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永磁吸盘如何才能更彻底地解决卸重问题

永磁吸盘怎样解决卸重问题?

 

实际生产应用对永磁吸盘的基本要求是什么?

 

在实际的生产应用中,对永磁吸盘的基本要求为:起重时,永磁吸头处必须具有强大的磁场,此时,磁力线通过待吸附的钢铁件,钢铁件被磁场所产生的磁吸力吸附;在卸重时,永磁吸头处没有磁场(含磁场被抵消的情形),此时,待吸钢铁件中无磁力线通过,钢铁件脱离永磁吸头的吸附。

 

为达到这个基本要求,人们进行了各种各样的设计,研制出一系列的起重装置,这其中比较典型的有:转动位移式永磁吸盘、平动位移式永磁吸盘、电脉冲充退磁式起重装置、磁开关式永磁吸盘以及电磁反磁场抵消式永磁起重器等等。

 

目前,永磁起重器中需要解决两个方面的基本问题:第一,是如何合理地选用永磁材料及其优化磁路的设计问题;第二,是怎样解决卸重问题,在这两个方面的问题中,卸重问题更为重要,如果卸重问题得不到很好的解决,起重量再大也毫无意义。

 

永磁材料的选用问题,从发展永磁起重器的角度考虑,希望选用磁性能优异、居里点高、磁稳定性好和价格适中的新型永磁材料。此外,对选用的永磁材料,还存在着合理使用问题。既要充分考虑材料本身的特点,也要考虑设计方案的整体要求,还要考虑到具体的使用环境,找出优选的设计参数。这些问题都有赖于理论计算和通过正确的磁路设计去求得合理解决。最后,还得通过实验去检验,在实验中不断求得完善。

 

至于永磁起重器的卸重问题,人们对此进行了种种设计。转动位移式退磁和平动位移式退磁不失为是两种好办法,但是存在一定问题:第一,从磁路设计角度考虑,两个磁系统之间的间隙越小越好,这样可使场强越大漏磁越小,但场强越大,位移阻力也越大,这是一个矛盾;第二,随着位移次数的增加,磨损也会逐渐显现出来,从而导致漏磁的增大;第三,位移需要由外力来实现,通常要用电动机来拖动,这样,起重量越大,消耗的电能也越大。

 

电磁反磁场抵消法,既消耗电能,又添加一套电控系统,操作起来也不够便捷,故也有其缺陷;至于电脉冲退磁法和磁开关法,其起卸重物的效果比较好,不足的一面是需添加一套电脉冲系统,对起重永磁铁直接进行充退磁的方法,比较简单实用,但也有其局限性,对高矫顽力的起重永磁铁就不便采用。综上所述,可知永磁起重器的关键问题是卸重,目前还没有圆满解决,有关这方面的研究,依然是永磁起重器研究中的重点。

 

本文着眼于强电流脉冲控制的现代永磁起重吸盘的研究与设计,注重实践研究与理论分析相结合,对各种永磁材料的性能进行了全面分析和比较,在综合考虑了实现充磁退磁的难易程度、充退磁效果是否理想、起重永磁铁的工作状态以及整个永磁吸盘的造价等因素之后,在磁力吸盘的核心部件即起重永磁铁的选材上,选取了容易实现充磁退磁、充退磁效果比较理想且性价比合适的AlNiCo作为起重永磁铁的材料。在初步设定起重量为加加Kg的情况下,对磁力吸盘的其它部件以及整个磁力吸盘的尺寸作了相应的设计,以满足设定起重量的要求。本文利用Matlab软件强大的数学分析功能,对RLC放电回路进行了深入的数值分析,讨论了放电回路中各个参数对放电产生的脉冲电流峰值的影响,进而讨论了这些参数对磁场峰值的影响。根据分析结果,在实际的设计中采取了相应的措施来对各参数进行适当的调整,以实现良好的充磁退磁效果。

 

同时,本文也设计出了完整的强电流脉冲发生及控制电路,用来实现对永磁吸盘中起重永磁铁进行充磁退磁。在运用由该电路设计出的设备进行具体实验的过程当中,为进一步实现设备的自动化控制,又对电路进行了完善。实践证明,该电路能够很好地实现充磁退磁的功能。

 

本设计也对放电回路产生的脉冲电流峰值以及其波形的检测进行了原理上的分析,对永磁吸盘里起重永磁铁中产生的脉冲磁场峰值的检测以及永磁吸盘所产生的永磁吸力的检测也作了相应的介绍。

 

当然,本设计中不可避免地存在一些方面的问题,有不完善的地方。例如,在起重永磁铁的选材上,AlNiCo永磁材料虽然实现充退磁比较容易,充退磁效果比较好,但是对所吸对象有一定限制,吸引平整钢板时效果很好,吸引杂乱无章的废钢铁或铁屑时效果较差,这是由其高剩磁低矫顽力的特性所决定的。

 

脉冲磁化是一个极为短暂的磁场变化过程,在此过程中,起重永磁铁中会产生涡流,尤其对电阻率较小的AlNiCo等合金材料与大截面起重永磁铁,由于涡流所造成的能量损耗及磁化不均匀也是一个不能忽略的问题,在实际的设计中,如果需要,也可以考虑采取更有效的措施来尽可能地减少涡流。

 

另外,本设计也可以从脉冲发生及控制电路方面着手来加以完善,如利用单片机来进行充磁退磁的自动化控制,进一步提高设备的自动化程度。

 

近几年来,随着人们对能源问题的重要性的认识日益深刻化和具体化,尽可能地减少能源消耗,已经逐渐成为当今世界能源开发与利用领域共同遵循的一个原则。科技工作者致力于永磁吸盘的研究与设计,正是为了缓解人类日益紧迫的能源危机给社会带来的压力。

 

永磁起重器由于具有一系列电磁起重器所无法比拟的优点,例如:耗电量少可以大大节约电能;起重过程中不需要通电就具有磁吸力,从而也大大降低了发生生产事故的可能性;装置的体积相对较小,重量也相对较轻。这些优点都决定了积极开发永磁起重器有着重要的意义。

 

可以预见,随着工业与科技的快速发展,随着人们节能意识及安全意识的不断增强,作为永磁材料应用的新领域之一的永磁起重器技术,必将成为磁力吊具技术发展中的一个具有广阔前景的方向。

 

永磁吸盘怎样解决卸重问题?现在您了解了吗?



标签:   永磁吸盘 起重永磁铁 磁力吊具
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点击次数:  更新时间:2018-08-30 14:00:02  【打印此页】  【关闭