Магнитный захват. Перемещение груза магнитным полем

Работа электропостоянных ГЭМ.

Схема работы электропостоянных ГЭМ показана на рис.5.

В исходном положении, «захват включён», траверза с электропостоянными ГЭМ (рис.6) опускается на груз, происходит его захват и прижим, при совместном согласном действии магнитных полей включенных катушек и постоянных магнитов.

После захвата груза питание катушек отключается, и он, надёжно удерживается магнитным полем постоянных магнитов. Происходит подъём груза и его транспортировка к месту обработки, где груз опускается на приёмный стол, после чего меняется полярность подаваемого тока в катушках и рассогласованное действие магнитных полей, «захват выключен», обеспечивает освобождение груза от захвата.

Отсутствие электропитания катушек во время перемещения груза, является преимуществом таких систем, т.к. внезапное обесточивание не влечёт за собой сброс груза в аварийном режиме, и он продолжает удерживаться с помощью постоянных магнитов в течении длительного времени, что обеспечивает высокий уровень безопасности транспортных операций.

Такие траверзы применяются особенно для захвата и удержания длинномерных грузов, крупно-габаритных поковок и отливок из ферромагнитных материалов и сплавов.

Основными отечественными изготовителями такого оборудования являются:

Грузоподъёмного оборудования с ГЭМ—Завод электромагнитов ДИМАЛ. г.Киров;

Грузоподъёмного оборудования с электро постоянными ГЭМ—НПО ЭРГА. г. Калуга.

Параметры выбора

Основной критерий грузозахватного устройства — его грузоподъемность, но в случае с магнитным захватом список требований расширяется. В целом грузоподъемность устройства зависит от площади соприкосновения с грузом и химическим составом магнитного сплава. Первый вопрос решается двумя способами — выбором магнита большой площади для увеличения прижимающей силы или покупкой нескольких захватов меньшей грузоподъемности, использующихся одновременно на траверсе. Это актуально при транспортировке листового металла, когда при изгибе полотна края постепенно «отслаиваются» от подошвы захвата. Следовательно, выбор номинальной мощности магнита зависит от формы груза.

На параметры выбираемого магнитного захвата влияет толщина поднимаемого металла и его температура. Так как свойства неодима теряются при нагреве и с увеличением расстояния от центра тяжести заготовки до подошвы устройства.

При подъеме грузов учитывается коэффициент запаса допустимой грузоподъемности для разных видов металла. Устройства типа PML работают с любой шероховатостью поверхности транспортируемых грузов.

Работа захватов оснащённых ГЭМ.

Обесточенный захват или траверза (рис.3), закреплённые на крюке крана, опускаются на свободно лежащий груз. Оператор-крановщик, включает постоянный электрический ток, подаёт его в катушки ГЭМ, создавая тем самым, магнитное поле, которое, проникая в тело груза, создаёт усилие удерживающее груз, прижимающее его к рабочей поверхности захвата, после чего груз можно транспортировать к месту обработки.

После доставки и опускания груза на месте обработки, оператор-крановщик отключает ток в катушках, магнитное поле исчезает и груз освобождается. При подъёме и транспортировке груза таким захватом, необходимо принимать меры безопасности, учитывающие возможность аварийного отключение тока в катушках и нештатное отделение груза от траверзы.

Классификация и устройство захвата

Магнитные захваты подразделяются на устройства с ручным и автоматическим управлением. Популярный магнитный захват типа PML состоит из следующих узлов:

1. Прямоугольного в плане корпуса.
2. Постоянного магнита, изготавливаемого из сплава некоторых редкоземельных элементов (неодима, празеодима, диспрозия) с железом и бором.
3. Сменной подошвы, для возможности транспортировки груза как по плоской, так и по выпуклой поверхности контакта.
4. Нажимной эксцентриковой оси, которая поворачивается в подшипниковом узле.
5. Зажимной рукоятки с ограничителем поворота.
6. Грузовой серьги.

Исполнительным элементом магнитного захвата является материал NdFeB, который обладает следующим химсоставом:

• Неодим+празеодим+диспрозий – 36%;
• Железо – 58%;
• Кобальт – 3,8%;
• Алюминий – 0,5%;
• Ниобий – 0,5%;
• Медь – остальное.

