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

21 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

79047. Российская наука в конце XIX в. и XX веках 44.5 KB
  Главный научный руководитель атомной проблемы в СССР один из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях. Академик АН СССР 1943. Андрей Дмитриевич Сахаров 21 мая 1921 14 декабря 1989 советский физик академик АН СССР и политический деятель диссидент и правозащитник один из создателей советской водородной бомбы.
79048. Особенности профессионального труда в науке. 35.5 KB
  Для того чтобы удовлетворить этим требованиям он должен: хорошо знать все то что сделано и делается в его области науки; публикуя результаты своих исследований четко указывать на какие исследования предшественников и коллег он опирался и именно на этом фоне показывать то новое что открыто и разработано им самим. Одной из острых тем обсуждаемых в дискуссиях по вопросам социальной ответственности является свобода научных исследований. Результаты и приложения фундаментальных исследований очень часто непредсказуемы. Но можно сказать что...
79050. Наука как познавательная деятельность 24.5 KB
  Особенности науки и ее взаимосвязи с другими способами познавательной деятельности и культуры находят свое выражение в 3х основных аспектах ее существования и функционирования. Как и другие способы познания наука возникает из практической деятельности людей. Основными системообразующими факторами способствующими превращению науки в важнейший и определяющий способ познавательной деятельности являются: ориентация на объективный характер закономерностей изучаемых предметов и открывает возможность опережающего изучения объектов неохваченных...
79052. Наука как особая сфера культуры 24 KB
  Не следует также забывать что в своем развитии наука взаимодействует и с другими формами общественного сознания искусство мораль философия религия а также и с социальными институтами общества. Поэтому правильное представление о роли и месте науки в общей системе культуры можно получить только тогда когда будут учитываться вопервых многообразные ее связи и взаимодействия с другими компонентами культуры вовторых раскрыты специфические особенности отличающие ее от других форм культуры способов познания и социальных институтов....
79053. Вклад позитивизма в становление философии науки 30 KB
  Вклад позитивизма в становление философии науки. Огюст Конт 1798 1857 родоначальника позитивизма позитивной философии в тех аспектах которые были связаны с высокой оценкой научности как важнейшего качества знания. Понятие ldquo;позитивизмrdquo; обозначает призыв философам отказаться от метафизических абстракций т. Отчасти позитивизм заключается в антифилософской реакции против рационализма идеализма спиритуализма и обращается в тоже время к материализму.
79054. Проблема «опыта» и истины в философии науки нач. 20 в. (Э. Мах, Авинариус, А. Пуанкаре) 34.5 KB
  Проблема опыта и истины в философии науки нач. Эмпириокритицизм философская система чистого опыта критический эмпиризм который стремиться ограничить философию изложением данных опыта при полном исключении всякой метафизики с целью выработки и естественного понятия о мире. Нейтральный элемент опыта одновременное включение духовного и материального начала. Авенариусом буквально означает критику опыта.
79055. Вклад неопозитивизма в развитии логики и методологии науки 37 KB
  Вклад неопозитивизма в развитии логики и методологии науки. Логика науки применение идей методов и аппарата логики в анализе научного познания. Развитие логики всегда было тесно связано с практикой теоретического мышления и прежде всего с развитием науки. Методология науки в традиционном понимании это учение о методах и процедурах научной деятельности а также раздел общей теории познания в особенности теории научного познания эпистемологии и философии науки.