Электромагнитные приспособления
По теме
«Магнитные приводы»
Выполнил: Кайченков О.С.
студент гр. 13-ТМ
Проверил: Сидикевич А.В.
Новополоцк, 2016
Магнитные приводы
В приспособлениях, где для закрепления деталей используется энергия магнитного поля, трудно выделить собственно привод из
общей конструкции устройства(в отличие от пневматического, гидравлического и других приводов).
Поэтому обычно рассматриваются магнитные приспособления в
целом, а понятие « магнитный привод» используется при классификации приспособлений по виду источника энергии.
Магнитные приспособления обладают рядом достоинств по сравнению с другими быстродействующими приспособлениями, которые обеспечивают их широкое применение в производстве:
1) равномерное распределение силы притяжения по всей опорной
поверхности деталей вместо приложения сосредоточенных нагрузок;
2) удобный и технически простой подвод энергии или полная
автономность в действии (в случае применения постоянных магнитов);
3) большое рабочее пространство и широкий доступ к обрабатываемым
поверхностям;
4) высокая жесткость приспособления, обеспечивающая точную
5) удобство управления;
6) отсутствие сложных дополнительных устройств для обеспечения
работы магнитных приспособлений.
По источнику энергии магнитные приспособления делятся на:
- электромагнитные и
- приспособления с постоянными магнитами.
Электромагнитные приспособления
Они выполняются преимущественно в виде плит и планшайб для
закрепления стальных и чугунных заготовок с плоской базовой поверхностью,
либо магнитных приспособлений (переходников).
Питание электромагнитных приспособлений производится постоянным
током (Uном = 36, 48, 110 или 220 В), который получают от мотогенераторов
или выпрямителей. Эти приспособления отличаются простотой конструкции,
удобством управления и невысокой стоимостью.
Так как их электромагнитное поле простирается относительно далеко,
оно может намагнитить металлический режущий инструмент, что приведет к
снижению эффективности процесса резания. Поэтому область их
ограничивается плоскошлифовальными станками, где инструментом служит
абразивный круг.
Схема электромагнитного зажимного устройства выглядит следующим образом.
Схема электромагнитной плиты.
К основанию 1 винтами прикреплен корпус 2 с окнами, в которые
вставлены плоские сердечники 3, соединенные с основанием 1. Между
корпусом и сердечником устанавливаются немагнитные прокладки 4. На
каждом сердечнике смонтирована электромагнитная катушка 5.
Заготовка устанавливается на зеркало плиты и перекрывает (замыкает)
полюсники-сердечники 3 на корпус. Притяжение заготовки к зеркалу плиты
обуславливается тем, что она, являясь проводником магнитного потока, дает
возможность замыкаться потоку между полюсами электромагнита.
Исходными данными для расчета электромагнитного привода являются:
· размер и конфигурация заготовки в плане;
· толщина заготовки;
· материал заготовки;
· силы резания.
Расчет электромагнитной плиты ведется в следующей последовательности:
1) определяется сила зажима:
,
где k – коэффициент запаса; Pz – сила резания, сдвигающая деталь; f – коэффициент трения;
2) исходя из размеров и конструкции детали определяется число пар полюсов (шаг полюсов t = 35…50 мм):
,
где lmaх – наибольшая длина детали;
3) определяется удерживающая сила на одну пару полюсов:
;
4) рассчитывается площадь поперечного сечения электромагнита:
,
где B – магнитная индукция материала сердечника, Т.
Магнитная индукция определяется по формуле:
;
5) определяется общее сопротивление магнитопровода:
,
где 
– длина магнитопровода; ui – магнитная проницаемость каждого участка магнитопровода; Fi – поперечное сечение каждого участка магнитопровода. Магнитная проницаемость определяется по формуле:
где Н – напряженность магнитного поля;
6) рассчитывается общий магнитный поток:
;
7) определяется количество ампер-витков обмотки электромагнита:
,
где w – количество витков в обмотке;
8) определяется диаметр обмотки по формуле:
,
где I – ток в обмотке; q – допустимая плотность тока, q = (3…5) А/мм.
Основные размеры и технические условия (ТУ) на плиты прямоугольные электромагнитные приведены в ГОСТ 17519 – 81. Существует три класса точности плит:
· П – повышенной точности;
· В – высокой точности;
· А – особо высокой точности.
Усилие притяжения при закреплении детали магнитным полем
определяется по формуле:
Q = 4,06 Ф^2/s ;
Q = 4,06 В^2S;
где Q – усилие притяжение в кгс; Ф – величина магнитного потока,
пересекающего опорную поверхность детали, в Вб; S – площадь, на которую
поток распространяется, в см2;
В = Ф/S – плотность магнитного потока (магнитная индукция) в Вб/м2.
Сила притяжения заготовки зависит от материала, габаритов и
шероховатости опорной поверхности заготовки, а также от характеристики
магнитной плиты. При закреплении тонкостенных заготовок величина силы
притяжения зависит от толщины заготовки. Это связано с тем, что при малой
толщине заготовки не весь магнитный поток замыкается через нее, а часть его
рассеивается в окружающее пространство. С увеличением толщины заготовки
сила притяжения увеличивается, а при толщинах больших ширины
полюсников-сердечников стабилизируется, так как весь магнитный поток
замыкается через заготовку.
С увеличением высоты микронеровностей базовой поверхности заготовки
увеличивается воздушный зазор между заготовкой и сердечниками. При
прохождении этого зазора магнитный поток ослабевает. Поэтому с
увеличением микронеровностей снижается сила притяжения. В целом удельная
сила притяжения для электромагнитных плит колеблется в пределах от 1,6 до
3,5 кгс/см2 (0,16…0,35 МПа).
Электромагнитные плиты стандартизованы ГОСТ 17519-72. Они
выпускаются двух типов: с отверстиями либо с пазами для крепления их к
столу станка. Установлено три класса точности плит: повышенной – П,
высокой – В и особо высокой – А, предназначенных для закрепления заготовок
из ферромагнитных материалов.
Значительное расширение возможностей применения электромагнитных
плит дают наставки (переходники), которые устанавливаются на плиту и
изменяют форму базовой поверхности .
Переходники дают возможность закреплять заготовки, имеющие сложные форму, цилиндрическую, коническую или закреплять плоские
заготовки под углом.
