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电磁力吸盘如何设计,性价比最高,您知道吗

磁力吸盘如何设计,性价比最高?您知道吗?永磁起重器生产厂家力邦起重在此为您做专业分析和解答:

 

内容摘要:电磁力吸盘已在磨床、铣床、加工中心, 以及刨床和钻床上得到广泛应用, 应用 D O E 技术对电磁力吸盘进行优化设计,通过选择不同的设计参数,合适的试验设计方法进行试验,选用正交表来安排试验,把各列的水平和该列相应因素的具体水平对应起来,得到了预期的试验结果,实现了电磁力吸盘设计性能与成本比最高,性能与价格比最高。两手到要抓,两手都要硬。否则,一手高,一手低,怎么把握两个基本点?

 

关键词:试验设计;试验;电永磁吸盘

 

在机械制造领域中, 采用永磁起重器对铁磁性材料进行物料输送, 具有悠久的历史。利用磁差原理设计的电永磁起重器,利用电脉冲控制的吸盘吸力,磁力吸盘通电时间短,能耗及发热很小;由于以永磁材料作为磁源,不存在电磁吸盘断电失磁引起工件脱落和发热等问题 目前已在机械加工中得到广泛应用,并逐步取代电磁吸盘和磁力吸盘。

 

然而居高不下的产品成本困扰着电永磁起重器生产企业,如何节约成本,生产出用户满意的产品,一直是电磁力吸盘生产企业追求的目标之一。本文针对电永磁起重器设计目标中的磁场强度、电流、温度以及材料成本为目标,采用试验设计( D O E ) ,对电磁力吸盘的优化设计进行了研究, 以寻找优选的设计参数。

 

1         优化设计准则

 

通常给定的技术条件有线圈的馈电电压,电器的工作制,电永磁起重器的环境温度和线圈的允许温升等,同时还须在一定的工作气隙条件下的电磁吸力,或给定吸力特性,即从初始气隙到终端气隙的吸力范围内吸力的数值。按照上述的原始数据,可以设计出具有不同形式的电磁力吸盘。在电永磁起重器设计中典型的优化准则有:体积最小、质量最小、有效材料的价格最低、工作的功率损耗最小、静态吸力达到极限值。

 

2         D O E 基本理论

 

D O E 方法是数理统计学应用方法之一, D O E 的主要内容是讨论如何合理地安排试验 取得数据,然后进行综合的科学分析,从而达到最优方案的目的。

 

正交试验设计,又称正交试验法、正交设计法和正交法。它是在实际经验与理论认识的基础上,利用正交表来安排“均衡分散”的试验,从而通过少数的试验次数,找到最优方案。正交试验设计可以解决如下问题:

 

1 ) 科学合理地安排试验,从而减少试验次数、缩短试验周期,提高了经济效益, 从众多的影响因素中找出影响输出的主要因素,分析影响因素之问交互作用影响的大小;

 

2) 分析试验误差的影响大小,提高试验精度;

 

3) 找出较优的参数组合,并通过对试验结果的分析、比较,找出达到最优化方案进一步试验的方向。 

 

3         电永磁起重器的优化试验与效果分析


电磁力吸盘的材料对含碳量的要求较高,一般选材料,最好是硅钢片、工业纯铁、1 0号等材料,考虑本次试验以 X 7 1 3 0 0 x 6 0 0 电永磁起重器为例,磁力吸盘选用成本低廉的 Q235 钢,试验确定3个影响电永永磁起重器性能的因素为试验因子,具体为线圈的匝数,范围60-100安匝;可逆磁钢的牌号,分别为LNG46LNG 5 2;隔磁材料宽度,范围:9-11 mm

 

3.1    试验方案设计

 

影响电磁力吸盘性能的主要因素主要有以下几个方面:


a ) 线圈的匝数和电流,可以通过改变线圈的匝数来改变线圈的安匝数。当然需要选择合适的线径需要承载线圈所要通过的最高 电流。本试验中,选用 d 0 .62mm的铜制漆包线,分别绕制不同的匝数,来改变线圈的安匝数。 

