46310

Магнитные и электромагнитные приспособления в металлообработке

Лекция

Производство и промышленные технологии

Значительный прогресс в металлообработке может быть достигнут за счет применения универсальных приспособлений, использующих энергию магнитного поля. Такие приспособления могут применяться в условиях единичного, серийного и массового производств

Русский

2013-11-20

64.5 KB

17 чел.

9. Магнитные и электромагнитные приспособления в металлообработке

Значительный прогресс в металлообработке может быть достигнут за счет применения универсальных приспособлений, использующих энергию магнитного поля. Такие приспособления могут применяться в условиях единичного, серийного и массового производств.

Можно выделить четыре основных этапа процесса использования магнитных полей в металлообработке: 1) намагничивание изделий; 2) удержание их магнитным полем во время обработки; 3) размагничивание приспособления для снятия изделий; 4) размагничивание самих изделий после обработки (при необходимости).

Первые три этапа осуществляются соответствующими приспособлениями, снабженными специальными системами управления, четвертый – отдельными системами размагничивания.

По типу источника магнитной энергии приспособления разделяют на:

  •  электромагнитные (источник - электромагнита);
  •  с постоянными магнитами (источник – постоянные магниты);
  •  электропостоянные (источник – постоянный магнит и электромагнит).

9.1. Электромагнитные приспособления

Электромагнитные приспособления известны и применяются более 200 лет. Их силовой блок содержит катушку, обтекаемые электрическим током и намотаны вокруг стальных сердечников для концентрации магнитной энергии.

Катушка с сердечником образует магнитную систему, которые могут быть двух видов: Н- или П- и Ш- образные (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Магнитные системы электромагнитных приспособлений: а - Н – образная двухполюсная; б – Ш – образная трехполюсная; в, г – многополюсные.

Преимущества электромагнитных приспособлений:

  •  простота и жесткость концентрации;
  •  низкая стоимость;
  •  возможность дистанционного управления;
  •  легкость автоматизации;
  •  практически неограниченные размеры;
  •  возможность регулирования усилия притяжения.
  •  Недостатки:
  •  необходимость системы управления и токопровода;
  •  нагрев за счет тепла, выделяемого катушками;
  •  возможность возникновения опасности при аварийном отключении электроэнергии.

9.1.1. Применение электромагнитных плит

Электромагнитные плиты выпускают двух форм: прямоугольные и круглые.

Прямоугольные (ГОСТ 17519-91) электромагнитные плиты применяют на плоскошлифовальных, фрезерных, строгальных и других станках, а также как самостоятельные приспособления при выполнении слесарных, сварочных, разметочных, сборочных, контрольных и других работ Руд =35 - 40 Н/см2 , до 200 Н/см2.

Круглые: на токарных, лоботокарные, карусельных, расточных, плоскошлифовальных Руд =40 - 50 Н/см2 и выше.

9.2. Приспособления с постоянными магнитами

Такие приспособления получили широкое распространение в 50-х годах прошлого века в связи с разработкой новых магнитотвердых материалов.

Особенности конструкции и применения магнитных приспособлений зависят от типа используемых в них магнитов. По энергетическим характеристикам постоянные магниты, используемые в магнитной оснастке, могут быть разделены на три группы.

Первая: с энергией, приходящиеся на 1 м3 = 5 – 15 кДж (ферриты) (рис. 9.2 а).

Рис. 9.2. Магнитные системы с постоянными магнитами: а – энергией 5 – 15 кДж/м3; б – энергией 20 – 40 кДж/м3 ;в – энергией свыше 50 кДж/м3; 1- магниты; 2 – стальные полюса; 3 – изделия.

 

Такие магниты из-за низких значений магнитной индукции не могут самостоятельно служить полюсами приспособлений и нуждаются в стальных концентраторах магнитной энергии, из-за чего используются в стальной арматуре.

Вторая: с энергией на 1 м3 = 20 – 40 кДж (рис. 9.2 б).

Это в основном литые магниты типа Альнико , которые сами могут являться полюсами приспособлений.

Третья: с энергией на 1м3 выше 40 кДж (рис. 9.2 в ,г).

Это высокоэнергетические магниты на основе редкоземельных элементов, здесь нет необходимости в силовом блоке.

Преимущества магнитных приспособлений:

  •  независимость (автономность) от внешнего источника энергии в процессе эксплуатации;
  •  безопасность;
  •  отсутствие внутренних источников теплоты;
  •  постоянное повышение энергетических и эксплуатационных характеристик за счет использования новых магнитотвердых материалов.

9.2.1. Применение магнитных приспособлений

ГОСТ 16528-81 – плиты, ГОСТ 24568-81 – патрона.

Применяются на токарных, фрезерных, шлифовальных, строгальных и других станках.

Наиболее распространенной станочной оснасткой, использующей постоянные магниты, являются магнитные плиты и патроны

Рис. 9.3. Магнитная плита.

При включенном состоянии полюсы 2 силового блока лежат на немагнитных элементах 5 корпуса 1, направляя весь магнитный поток магнитов 3 через адаптер 4 и детали 6. при отключенном состоянии полюса 2 расположены под немагнитными прокладками адаптера. В результате магнитный поток имеет новое направление.

