Osnovni dizajn magneta
Magnabend stroj dizajniran je kao snažan istosmjerni magnet s ograničenim radnim ciklusom.
Stroj se sastoji od 3 osnovna dijela:-
Tijelo magneta koje čini bazu stroja i sadrži zavojnicu elektromagneta.
Stezna šipka koja osigurava put za magnetski tok između polova baze magneta, i na taj način steže izradak od lima.
Greda za savijanje koja je okrenuta prema prednjem rubu tijela magneta i osigurava sredstvo za primjenu sile savijanja na obradak.
3-D model:
Ispod je 3-D crtež koji prikazuje osnovni raspored dijelova u magnetu U-tipa:
Radnog ciklusa
Koncept radnog ciklusa je vrlo 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 bakrene žice (s posljedičnim višim troškovima) i/ili će biti manja dostupna sila stezanja.
Napomena: magnet s većim radnim ciklusom imat će manju disipaciju snage, što znači da će koristiti manje energije i stoga će biti jeftiniji za rad.Međutim, budući da je magnet UKLJUČEN samo kratka razdoblja, troškovi energije za rad obično se smatraju vrlo malim značajem.Stoga je pristup projektiranju imati onoliko rasipanja snage koliko možete izvući u smislu ne pregrijavanja namota svitka.(Ovaj pristup je uobičajen za većinu dizajna elektromagneta).
Magnabend je dizajniran za nominalni radni ciklus od oko 25%.
Obično su potrebne samo 2 ili 3 sekunde za savijanje.Magnet će tada biti isključen daljnjih 8 do 10 sekundi dok se obradak ponovno postavi i poravna spreman za sljedeće savijanje.Ako se radni ciklus od 25% prekorači, magnet će se na kraju pregrijati i aktivirat će se toplinsko preopterećenje.Magnet se neće oštetiti, ali mora se pustiti da se ohladi oko 30 minuta prije ponovne upotrebe.
Iskustvo rada sa strojevima na terenu pokazalo je da je radni ciklus od 25% sasvim prikladan za tipične korisnike.U stvari, neki su korisnici zatražili dodatne verzije stroja velike snage koje imaju veću silu stezanja nauštrb manjeg radnog ciklusa.
Magnabend sila stezanja:
Praktična sila stezanja:
U praksi se ta velika sila stezanja ostvaruje samo kada nije potrebna(!), to jest kod savijanja tankih čeličnih izradaka.Kod savijanja izradaka od obojenih metala sila će biti manja kao što je prikazano na gornjem grafikonu, a (pomalo čudno), manja je i kod savijanja debelih čeličnih izradaka.To je zato što je sila stezanja potrebna za oštro savijanje puno veća od one potrebne za radijus savijanja.Dakle, ono što se događa je da se, kako savijanje napreduje, prednji rub stezne šipke lagano podiže, omogućujući izratku da oblikuje radijus.
Mali zračni raspor koji se formira uzrokuje lagani gubitak sile stezanja, ali sila potrebna za formiranje zavoja polumjera je pala oštrije nego sila stezanja magneta.Tako se postiže stabilna situacija i poluga se ne popušta.
Ono što je gore opisano je način savijanja kada je stroj blizu svoje granice debljine.Ako se pokuša s još debljim izratkom, stezna poluga će se podići.
Ovaj dijagram sugerira da bi se smanjio zračni raspor za debelo savijanje ako bi nosni rub stezne šipke bio malo radijusiran, a ne oštar.
To je doista slučaj i pravilno napravljen Magnabend imat će steznu šipku sa zaobljenim rubom.(Zaobljeni rub također je mnogo manje sklon slučajnom oštećenju u usporedbi s oštrim rubom).
Rubni način sloma savijanjem:
Ako se pokuša savijati na vrlo debelom obratku, tada ga stroj neće uspjeti saviti jer će se stezna poluga jednostavno podići.(Srećom, to se ne događa na dramatičan način; poluga se samo tiho otpušta).
Međutim, ako je opterećenje savijanja samo neznatno veće od kapaciteta savijanja magneta, tada se općenito događa da će se savijanje nastaviti do, recimo, oko 60 stupnjeva, a zatim će stezna poluga početi kliziti unatrag.U ovom načinu kvara magnet se samo neizravno može oduprijeti opterećenju savijanja stvaranjem trenja između obratka i ležišta magneta.
Razlika u debljini između sloma uslijed odlijetanja i sloma zbog klizanja općenito nije velika.
Neuspjeh pri podizanju nastaje jer izradak podiže prednji rub stezne poluge prema gore.Sila stezanja na prednjem rubu stezne šipke uglavnom je ono što se tome odupire.Stezanje na stražnjem rubu ima mali učinak jer je blizu mjesta na kojem se zakreće stezna poluga.Zapravo je samo polovica ukupne sile stezanja ono što se opire podizanju.
S druge strane, klizanju se opire ukupna sila stezanja, ali samo putem trenja, tako da stvarni otpor ovisi o koeficijentu trenja između obratka i površine magneta.
Za čisti i suhi čelik koeficijent trenja može biti čak 0,8, ali ako je prisutno podmazivanje, može biti samo 0,2.Obično će to biti negdje između, tako da je granični način otkazivanja savijanja obično posljedica klizanja, ali pokušaji povećanja trenja na površini magneta su se pokazali neisplativim.
Kapacitet debljine:
Za tijelo E-tipa magneta širine 98 mm i dubine 48 mm i sa zavojnicom od 3800 ampera, kapacitet savijanja pune duljine je 1,6 mm.Ova se debljina odnosi i na čelični lim i na aluminijski lim.Bit će manje stezanja na aluminijskom limu, ali je potreban manji okretni moment za njegovo savijanje pa se to kompenzira na takav način da se dobije sličan kapacitet za obje vrste metala.
Potrebna su neka upozorenja u vezi s navedenim kapacitetom savijanja: glavno je da granica razvlačenja metalnog lima može uvelike varirati.Kapacitet od 1,6 mm odnosi se na čelik s granicom tečenja do 250 MPa i na aluminij s granicom tečenja do 140 MPa.
Kapacitet debljine nehrđajućeg čelika je oko 1,0 mm.Taj je kapacitet znatno manji nego kod većine drugih metala jer je nehrđajući čelik obično nemagnetičan, a ipak ima relativno visoku granicu tečenja.
Drugi faktor je temperatura magneta.Ako se magnet zagrije, tada će otpor zavojnice biti veći, a to će uzrokovati manju struju s posljedičnim nižim amper-zavojima i manjom silom stezanja.(Taj je učinak obično prilično umjeren i malo je vjerojatno da će uzrokovati da stroj ne ispunjava svoje specifikacije).
Konačno, Magnabendi debljeg kapaciteta mogli bi se napraviti ako bi presjek magneta bio veći.
Vrijeme objave: 12. kolovoza 2022