 

b ) 可逆磁钢的牌号,可逆磁钢作为电永磁永磁起重器的“吸力源”对吸力影响很大,在确定的线圈安匝数的条件下,选择合适的可逆磁钢牌号非常重要,若可逆磁钢牌号过低,则可能不会得到需要的吸力,若可逆磁钢牌号过高,则磁能不能得到充分的激发,造成选材的浪费。选择固定的可逆磁钢长和宽尺寸( 45mm×45mm) 

 

c ) 电磁力吸盘工作台面隔磁材料的厚度,通常隔磁材料选用铜、铝等金属及环氧树脂, 在试验中,选用红色的环氧树脂作为隔磁材料。选择合适的隔磁材料的宽度也能实现电永磁起重器吸力的极限化,隔磁宽度太大或太小会给使用性能造成影响。 

 

    3.2   试验过程与分析

 

现将各指标随因素水平变化的情况分析如下:

 

a ) 线圈匝数对指标的影响。对流来讲,线圈匝数极差都是悬殊的,也就是说线圈匝数是对电流影响很大的因素。显然是取80为最好;从场强的角度来看,线圈匝数取80,场强达到极限是考量电永磁吸盘性能的最重要的参数。因此,线圈匝取80为最好。总的来说,对3个指标来说, 线圈匝数取为最好。

 

b ) 磁钢牌号对指标的影响。对场强来说,磁钢牌号极差是相当悬殊的,电流和电阻的影响次之。磁钢牌号对电流和电阻的影响来看都是52最好。为获得充分的吸力,且获得最小的电流和合适的电阻,都取 LNG52磁钢为最好。 

 

C ) 隔磁材料宽度对指标的影响。磁材料的宽度对场强的影响相对较小,对温升影响很大。强以选线圈80匝最符合要求。 

 

通过各因素对各指标影响的综合分析, 得出较好的试验方案是: 

 

C2,线圈匝数2水平 8 0 

 

B2,磁钢牌号 2水平 4 6 

 

A2,隔磁材料宽度 2水平 10 

 

     3 .3    试验结果与分析

 

通过试验和分析可以看出,不是线圈的匝数越多,磁力吸盘的吸力就越大,当线圈的匝数达到一定的数值后,磁力吸盘的安匝数也就达到了饱和,从试验可以看出,当线圈的匝数超过 8 0匝之后,吸力的影响已经非常小;磁钢材料对电永磁起重器吸力的影响也是显而易见的, 磁钢材料牌号太低,即使线圈的匝数再高,电磁力吸盘的吸力也是在一个较小范围内波动, 磁钢材料牌号过高,对场强的影响相对较小,造成设计上的浪费。从本次试验可以看出,磁钢牌号L N G 4 6,对吸力的敏感度最高;线圈的电流是一个重要的参数,电流高,整个电永磁起重器的发热量会加大,热变形也随之变大,影响工件加工的精度,但是线圈的电流又是线圈安匝数的重要组成部分,为了维持必要的安匝数,电流变小,就意味着线圈的匝数增多, 也就意味着漆包线的用量的加大,成本也随之加大,从试验中可以看出,当线圈匝数在8 0匝时,瞬时电流2 7 A的时候,对电永磁起重器吸力、产生的热量和热变形的影响最小;最后隔磁材料宽度的选择,也有上面所述的问题,隔磁材料太薄,很容易被磁力线击穿,从而使磁力吸盘的吸力减小,造成吸力的浪费,从试验中可以看出,当隔磁材料的厚度超过1 0   m m,就能很好的满足隔磁要求,太厚也会造成浪费。综合以上分析试验序号3的数据比较符合实际,在日常生产中比较容易实现,经济性能也是比较高。 

 

电磁力吸盘如何设计,性价比最高,您知道了吗?


力邦电磁力吸盘.jpg



标签:   磁力吸盘 永磁起重器
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点击次数:  更新时间:2018-08-30 14:18:45  【打印此页】  【关闭