При этом наличие редкоземельных элементов значительно увеличивает остаточную намагниченность сплава (до 1450…1500 мТ), а присутствие ниобия повышает температурную стойкость и коррозионную стойкость магнита. Тем не менее, для возможности длительной работы во влажной среде, NdFeB-магниты дополнительно покрывают антикоррозионными составами. В основном используется три технологии – пассивирования, цинкования или никелирования, и гораздо реже – покрытие эпоксидными смолами.

По своей температурной стойкости магниты выпускаются четырёх классов – от первого (рассчитанного для наибольших эксплуатационных температур до 80ºС), до четвёртого (выдерживает температуру до 150ºС, и это даёт возможность использовать такие устройства для перемещения не полностью остывших стальных заготовок).

Характеристики ГЭМ.

Основными параметрами, характеризующими ГЭМ являются: отрывное усилие и грузоподъёмность.

Отрывное усилие, величина силы, которую надо применить к грузу, чтобы оторвать его от электромагнита.

Грузоподъёмность—величина массы груза, которую можно захватывать, удерживать и перемещать с помощью электромагнита, надёжно и безопасно.

Кроме того, грузоподъёмные электромагниты характеризуются по таким параметрам как: ток магнита, мощность магнита, категория грузоподъёмности и продолжительность включения в процентах от всего времени работы.

По категории грузоподъёмности ГЭМ подразделяются на:

лёгкие—предназначены для комплектования кранов малой грузоподъёмности в т.ч. стреловых, консольных;

средние—предназначены для кранов средней грузоподъёмности в цехах и в открытых местах;

тяжёлые и сверхтяжёлые—предназначены для кранов с высокой грузоподъёмностью, с применением в ГЭМ специальных конструкторских решений, усиливающих магнитные потоки, для чего применяется трёхполюсное исполнение магнитопровода ГЭМ. В этих ГЭМ также увеличивают механическую прочность захвата за счёт применения дополнительной опоры броневой поверхности.

Держатель для гвоздей

Относительно новое вспомогательное приспособление обеспечивает удобство, безопасность работы с ударным инструментом. При забивании гвоздей, особенно маленьких по размеру, удар зачастую приходится не по шляпке, а по пальцам. Избежать травматизма помогают специальные держатели, в которых используются неодимовые магниты. С помощью вспомогательного устройства с магнитом на наконечнике проще произвести крепление винтом или гвоздем в труднодоступном месте, куда рукой не дотянуться.

Держателями для гвоздей называют строительный аксессуар в виде эргономичной рукоятки, «продолжающей» руку мастера.

Исчезает потребность наклоняться, искать маленький гвоздь, который теперь находится рядом, если использовать намагниченный держатель на запястье. Форма браслета также позволяет удерживать саморезы, сверла, мелкий ручной инструмент.

магнитные строительные браслеты

Импульсные и автоматические захваты

Ограничением ручных захватов эксцентрикового типа считается снижение надёжности при увеличении необходимого воздушного зазора (особенно если, вес груза превышает 3000 кг), а также неконтролируемость усилия зажима при помощи рукоятки. Поэтому для металла толщиной более 60…70 мм, нагретых слябов и других подобных заготовок эффективнее применять автоматические магнитные захваты с постоянным или импульсным включением.

Генерация магнитного поля у таких захватов происходит следующим образом. В составе устройства имеется специальная рычажная передача, которая своими звеньями выполняет смыкание половин корпуса при контакте подошвы с поверхностью перемещаемого груза. При этом обеспечивается поджим магнита также и в другой плоскости, что снижает фактическое значение магнитного зазора, и обеспечивает более равномерное намагничивание.

В захватах такого типа возможно увеличить длину соприкосновения магнита с заготовкой. Поэтому автоматические захваты используются в конструкциях магнитных траверс – грузозахватных приспособлений, предназначенных для перемещения длинномерных стальных заготовок: труб, листов, балок и т. п. Включение магнитного захвата происходит в результате натяжения крюка со стропами, и не требует вмешательства рабочего.

