Принцип работы магнитного захвата

 Ферромагнитные свойства материалов — это способность материала, при определенных условиях, обладать намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля. Под определенными условиями мы понимаем значения температуры ниже точки Кюри. Итак, следует сделать вывод, что основная сфера применения магнитных захватов — это перемещение материалов, обладающих ферромагнитными свойствами. То есть захваты могут работать, исключительно с материалами способными притягиваться магнитом. К примеру – различные с различными сталями. Для более полного понимания принципа работы магнитных захватов необходимо знать, что данные механизмы работают на основе такого явления, как магнитная индукция.

Простыми словами явление магнитной индукции при работе магнитных захватов можно описать так: если на проводник (для примера возьмем лист металла) ничего не воздействует, то электроны в проводнике находятся в состоянии покоя. Как только к листу металла подносят магнитный захват и на него начинает действовать магнитное поле – появляется движение заряженных частиц, то есть электрический ток. В связи с этим металл притягивается к магнитному захвату. Итак, магнитная индукция – это сила действия магнитного поля на перемещающиеся внутри этого поля заряженные частицы (металл), Т.к. магнитная индукция — это векторная величина, она имеет направление, которое наглядно показано на рисунке.

В настоящее время существует несколько типов магнитных захватов:

   1. 1. Магнитные захваты на основе классического электромагнита. Классический электромагнит — это устройство, состоящее из ферромагнитного сердечника с обмоткой из токопроводящего материала.  Как правило, обмотка – это алюминиевая или медная проволока. Принцип работы данного магнита заключается в том, что для создания магнитного поля вокруг сердечника по обмотке пускают электрический ток, который и создает электромагнитную индукцию. Сила притяжение в данных магнитных захватах зависит от силы тока пропускаемого через обмотку.

   2. Магнитные захваты на основе постоянных неодимовых магнитов. Неодимовые магниты – это одни из самых мощных постоянных магнитов. В состав неодимового магнита входят следующие элементы: бор (B), железо(Fe) и, непосредственно, неодим (Nd).  Для создания магнитов данного типа все перечисленные элементы запекают в печи под давлением при температуре около 1200 °С.  У постоянных магнитов величина магнитной индукции остается постоянной и ее нельзя принудительно изменить. Магнитные захваты на основе постоянных магнитов также можно разделить на несколько групп:
   Захваты на основе постоянных магнитов также можно разделить на несколько групп:
– Магнитные захваты с механическим изменением полярности магнитного поля.
– Магнитые захваты с импульсным изменением полярности магнитного поля.

В магнитных захватах с механическим способом изменения полярности один ряд постоянных магнитов всегда жестко закреплен в корпусе, а второй ряд находится внутри подвижного вала, к которому жестко прикреплен рычаг управления и при помощи данного рычага поворачивают вал со вторым рядом магнитов, тем самым меняя полярность. Обычно рычаг управления имеет два положения: в первом – магнитное поле замкнуто внутри корпуса захвата, т.к. полюса магнитов противоположны друг другу; во втором положении – полюса сонаправлены, магнитное поле выходит за рамки корпуса и замыкается перемещаемым грузом. То есть груз притягивается к магнитному захвату. В качестве примера с такой конструкцией можно привести магниты серии PML. Также существуют магниты серии АМГ – принцип работы которых идентичен, но смена полярности происходит автоматически, путем поднятия и опускания рычага за счет собственного веса, а его фиксация -эксцентриком. То есть, рычаг зацеплен к грузоподъемному механизму и при каждом опускании захвата до соприкосновения с полом, происходит смена полярности и груз автоматически примагничивается и размагничивается.

   Магнитные захваты с импульсным изменением полярности имеют кардинально отличающийся принцип работы. Для изменения направления полярности подается электрический импульс, который изменяет направление магнитного поля. Стоит отметить, что функцию рычага управления берет на себя другой сплав в состав которого, входят такие элементы как алюминий (Al) и никель (Ni). Т.е. в данном исполнение магнитных захватов применяется два типа магнитнов: на основе «AlNi» и неодимовые магниты.

Ресурс магнитных захватов на основе постоянных магнитов

   Стоит упомянуть, что магнитные захваты на основе неодимовых магнитов очень ресурсоемки. За десять лет они теряют порядка 0,1-2% своей намагниченности, при оптимальных условиях эксплуатации. Одним из самых важных эксплуатационных условий является соблюдение рабочей температуры. Неодимовые магниты очень плохо воспринимают повышение температуры более 70°С и за несколько минут могут полностью утратить свои свойства. Различные удары и деформации тоже негативно сказываются на сроке службы.

Особенности эксплуатации магнитных захватов на основе постоянных магнитов

   При использовании магнитных захватов необходимо учитывать некоторые эксплуатационный особенности: 
   1. Существует зависимость грузоподъемности магнитного захвата от толщины поднимаемого груза. Следует понимать, что для каждого типа захватов эксплуатационные характеристики разные, но все же есть общая тенденция. Чем больше грузоподъемность – тем больше должна быть толщина металла для реализации 100% потенциала. К примеру, магнитный захват PML МГ-100 грузоподъемностью 100 кг при толщине металла 10мм сможет поднять максимум 70 кг, но если металл будет 15 мм – то грузоподъемность составит 100 кг, т.е. -100%. Для наглядности сравним захваты с минимальной и максимальной грузоподъемностью в линейке (табл. 1).

Данная тенденция обусловлена увеличением размера магнита и магнитного поля пропорционально увеличению грузоподъемности захвата. То есть, тонкий метал физически не может замкнуть на себе магнитное поле большого магнита и будет пропускать какую-то его часть через себя.

   2. Зависимость грузоподъемности магнитных захватов от содержания углерода в материале. Углерод является неметаллом и, в связи с этим, негативно влияет на ферромагнитные свойства перемещаемых грузов. К примеру, при перемещении низкоуглеродистых сталей, название которых говорит само за себя, грузоподъемность захвата будет равна 100%, а при работе с чугуном, процент углерода в котором достаточно высок (2,14%), грузоподъемность составит лишь 50% от номинала.
   3. Зависимость грузоподъемности от шероховатости поверхности. Шероховатость – это параметр показывающий неравномерность покрытия. Шероховатость поверхности перемещаемого груза оказывает достаточно сильное воздействие на грузоподъемность магнитных захватов. К примеру, при шероховатости плоской поверхности Ra 1.6 показатель грузоподъемности превысит номинал на 25%. Такой показатель phone coverreplica watch storesbestmoved here шероховатости достигается после предварительного торцевого точения. Гараздо чаще встречается шероховатость Ra 6,3(грубая механическая обработка) или Ra 12,6(литейная обработка), так как именно такие значения можно встретить в прокате металла. При подобных показателях грузоподъемность металла составит 100% и 90% соответственно. 
   4. Образование зазора. При появлении зазора между магнитным захватом и грузом, грузоподъемность захвата снижается на 50%. Подобный промежуток может образоваться из-за накопившегося при хранении различного сора, такого как металлическая стружка или пыль.
   5. Форма перемещаемого груза имеет огромное значение для расчета грузоподъемности захватов, так как в отличие от плоских грузов, грузы, имеющие форму цилиндра, снижают грузоподъемность захвата в 2 раза.