永磁磁力吊如何设计？
摘要:几种永磁磁力吊的磁路设计与永磁吸力的计算方法,分析了其各自的优缺点及相对于常规电磁铁的节能、省材、廉价、安全等特点。
叙词: 磁力吊起重永磁铁 永磁吸盘
起重用电磁吸盘(即电磁铁)用于吸运各类钢铁器材可省却人工捆扎、挂装吊钩等繁重工作。
其所产生的电磁吸力依赖于通电线圈的安匝数,因而有耗电大、自重大、高温寿命短、有不安全隐患、附属设备多、价格高及维修量大等缺点。
随着工业与科技的不断发展,不耗电的起重永磁铁慢慢代替了电磁铁进行吸运工作。
1 磁吸力
在磁极面积一定时,磁吸力与气隙磁密或磁通的平方成正比。
要得到尽可能大的磁吸力,应当通过合理的磁路设计得到尽可能大的气隙磁密与磁极面积。
起重永磁铁的材料、体积(重量)一定时,其工作磁密(视在磁密) Bd取决于在磁路中的工作点,工作点则取决于永磁材料的退磁曲线与由永磁体及被吸重物形状、尺寸、气隙大小等因素决定的
负载线的斜率tgα。
2 几种永磁吸盘磁路设计
利用起重永磁铁并设计出合理的磁路可得到很大的永磁吸力,而且不消耗任何能量可保持这种吸力几乎无限长的时间,从而实现起重运输的目的。
在实际生产中,还要求磁力吸盘在与被吸物接触后才产生磁吸力,不工作时对外应不具有磁吸力,否则极难操作且不安全。
2.1 二磁系相对移动以改变磁通路径的设计
2.1.1 平移式起重永磁铁的磁路结构
该设计中的上下2个磁系皆由若干稀土起重永磁铁与磁轭组成,传动可带动上磁系相对下磁系平行移动,使得与被吸物相接触的工作磁极面上的磁感应强度倍增或抵消,达到吸、放钢材的目的。
2.1.2 转动式起重永磁铁的磁路结构
该磁力吊的结构工作原理同平移式,只是上磁系由传动带动绕固定轴转动来改变上下磁系的相对位置,而使工作磁极面上的磁感应强度倍增或相抵消,完成吸卸工作。
2.1.3 依靠自重改变二磁系相对位置的永磁吸盘
平移式或转动式起重永磁吸盘均由电机或液压系统通过传动带动上磁系产生位移,使磁力吸盘自重增加并消耗一定的能量。
而利用连杆、棘轮、伞齿轮依靠自重自动循环改变二磁系相对位置的永磁磁力吊则几乎完全不需要专门提供动力。
它吸起重物时吸盘停放于被吸物上,吊环提升时连杆带动棘轮在垂直平面上旋转一定角度,通过伞齿轮转换成为旋转力矩,带动永磁吸盘上磁系相对下磁系旋转一定角度,形成对外开放磁路(可与被吸物形成闭合磁路);卸放重物时吊环与连杆下降后再次提升,并带动棘轮旋转一定角度,通过伞齿轮又使永磁吸盘中上磁系相对下磁系旋转相同角度,形成内部闭合磁路,对外不显磁力。
2.2 电脉冲充退磁永磁吸盘的设计
电磁线圈用来对起重永磁铁充磁与退磁,产生磁场所需电流不由整流器供给,而是由储能电容放电得到。
此设计线圈重量很小,在制造上可节约大量铜材,大大降低吸盘的自重。
3 结论
(1)永磁磁力吊具有节能、省材、安全、廉价及少维修等优点。
(2)相对移动磁系改变磁通路径的永磁磁力吊完全去掉了电磁线圈及整流电源系统,克服了常规电磁铁的诸多缺点,完全不需要外加动力,但移动磁系的机械传动装置和电机尚占较大自重并消耗一定的电能。
(3)可瞬时使永磁磁路中磁通为零的永磁磁力吊在非工作状态时磁极处保有一定大小***值,为避免吸重时重物对永磁吸盘的冲撞,应在工作时与重物接触前使电磁线圈通电抵消磁通,所以仍存在不安全隐患,另外仍需配套设备,造价高,自重大。
(4)电脉冲充退磁永磁吸盘节能效果好,而且安全、廉价、自重小。设计制造时应注意起重永磁铁材料、储能电容、放电器件的选择及放电充磁回路L、R、C等参数与放电电压的选择。
永磁磁力吊如何设计？现在您了解了吗？