Импульсные магнитные захваты, с разрезными магнитами, выгодно отличаются тем, что позволяют во время производственной паузы сбросить остаточную намагниченность системы. В результате сохраняется работоспособность магнита, а, следовательно, увеличивается и его эксплуатационная долговечность. Эффект достигается за счёт того, что в торцевых частях каждой половины магнита имеются стальные накладки, смещая которые влево/вправо (или вверх/вниз, определяется конструктивным исполнением), можно сбросить остаточную намагниченность.

Импульсные электропостоянные ГЭМ.

Успехи современной науки и техники в создании постоянных магнитов с высокой магнитной энергией, позволили использовать их в автономных устройствах, для создания мощного постоянного магнитного поля.

Постоянные магниты, изготовленные с применением редкоземельных металлов (сплав неодим-железо-бор), обладают высокими магнитными свойствами—высокой остаточной магнитной индукцией и сохранением намагниченности в течении длительного времени. Эти свойства позволяют использовать их, в том числе, и в грузоподъёмных устройствах.

Электропостоянные ГЭМ, встроены в отдельные захваты и в траверзы, которые конструктивно ничем не отличаются от выше описанных, в которых применяются электромагнитные ГЭМ. Траверзы с электропостоянными ГЭМ (рис.6) обеспечивают высокую грузоподъёмность, надёжность и экономичность за счет применения в них постоянных магнитов высокой мощности, которые управляются импульсным намагничиванием и размагничиванием (рис.5).

Кроме того, такие траверзы используют электропитание только при включении и выключении захватов, что обеспечивает экономию электроэнергии на 95% , по сравнению с обычными ГЭМ.

Свойства ГЭМ.

В современных ГЭМ, магнитное поле более равномерно распределено по контактной поверхности, что позволяет увеличить массу поднимаемого стального рассыпного груза, при той же величине рабочей поверхности, по сравнению с ранее выпускаемыми конструкциями.

Применение сочетания медного и алюминиевого провода для катушек ГЭМ, позволило значительно уменьшить локальные перегревы, обеспечив перераспределение выделяемого тепла по всему объёму катушки и, в современных ГЭМ, нагрев электромагнита, незначительно влияет на уменьшение грузоподъёмности.

Качество применяемых для катушек электрических изоляционных материалов, а также способ их заливки в корпус ГЭМ, обеспечивают высокий уровень защиты их от электрического пробоя, повышенную теплопроводность и непроницаемость для влаги.

Электромагниты ГЭМ помещаются в литые или сварные корпуса захватов, надёжно защищающие их от механических повреждений и обеспечивающие сохранение всех эксплуатационных параметров.

Принцип работы

В отличие от других захватов для металла, магнитный работает без строповки. С помощью возникающего магнитного поля поверхность детали притягивается к нижней части PML-захвата, надежно фиксируясь. Чем больше площадь прижимаемой поверхности, тем сильнее возникающее поле. Сбрасывание транспортируемых деталей производится путем увеличения воздушного зазора между деталью и подошвой вручную за счет проворачивания эксцентрикового вала. Автоматический способ сбрасывания происходит размыканием отдельных частей неодимовых магнитов и отсутствием натяжения строп, которыми крепится корпус к крюку грузоподъемной машины. В последнем случае используется рычажная передача.

Телескопический магнитный сборщик

Незаменимым помощником становятся приборы – искатели мелких предметов, когда встает задача – собрать, найти, очистить поверхность от металлической россыпи на территории, в производственных помещениях. Собиратель гвоздей, стружки оснащен телескопической ручкой, что позволяет дотягиваться до удаленных мест. Найти потерянный болт, винтик можно даже в траве.

Различные модели оснащены удобными элементами конструкции – выдвижной штангой до 110 см, колесами, поворотным механизмом для регулировки угла сбора до 90°. Мощность неодимовых магнитов позволяет удерживать до 25 кг груза.

телескопический магнитный захват

Функция сброса мелких элементов происходит без контакта с руками человека – важный фактор профилактики травматизма. Эргономичная конструкция не требует электропитания. Магнитный сборщик идеально подходит для небольших мастерских, производственных объектов.

Измерительный инструмент с использованием магнитов

В спектре измерительных инструментов магнитные элементы выполняют следующие функции:

• обеспечивают удобство применения;
• способствуют экономии ресурсов (расход электричества, сложного оборудования, временные затраты на установку креплений и др.);
• расширяют рабочий диапазон инструмента.