Сила притяжения (min) плит с ферритами – 2,5 - 4 Н/см2; литые магниты Арнико - 5 - 15 Н/см2 ; редкоземельными - 15 - 30 Н/см2 до 70 Н/см2.

9.3. Электропостоянные магнитные приспособления

Принцип действия электропостоянных магнитных приспособлений состоит в параллельной работе постоянных магнитов и электромагнитов. При этом рабочий магнитный поток представляет собой сумму магнитных потоков, обусловленных обоими указанными источниками.

Магнитные потоки постоянного магнита и электромагнита могут замыкаться по различным контурам (рис.9.4 а, в) и по одному и тому же контуру (рис. 9.4 б, г) системы. Важно, чтобы их суммирование произошло в полюсах силового блока. Соотношение этих потоков, т.е. соотношение долей энергий магнитов и электромагнитов в общей энергии крепления определяется требованиями системы управления, обеспечения безопасности его эксплуатации и назначением оснастки.

Преимущества:

  •  простота управления и автоматизации, возможность дистанционного управления;
  •  возможность регулирования усилия притяжения в широких пределах;
  •  безопасность (при отключении энергии, детали удерживаются за счет энергии постоянных магнитов).

Недостатки:

  •  неавтономность (наличие токопроводов);
  •  наличие внутреннего источника теплоты (катушка) и дефицитных магнитотвердых материалов;
  •  постоянная намагниченность рабочей поверхности при отключения питания электромагнитов.

Рис.9.4. Эектропостоянные магнитные системы: а – энергией 5 – 15 кДж/м3; б – энергией 20 – 40 кДж/м3 ;в – энергией свыше 50 кДж/м3 ; 1 - магниты; 2 – сердечники электромагнитов; 3 – изделия.

  1.  магниты;
  2.  сердечники электромагнитов;
  3.  изделия.

Электропостоянные магнитные приспособления сочетают основные преимущества постоянных магнитных приспособлений и электромагнитных.

Они развивают силы притяжения до 70 Н/см2 и более.

Применение: на фрезерных, шлифовальных, строгальных и других станках.

Контрольные задания.

Задание 9.1.

Преимущества и недостатки электромагнитных приспособлений.

Задание 9.2.

Преимущества магнитных приспособлений.

Задание 9.3.

Преимущества и недостатки электропостоянных магнитных приспособлений.

Задание 9.4.

Применение электромагнитных и магнитных приспособлений.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5497. Гуманистический и эллинистический периоды античной философии 103.5 KB
  Гуманистический и эллинистический периоды античной философии. Вопрос 1 Софисты и Сократ: открытие человека. Человек есть мера всех вещей (Протагор). Познай сначала самого себя (Сократ). Определение слов софист, софизм и причины их отрицательного зна...
5498. Электронагрев. Электродный нагрев. Инфракрасный нагрев. Диэлектриче-ский нагрев. Индукционный нагрев. Общие сведения о топливе 84.5 KB
  Электронагрев. Электродный нагрев. Инфракрасный нагрев. Диэлектрический нагрев. Индукционный нагрев. Общие сведения о топливе. Электронагрев. В современных тепловых аппаратах широко применяют различного рода нагревательные элементы, в которых электр...
5499. Складывание единого централизованного российского государства 72 KB
  Складывание единого централизованного российского государства. Факторы, причины и этапы возвышения Москвы. Влияние Золотой Орды на формирование российской государственности. Образование централизованного...
5500. Характеристика Европы, Азии, Африки и Америки 69.5 KB
  Общая характеристика Европы Европа - это часть света. Вместе с Азией Европа составляет единый материк, который называется Евразия. На территории Европы более 40 государств, Они различаются по площади, численности населения, государственному уст...
5501. Общенаучные конкретно предметные методы ИССЭП 19.55 KB
  Общенаучные конкретно предметные методы ИССЭП. Общенаучные методы исследования. Метод социальное диалектики Анализ и синтез Индукция и дедукция Моделирование Закон восхождения от простого к сложному от низшего к высшему и...
5502. Сегментация сфер затрат и организация центров ответственности 50 KB
  Сегментация сфер затрат и организация центров ответственности Согласно современным представлениям эффективное управление предприятием и его подразделами может осуществляться на основе применения экономических методов. Теоретическую платформу указанн...
5503. Основные теоремы о пределах 124.5 KB
  Основные теоремы о пределах. Теорема (о предельном переходе в равенствах). Если в некоторой окрестности точки значения функций f(x) и g(x) совпадают, то их пределы в этой точке равны: f(x)=g(x) => . Теорема (о предельном перехо...
5504. Стадии разработки технических кодексов 75 KB
  Стадии разработки технических кодексов Разработка ТКП включает следующие стадии: - подготовка к разработке - разработка рабочего проекта ТКП - разработка окончательной редакции проекта ТКП - утверждение ТКП - государственная регистрация ТКП. Рес...
5505. Интерфейсы. Определение и реализация интерфейсов 71.5 KB
  Интерфейсы В этом разделе рассматриваются интерфейсы за счет представления полного определения одного из интерфейсов, определенного Microsoft - System. IDisposable. Интерфейс IDisposable содержит один метод Dispose, предназначенный для...