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电永磁及电控系统磁力计算说明

时间:2022-11-01

磁力计算说明
磁吸力特点
磁吸力是均匀分布的
磁吸力的方向总是指向磁吸盘的表面
影响磁吸力大小因素
磁吸力的大小与被吸工件覆盖的磁极个数成正比,与被吸工件的厚度,表面粗糙度,表面平整度,材质、温度等有关。
被吸物体的厚度如果不够,被吸物表面有剩磁,所有超出被吸物表面的磁力线都被损失掉了,磁吸力的大小就会降低。作为一个通用原则,被吸物越薄,选择的磁极尺寸就要越小,即电永磁吸盘的透磁深度要越低。通用吸盘中,50磁极适应于厚度较小的被吸物,70磁极适应于厚度较大的被吸物。各种材料要求的最小吸物厚度如:
磁极大小低碳钢,最小厚度50磁极是10mm,70磁极是15mm,合金钢50磁极12mm,70磁极17mm,铸钢50磁极17mm,70磁极是19mm。
检查被吸物的表面粗糙,估计被吸物和磁极之间的平均空气间隙,然后再依据磁极的吸力大小。例如:被吸物与磁盘之间的平均气隙0.5mm时,50磁极单个磁极产生的吸力为230KG,单个70磁极产生的吸力为550KG。
检查被吸料的材质,测算材料的磁导率,低碳钢的磁导率最好,单个磁极的吸力曲线是依据低碳钢来测算。如果被吸物为其他材料,则计算总吸力时需要乘以如果系数:
低碳钢:1.0,合金钢:0.8,高碳钢:0.7,铸钢:0.5。
总吸力的计算
总吸力的计算主要考虑如下因素:
a 被吸物接触磁极的型号,数量;
b 被吸物接触面的情况;
c 被吸物的材质;
d 被吸物的厚度。
如果被吸物的厚度达到要求,则总的吸力计算为:
总吸力=平均气隙下单个磁极产生的吸力*有效磁极个数*导磁系数。
假设所以使用电永磁吸盘有50磁极20个,被吸物为低碳钢,表面粗糙度好,和磁极面间的平均气隙接近0,钢板厚度大于10mm,且钢板完全覆盖永磁磁极面,则产生的总吸力为:
3500(N)*20(个磁极)*1.0(磁导率)=7000N
工件受力分析
电永磁吸盘产生的磁吸力总是指向磁吸盘的表面,当电永磁吸盘作为测吊具,翻转吊具,机加夹具使用时,重力或是剪切力的方向会完全垂直于磁吸力的方向,此时,完全依靠磁极面和被吸物之间的摩擦力来克服重力或是剪切力的影响,防止被吸物滑动。摩擦力的大小约为总吸力的1/5。
安全系数
电永磁吸盘总吸力作为一个理论的计算结果并不能直接适用于各个加工或是吊运过程中的情况(如不均匀分布的材料,弯曲的表面不能与磁极面完全接触等情况),因此实际使用时,必须考虑一个安全系数,作为夹具使用时,安全系数需在2倍以上,作为吊具使用时,安全系数必须在3倍以上。选型时请酌情选型。

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