Строительные магниты, встроенные в приборы, обеспечивают:

в гибких стойках (штативах) под измерительные головки – размещение оборудования в любых позициях, на наклонных и вертикальных поверхностях, без дополнительного крепления;

на плитах плоскошлифовальных станков – непревзойденную надежность базирования заготовки для шлифовальной обработки;

в измерительных рулетках – фиксацию ленты на металлических поверхностях;

в строительных уровнях – точность показаний, степень отклонения конструктивных элементов от вертикального, горизонтального положения (дверей, окон, перекрытий, балок и др.).

Исчезает необходимость держать прибор рукой, что делает применение удобнее и надежнее. Профессиональные строители при выполнении ответственных работ доверяют магнитным уровням.

Магнитная опалубка

Применение неодимовому магниту в строительстве находится в сфере быстрой фиксации элементов для сокращения временных затрат, материальных ресурсов. Крепление деталей опалубки в современных условиях производят с применением магнитной бортоснастки.

Внедрение гибких опалубочных систем с магнитными фиксаторами способно обеспечить потребности производства ЖБИ. Смена номенклатуры изделий не является препятствием для магнитных боксов, бортов различных конфигураций. Малый вес позволяет производить установку систем без крановой техники. Железобетонные опалубки с магнитной оснасткой максимально удобны в использовании.

Мощность магнитов из неодима позволяет поднимать тяжелые машины, что не препятствует их легкому отделению от поверхности при необходимости.  Уровень деталей крепежа с магнитной начинкой на порядок выше традиционных. Небольшие габариты, мощь сцепления, нетребовательность к условиям хранения, долгий срок эксплуатации обеспечивают востребованность магнитных приборов как в домашнем хозяйстве, так и промышленных масштабах.

Набор магнитных инструментов

Упаковки магнитных инструментов в различных комплектациях из 2-5 предметов – незаменимые помощники мастеров починки, срочных работ. Комплекты помогают организовать компактное рабочее пространство, в котором не затеряется ни один болтик.

набор магнитных инструментов Forceberg

Широкий спектр наборов предлагает компания Forceberg (Форсберг), специализирующаяся на производстве магнитных товаров. Комплекты включают:

• держатель для гвоздей, шурупов, гаек;
• магнитный поддон;
• держатель для инструментов;
• магнитный напульсник;
• держатель для краски;
• сборщик на гибкой ручке;
• зеркальные насадки.

Специализация комплектов помогает выбрать набор по профилю деятельности:

• инспекционный – для ремонта бытовой техники, автомобиля;
• поисковый – для работы археологов, строителей, охотников за металлом;
• универсальный – для домашнего мастера, ценящего порядок и компактность хранения инструмента.

Как выбирать магнитный захват?

Помимо предельно допустимой грузоподъёмности выбор магнитных захватов линейки PML производится также по следующим параметрам:

1. Для устройств с ручным приводом – по длине и углу поворота рукоятки (с увеличением этих размеров увеличиваются и внешние габариты устройства).
2. По предельно возможной температуре перемещаемого груза.
3. По конструктивному исполнению скобы – скоба с шарнирным креплением обеспечивает повышенную подвижность устройства.
4. От вида материала. В частности, наибольший коэффициент запаса по грузоподъёмности (до 0,5) принимается для чугунных заготовок. Например, при весе чугунной болванки в 400 кг, независимо от площади контакта, следует использовать магнитный захват не модели PML-600, а модели PML-1000 (условный вес заготовки для выбора типоразмера составит 800 кг).
5. По длине перемещаемых грузов: если их линейные размеры превышают 6 метров, то целесообразно применять магнитные траверсы.

Устройства линейки PML стабильно действуют независимо от шероховатости поверхности заготовки.

Аналогично производят выбор магнитных захватов других модификаций (например, МГ). Технические требования на характеристики всех исполнений магнитных захватов должны соответствовать нормам ГОСТ 25369.

Магнитные захваты не повреждают транспортируемые грузы, легко и надёжно фиксируют их в необходимом положении, мало зависят от внешних условий эксплуатации, а также отличаются достаточной компактностью.

