Tesla-ийн ханасан соронзлолыг харуулдаг бөгөөд энэ нь хэр их хавчих хүчийг олж авах үндсэн хязгаарыг тогтоодог.

Magnetisation Curve

Дээрх графикаас бид 2 Тесла урсгалын нягтыг авахад шаардагдах талбайн хүч нь метр тутамд 20,000 ампер эргэлттэй байгааг харж байна.

Одоо Magnabend-ийн ердийн загварын хувьд ган дахь урсгалын замын урт нь метрийн 1/5 орчим байдаг тул ханалт үүсгэхийн тулд (20,000/5) AT, өөрөөр хэлбэл 4,000 AT шаардлагатай болно.

Соронзон хэлхээнд соронзон бус цоорхойг (өөрөөр хэлбэл өнгөт ажлын хэсгүүд) оруулсан ч ханасан соронзлолыг хадгалахын тулд үүнээс олон ампер эргэлттэй байх нь сайхан байх болно.Гэсэн хэдий ч нэмэлт ампер эргэлтийг зөвхөн эрчим хүчний алдагдал эсвэл зэс утас эсвэл хоёулангийнх нь зардлаар олж авах боломжтой.Тиймээс буулт хийх шаардлагатай байна.

Ердийн Magnabend загварууд нь 3800 ампер эргэлт үүсгэдэг ороомогтой байдаг.

Энэ үзүүлэлт нь машины уртаас хамаарахгүй гэдгийг анхаарна уу.Хэрэв ижил соронзон загварыг янз бүрийн урттай машинд хэрэглэвэл илүү урт машинд зузаан утас цөөн эргэлттэй байх болно.Тэд илүү их нийт гүйдэл татах боловч amps x эргэлтийн ижил үржвэртэй байх ба уртын нэгжид ижил хавчих хүч (мөн ижил эрчим хүчний алдагдал) байх болно.

Ажлын мөчлөг

Ажлын мөчлөгийн тухай ойлголт нь цахилгаан соронзонгийн дизайны маш чухал тал юм.Хэрэв загвар нь шаардлагатай хэмжээнээс илүү ажлын мөчлөгийг хангасан бол энэ нь оновчтой биш юм.Илүү их ажлын мөчлөг нь угаасаа илүү их зэс утас шаардагдах (үүний үр дүнд өндөр өртөгтэй) ба/эсвэл хавчих хүч бага байх болно гэсэн үг юм.

Тэмдэглэл: Өндөр ажлын мөчлөгийн соронз нь бага эрчим хүч зарцуулдаг тул ажиллахад хямд байх болно.Гэсэн хэдий ч соронз нь богино хугацаанд асаалттай байдаг тул ашиглалтын эрчим хүчний зардлыг ихэвчлэн маш бага ач холбогдолтой гэж үздэг.Тиймээс дизайны арга нь ороомгийн ороомгийг хэт халахгүйн тулд аль болох их эрчим хүчний алдагдалтай байх явдал юм.(Энэ арга нь ихэнх цахилгаан соронзон загварт түгээмэл байдаг).

Magnabend нь 25% орчим нэрлэсэн ажлын мөчлөгт зориулагдсан.

Ихэвчлэн нугалахад ердөө 2 эсвэл 3 секунд зарцуулдаг.Дараа нь соронз 8-10 секундын турш унтарч, ажлын хэсгийг дахин байрлуулж, дараагийн нугалахад бэлэн болгоно.Хэрэв ажлын мөчлөгийн 25% -иас хэтэрсэн бол эцэст нь соронз хэт халж, дулааны хэт ачаалал унана.Соронз нь гэмтэхгүй, гэхдээ дахин ашиглахын өмнө 30 минут орчим хөргөх шаардлагатай.

Талбай дээрх машинуудын ашиглалтын туршлагаас харахад 25% -ийн ажлын мөчлөг нь ердийн хэрэглэгчдийн хувьд хангалттай байдаг.Үнэн хэрэгтээ зарим хэрэглэгчид ажлын мөчлөг багатай зардлаар илүү хавчих хүч бүхий машины нэмэлт өндөр хүчин чадалтай хувилбаруудыг хүссэн.

Ороомог хөндлөн огтлолын талбай

Ороомгийн хөндлөн огтлолын талбай нь угсрах боломжтой зэс утасны хамгийн их хэмжээг тодорхойлно. Боломжтой талбай нь шаардлагатай амперийн эргэлт болон эрчим хүчний зарцуулалттай нийцүүлэн шаардлагатай хэмжээнээс ихгүй байх ёстой.Ороомогт илүү их зай гаргах нь соронзны хэмжээг зайлшгүй нэмэгдүүлж, ган дахь урсгалын уртыг уртасгахад хүргэдэг (энэ нь нийт урсгалыг багасгах болно).

