Электромагнитные приспособления

Питание электромагнитных приспособлений производится постоянным током (номинальное напряжение 24, 48, 110 или 220 В), который получают от мотогенераторов, меднозакисных (купоросных) или селеновых выпрямителей.

Электромагнитные приспособления отличаются простотой конструкции (элементы которой выполнены из недефицитных материалов), удобством управления и невысокой стоимостью. Так как их электромагнитное поле простирается относительно далеко, оно может намагнитить металлический режущий инструмент, что приведет к снижению эффективности процесса резания. Поэтому область их применения ограничивается плоскошлифовальными станками, где инструментом служит абразивный круг.

Схематическое изображение конструкции наиболее распространенных многокатушечных электромагнитных плит для плоскошлифовальных станков показано на рис. 46. К основанию 1 винтами прикреплен корпус 2 с окнами, в которые вставлены плоские сердечники 3, соединенные с основанием 1. Между корпусом и сердечником устанавливаются немагнитные прокладки 4. На каждом сердечнике смонтирована электромагнитная катушка 5.

В зависимости от последовательности подключения катушки 5 имеют место две схемы прохождения магнитного потока. Если начала всех обмоток соединяются с положительной шиной подводки, а концы с отрицательной (левая часть рисунка), ток в любой катушке проходит в одном направлении. Все сердечники в плоскости зеркала плиты получают положительную полярность. Корпус же приспособления становится южным полюсом. Е: Когда на зеркале плиты устанавливается закрепляемая деталь, разноименные полюса замыкаются. Поток, проходящий через опорную поверхность детали, сопровождается появлением магнитных сил, которые и обеспечивают ее закрепление.

Рис. 46. Многокатушечная электромагнитная плита

Если начало первой катушки соединяется с положительной шиной, а конец — с отрицательной, затем начало второй — с отрицательной, а конец — с положительной и т. д., сердечники на зеркале плиты получают чередующуюся полярность (правая часть рисунка).

При первой схеме подключения корпус является магнитопроводом и, следовательно, к нему предъявляются повышенные требования по магнитной проницаемости. Так, с точки зрения обеспечения более высокого усилия закрепления корпус и основание желательно делать не из чугуна, что более технологично, а из мягкой стали.

При второй схеме подключения корпус не является магнитопроводом и поэтому может быть изготовлен из любого материала, отвечающего прочностным и технологическим требованиям. Однако размер закрепляемой детали в этом случае должен быть не меньше расстояния между соседними сердечниками.

Усилие притяжения при закреплении детали магнитным полем опре­деляется по формуле

где q — усилие притяжения в кгс; Ф — величина магнитного потока, пересекающего опорную поверхность детали, в Вб; S — площадь, на которую поток распространяется, в см².

Как видно из рис. 46, магнитный поток замыкается через деталь, что является необходимым условием для ее закрепления на зеркале плиты. Таким образом, деталь становится одним из участков замкнутой магнитной цепи.

Это в свою очередь означает, что величина магнитного потока, а следовательно, и усилие закрепления зависят не только от конструкции магнитного приспособления, но и от толщины детали, ее материала и шероховатости опорной поверхности.

ГОСТ устанавливает технические требования, правила приемки и методы испытаний плит. Плиты выпускаются двух типов: с отверстиями либо с пазами для крепления их к столу станка.

Установлены три класса точности плит: повышенной — П, высокой — В и особо высокой А, предназначенных для закрепления заготовок из ферромагнитных материалов при обработке их на плоскошлифовальных станках с охлаждающей жидкостью или без нее. Плиты выполняются со встроенным или приставным размагничивающим устройством, с выводной коробкой на продольной или поперечной грани. Изоляция плиты должна выдержать испытательное напряжение, равное десятикратной величине номинального, но не менее 1500 В переменного тока в течение 1 мин.

Приспособления с постоянными магнитами

Основным достоинством приспособлений с постоянными магнитами является автономность их действия, так как будучи однажды намагниченными они сохраняют свою работоспособность в течение длительного времени и не требуют при этом дополнительных источников энергии.

Рис. 47. П-образная элементарная магнитная система (а) и часть магнитного блока, соответствующая трем элементарным системам (б).

В зависимости от материала различают приспособления с оксидно-бариевыми магнитами и литыми магнитами. Приспособления с оксидно-бариевыми магнитами являются наиболее распространенными и выполняются в виде плит и планшайб для закрепления стальных и чугунных заготовок с плоской базой.

Магнитная плита представляет собой совокупность элементарных П-образных магнитных систем (рис. 47, а), каждая из которых состоит из источника энергии — постоянного магнита 1 и двух магнитопроводов (полюсников) 2 и 3. На торцовые поверхности полюсников, имеющих различную полярность, устанавливается деталь. Магнитный поток Ф_р проходит от северного полюса магнита по магнитопроводу 2 через деталь 4 и по магнитопроводу 3 замыкается на южном полюсе магнита. Усилие закрепления детали определяется величиной магнитного потока, развиваемого магнитом в условиях данной системы. Особенностью постоянного магнита как источника энергии является изменение намагни­чивающей силы и потока, развиваемого им, при изменении магнитной проводимости внешней цепи. Поэтому любое изменение параметров закрепляемой детали, связанное с изменением проводимости системы, приводит к изменению усилия притяжения. По этой причине на одном и том же приспособлении различные по размеру детали будут притягиваться с различным усилием.

Набор магнитов и полюсников образует магнитный блок. На рис. 47, б показана часть магнитного блока, соответствующая трем элементарным системам.

«Отключение» магнитного потока в приспособлениях с постоянными магнитами может быть осуществлено либо путем полного размагничивания магнита, либо посредством изменения пути, по которому магнитный поток проходит от северного полюса к южному. В приспособлениях на оксидно-бариевых магнитах практически всегда применяется второй метод «отключения» потока, причем используется так называемый способ нейтрализации.

Усилие притяжения детали, закрепляемой на магнитной плите, в об­щем случае может быть определено по формуле:

где a _ст — ширина полюсника в см; b_ст — ширина плиты (длина полюсника) в см; B_o — магнитная характеристика плиты в Вб/м², определяемая как плотность магнитного потока на полюснике при закреплении детали, полностью перекрывающей зеркало плиты

l — длина детали в см; k — коэффициент перекрытия t— межполюсное расстояние в см.

Величины a _ст, b_ст, t и В₀ — постоянные для данного приспособления.