Насадки для реноватора. Раскрываем секрет универсальности

Торцеватель для металлических и полипропиленовых труб

Принцип работы магнитного захвата

Магнитный захват типа PML для листового металла и трубного проката работает так. Подошва накладывается на смежную поверхность по наибольшей диагонали или дуге контакта. Верхняя часть магнита с серьгой присоединяется к крюку крана. При опускании крюка обе части корпуса соединяются путём поворота эксцентриковой оси, при этом происходит фрикционный зажим обеих половинок.

Сила захвата может регулироваться применением ограничителя поворота ручки, однако на практике её поворачивают до упора. Усилие зажима определяется воздушным зазором между верхней и нижнее половинами корпуса. Его значение выбирается в зависимости от веса груза и типоразмера магнитного захвата:

1. Для PML-100 с наибольшей грузоподъёмностью 100/50 кг (числитель – для плоской поверхности, знаменатель – для дугообразной) – 0,06…0,08 мм;
2. Для PML-300 с наибольшей грузоподъёмностью 300/50 кг – 0,10…0,15 мм;
3. Для PML-600 с наибольшей грузоподъёмностью 600/300 кг – 0,10…0,15 мм;
4. Для PML-1000 с наибольшей грузоподъёмностью 1000/500 кг – 0,16…0,20 мм;
5. Для PML-2000 с наибольшей грузоподъёмностью 2000/1000 кг – 0,30…0,35 мм;
6. Для PML-3000 с наибольшей грузоподъёмностью 3000/1200 кг – 0,35…0,40 мм;
7. Для PML-6000 с наибольшей грузоподъёмностью 6000/2400 кг – 0,40…0,50 мм.

Усилия указаны из расчёта 75…80%-ной безопасности применения магнитных захватов, при определении максимального усилия на отрыв. Его можно рассчитать из условия, что грузоподъёмность устройства гарантируется, если усилие отрыва составляет не менее 350% от паспортной грузоподъёмности магнитного захвата. Естественно, что контактируемые поверхности должны быть очищены от загрязнений и частиц окалины. То же касается и контактируемых стальных заготовок.

Реферат патента 2016 года МАГНИТНАЯ ТРАВЕРСА С ЭЛЕКТРОПОСТОЯННЫМИ МАГНИТНЫМИ ЗАХВАТАМИ

Изобретение относится к магнитной технологической оснастке, в частности к грузоподъемным устройствам, и может быть использовано для подъема и перемещения крупногабаритных и длинномерных грузов. Магнитная траверса с электропостоянными магнитными захватами содержит основную несущую продольную балку, закрепленные перпендикулярно несущей продольной балке поперечные балки с направляющими, которые установлены с возможностью перемещения поперечных балок. Поперечные балки снабжены каждая по меньшей мере двумя электропостоянными магнитными захватами, установленными с возможностью перемещения их вдоль поперечных балок, а также поворота на 90 градусов. Каждый электропостоянный магнитный захват выполнен в виде блока, снабженного корпусом в виде прямоугольного параллелепипеда с открытой нижней частью, в котором размещены двухполюсные N-S магнитные модули. С четырех сторон этих модулей по бокам закреплены постоянные магниты, а вершины полюсов электропостоянных магнитных модулей снабжены управляемыми постоянными магнитами, расположенными внутри электрических катушек, с помощью которых эти магниты меняют свою полярность N/S вдоль их вертикальной оси. Постоянные магниты в модулях расположены так, что их однополярные полюса расположены в двух рядах по длинным сторонам прямоугольного сечения корпуса блока, а каждый модуль с постоянными магнитами одноименной полярности N или S и их вершинами полюсов разноименной полярности N-S отделен от другого с помощью вертикально ориентированных прямоугольных перегородок, выполненных из ферромагнитного материала, предотвращающего рассеивание магнитного поля в горизонтальном направлении. Достигается повышение мощности устройства за счет изменения конструкции электропостоянных магнитных захватов в магнитной траверсе, способствующих повышению силы захвата путем снижения рассеивания магнитного потока, создаваемого магнитными полями модулей захватов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Магнитный держатель для сварочных работ

Соединение элементов металлоконструкций во время сварки требует высокой точности и неподвижности. Удержание в нужном положении рабочих плоскостей при помощи магнитных уголков повышает эффективность сварки. Разнообразные модели держателей

• фиксируют как плоские, так и круглые детали;
• обеспечивают статичное положение фасонных изделий (труб, металлических прутов, уголков и др.);
• допускают плавное изменение угла в диапазоне от 20° до 275° между рабочими плоскостями;
• отключают магнитное поле для установки деталей в заданном положении;
• показывают угол наклона на шкале градусов, уровень на одной из граней.