Үүнтэй ижил аргумент нь дизайн дахь ороомгийн зайг үргэлж зэс утсаар дүүргэх ёстой гэсэн үг юм.Хэрэв энэ нь дүүрээгүй бол энэ нь соронзон геометр илүү сайн байх байсан гэсэн үг юм.

Магнабендийн хавчих хүч:

Доорх графикийг туршилтын хэмжилтээр олж авсан боловч онолын тооцоотой нэлээд тохирч байна.

Clamping Force

Хавчих хүчийг дараахь томъёогоор математикийн аргаар тооцоолж болно.

Formula

F = Ньютон дахь хүч
B = Теслас дахь соронзон урсгалын нягт
A = м2 дахь туйлуудын талбай
μ0 = соронзон нэвчих тогтмол, (4π x 10-7)

Жишээлбэл, бид 2 Тесла урсгалын нягтын хавчих хүчийг тооцоолох болно.

Тиймээс F = ½ (2)2 А/μ0

Нэгж талбайн (даралт) хүчний хувьд бид томъёонд "А"-г ​​буулгаж болно.

Тиймээс даралт = 2/μ0 = 2/(4π x 10-7) Н/м2.

Энэ нь 1,590,000 Н/м2 болно.

Үүнийг килограмм хүч болгон хувиргахын тулд g (9.81) -д хувааж болно.

Тиймээс: Даралт = 162,080 кг / м2 = 16,2 кг / см2.

Энэ нь дээрх график дээр үзүүлсэн тэг цоорхойд хэмжсэн хүчтэй маш сайн тохирч байна.

Энэ үзүүлэлтийг тухайн машины туйлын талбайгаар үржүүлснээр тухайн машины нийт хавчих хүч болж амархан хувирч болно.1250E загварын хувьд туйлын талбай 125(1.4+3.0+1.5) =735 см2 байна.

Тиймээс нийт тэг зөрүүтэй хүч (735 x 16.2) = 11,900 кг буюу 11,9 тонн байх болно;соронзон урттай нэг метр тутамд 9.5 тонн орчим .

Урсгалын нягт ба хавчих даралт нь шууд хамааралтай бөгөөд доорх графикаар үзүүлэв.

Clamping_Pressure

Практик хавчих хүч:
Практикт энэ өндөр хавчих хүчийг зөвхөн шаардлагагүй үед (!), өөрөөр хэлбэл нимгэн ган бэлдэцийг гулзайлгах үед л хийдэг.Өнгөт бэлдэцийг гулзайлгах үед хүч нь дээрх графикт үзүүлсэн шиг бага байх бөгөөд (бага зэрэг сониуч байдлаар) зузаан ган бэлдэцийг гулзайлгах үед бага байдаг.Учир нь хурц гулзайлт хийхэд шаардагдах хавчих хүч нь радиусын нугалахад шаардагдахаас хамаагүй өндөр байдаг.Тэгэхээр юу болох вэ гэвэл гулзайлтын явцад хавчаарын урд ирмэг нь бага зэрэг өргөгдөж, ажлын хэсэг нь радиус үүсгэх боломжийг олгоно.

Үүссэн жижиг агаарын цоорхой нь хавчих хүчийг бага зэрэг алддаг боловч радиусын гулзайлтыг бүрдүүлэхэд шаардагдах хүч нь соронзон хавчих хүчнээс илүү огцом буурсан байна.Тиймээс тогтвортой нөхцөл байдал үүсч, хавчаар нь сулрахгүй.

Дээр дурдсан зүйл бол машин нь зузааны хязгаарт ойртох үед гулзайлтын горим юм.Хэрэв илүү зузаан ажлын хэсгийг оролдвол хавчаар нь мэдээжийн хэрэг суларна.

Radius Bend2

Энэхүү диаграммаас харахад хавчаарын хамрын ирмэгийг хурц биш харин бага зэрэг радиустай болговол зузаан гулзайлтын агаарын зай багасах болно.
Үнэн хэрэгтээ ийм байгаа бөгөөд зөв хийгдсэн Магнабенд нь радиустай ирмэг бүхий хавчаартай байх болно.(Радиустай ирмэг нь хурц ирмэгтэй харьцуулахад санамсаргүй гэмтэлд өртөмтгий байдаг).