Магнитный уголок повышает точность монтажно-сварочных процедур. Рабочая сила сцепления фиксатора от 11 до 45 кг прочно удерживает конструкцию.

Магниты не боятся высоких температур, сварочных брызг, механических повреждений, которых на стройке не избежать в рабочем процессе.

Современное сварочное производство уже невозможно представить без высокоточного оборудования.

Неодимовые магниты сделали держатели универсальным инструментом, заставили забыть сварщиков о струбцинах, зажимах и прочих устаревших приспособлениях.

Устройство ГЭМ.

Большую часть, применяемых в промышленности ГЭМ, составляют цилиндрические (рис.1) и прямоугольные (рис.2), которые оснащены катушками, выполненными из проводов, изготовленных из разных материалов, как показано на рис.4.

Это обуславливается тем, что при прохождении тока по катушке, тепло выделяемое в ней, распределяется неравномерно: температура витков у полюсов, которые отводят тепло, ниже, чем у витков в средине катушки, что влечёт за собой их перегрев и нарушение изоляции проводов.

Для решения этой проблемы катушка ГЭМ выполняется из трёх частей: витки, расположенные вдоль внутреннего и наружного полюсов выполнены из медного провода, а витки, расположенные между ними—из алюминиевого, большого сечения.

Устройство ГЭМ (рис.4) включает магнитопровод 7 с основанием 1, внутренним магнитным полюсом 2 и наружным магнитным полюсом 3. Катушка состоит из трёх частей 4, 5, 6, которые обнимают магнитопровод 7. Части 4 и 6 выполнены из медного провода, а часть 5— из алюминиевого большого сечения. Внутренняя часть катушки 4, примыкает к внутреннему полюсу, что создаёт хороший отвод тепла.

Внешняя часть катушки 6, примыкает к наружному полюсу, который охлаждается наружной атмосферой. Средняя часть катушки 5 выполненная из алюминиевого провода большого сечения, что создаёт меньшее выделение тепла на единицу поверхности охлаждения и, соответственно, обеспечивает снижение температуры во внутренней части ГЭМ.

Намагничеватель инструмента

Монтаж электрической проводки не обходится без намагниченных отверток, пинцетов, помогающих находить места крепления гаек, винтов, зажимов для проводов. Неправильное хранение инструмента приводит к утере нужных свойств. Отверткой уже не удержать маленький винтик.

Изобретение небольшого устройства с двумя встроенными пластинами помогает домашним мастерам все настроить должным образом. Размагничиватели-намагничиватели – так замысловато называются приборы.

намагничиватели-размагничиватели инструмента

Помещенные в отверстия металлические предметы получают свойства элементов, необходимые в данный момент. Намагничивание происходит быстрее, размагничивание – немного дольше. Главное, что маленький прибор работает без подзарядок и не устаревает со временем.

Преимущества и недостатки

Плюс неодимовых грузозахватов — экономия сил и времени на транспортировку грузов, их разгрузку или подачу в станки для дальнейшей обработки. Эти устройства универсальны, применяются практически для всех типов сплавов с ферромагнитными свойствами, осуществляют подъем грузов малого и большого тоннажа в автоматическом или ручном режиме.

Работающий персонал не нуждается в дополнительной квалификации, связанной с изучением устройства. Его конструкция проста, а эксплуатация легка. Сам грузозахват может использоваться в цехах, складах, боксах любого типа без подключения к электроэнергии, на ручных талях, автокранах, кран-балках. Они применяются в закрытых цехах, открытых складах, при любой погоде.

К недостаткам магнитного грузозахвата относятся уменьшение силы притяжения с повышением температуры детали и увеличение габаритов и сложности конструкции с увеличением грузоподъемности.