Гулзайлтын эвдрэлийн ахиуц горим:

Хэрэв маш зузаан ажлын хэсэг дээр нугалах оролдлого хийвэл машин түүнийг нугалж чадахгүй, учир нь хавчаар нь зүгээр л өргөгдөнө.(Аз болоход энэ нь гайхалтай байдлаар тохиолддоггүй; хавчаар нь зүгээр л чимээгүйхэн явагдана).

Гэсэн хэдий ч гулзайлтын ачаалал нь соронзны гулзайлтын хүчин чадлаас бага зэрэг их байвал гол төлөв гулзайлт 60 градус болж, дараа нь хавчаар нь хойшоо гулсаж эхэлнэ.Энэ эвдрэлийн горимд соронз нь ажлын хэсэг ба соронзон орны хооронд үрэлтийг бий болгосноор л гулзайлтын ачааллыг шууд бусаар тэсвэрлэж чадна.

Өргөлтийн улмаас үүссэн эвдрэл ба гулсалтын улмаас үүссэн эвдрэлийн зузаанын зөрүү нь ерөнхийдөө тийм ч их биш юм.
Өргөх эвдрэл нь ажлын хэсэг нь хавчаарын урд ирмэгийг дээшээ хөшүүрэг болгосонтой холбоотой юм.Хавчаарын урд ирмэг дээр байгаа хавчих хүч нь голчлон үүнийг эсэргүүцдэг.Арын ирмэг дээр хавчих нь хавчаарыг эргүүлж байгаа газарт ойрхон тул бага нөлөө үзүүлдэг.Үнэн хэрэгтээ энэ нь өргөлтийг эсэргүүцдэг нийт хавчих хүчний ердөө тал хувь нь юм.

Нөгөө талаас гулсах нь нийт хавчих хүчээр эсэргүүцэх боловч зөвхөн үрэлтээр дамждаг тул бодит эсэргүүцэл нь ажлын хэсэг ба соронзны гадаргуугийн үрэлтийн коэффициентээс хамаарна.

Цэвэр, хуурай гангийн хувьд үрэлтийн коэффициент нь 0.8 хүртэл өндөр байж болох ч хэрэв тосолгооны материал байгаа бол 0.2 хүртэл бага байж болно.Ихэвчлэн гулзайлтын ахиуц горим нь гулсахтай холбоотой байдаг тул соронзны гадаргуу дээрх үрэлтийг нэмэгдүүлэх оролдлого нь ашиггүй болох нь тогтоогдсон.

Зузаан багтаамж:

98 мм өргөн, 48 мм гүн, 3800 ампер эргүүлэх ороомогтой E төрлийн соронзны их биений хувьд бүтэн урт нугалах хүчин чадал нь 1.6 мм байна.Энэ зузаан нь ган хуудас болон хөнгөн цагаан хуудасны аль алинд нь хамаарна.Хөнгөн цагаан хуудсан дээр хавчих нь бага байх болно, гэхдээ нугалахад бага эргэлт шаардагддаг тул энэ нь хоёр төрлийн металлын хувьд ижил хэмжигдэхүүнийг өгөх замаар нөхдөг.

Тодорхойлсон гулзайлтын хүчин чадлын талаар зарим анхааруулга байх ёстой: Хамгийн гол нь хуудасны металлын уналтын бат бэх маш их ялгаатай байж болно.1.6 мм-ийн багтаамж нь 250 МПа хүртэлх уналтын хүчдэлтэй ган, 140 МПа хүртэл уналтын хүчдэлтэй хөнгөн цагаанд хамаарна.

Зэвэрдэггүй гангийн зузаан нь ойролцоогоор 1.0 мм байна.Зэвэрдэггүй ган нь ихэвчлэн соронзон биш боловч уналтын ачаалал ихтэй байдаг тул энэ хүчин чадал нь бусад металлынхаас хамаагүй бага юм.

Өөр нэг хүчин зүйл бол соронзны температур юм.Хэрэв соронзыг халаахыг зөвшөөрвөл ороомгийн эсэргүүцэл өндөр байх бөгөөд энэ нь эргээд бага ампер эргэлт, хавчих хүч багатай тул бага гүйдэл татах болно.(Энэ нөлөө нь ихэвчлэн нэлээд дунд зэрэг бөгөөд машин нь техникийн үзүүлэлтийг хангахгүй байх магадлал багатай).

Эцэст нь, хэрэв соронзон хөндлөн огтлолыг томруулсан бол илүү зузаан багтаамжтай Магнабендийг хийж болно.