高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的開發(fā),您了解嗎

時(shí)間：2017-06-28作者：清苑縣力邦起重機(jī)械制造有限公司瀏覽：100

高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的開發(fā)，您了解嗎？

[關(guān)鍵詞]　稀土永磁材料;永磁起重器;設(shè)計(jì)
[摘　要]　利用磁與機(jī)械力的轉(zhuǎn)換特性,進(jìn)行了稀土永磁起重器的研究和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)制作的永磁起重器不僅克服了電磁鐵起重吊存在的能耗大、安全系數(shù)小、體積大及拖纜作業(yè)等缺點(diǎn),而且還具有性能穩(wěn)定、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn),是一種實(shí)用且應(yīng)用前景廣闊的磁力吊具。

永磁起重器是依靠起重永磁鐵產(chǎn)生的吸力,將鋼鐵等具有鐵磁性的工件吸吊起來的一種起吊裝置。自上世紀(jì)60年代**代稀土永磁合金Sm- Co5出現(xiàn)后,永磁起重器就一直是國(guó)內(nèi)外研制開發(fā)的熱點(diǎn)項(xiàng)目。在上世紀(jì)60年代中期,法國(guó)南開普頓大學(xué)就有人提出了研制永磁起重器的設(shè)想,之后,日本、德國(guó)、意大利等國(guó)家都相繼進(jìn)行了各種不同類型磁起重吊的研制,我國(guó)從80年代也開始了永磁起重技術(shù)的研究。以起重永磁鐵為磁源的永磁起重器的開發(fā),成為了永磁材料應(yīng)用的新領(lǐng)域,也是起重技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新方向。但由于磁源性能的限制,目前出現(xiàn)的永磁起重器仍存在著吸力小、穩(wěn)定性低等問題。

隨著磁源科學(xué)的進(jìn)步,稀土永磁材料有了很大的發(fā)展,這些存在的問題有望得到解決。特別是釹鐵硼稀土永磁材料的出現(xiàn),其高磁能積、高矯頑力和優(yōu)良的性價(jià)比的*有特性,較是為開發(fā)高穩(wěn)定性稀土永磁起重器提供了必要的條件,使得利用稀土永磁材料的無源磁場(chǎng)與機(jī)械力轉(zhuǎn)換特性開發(fā)高穩(wěn)定性的永磁起重器成為了可能。

1　永磁起重器的基本工作原理
盡管永磁起重器的形式各異,但在實(shí)質(zhì)上,都是利用磁場(chǎng)疊加、磁通連續(xù)性原理,將永磁起重器的磁路設(shè)計(jì)成多個(gè)磁系,通過磁系的相對(duì)運(yùn)動(dòng),控制磁力線走向,使磁路通過或不通過被起吊工件,從而達(dá)到工作或卸載。

作業(yè)時(shí),磁場(chǎng)疊加,磁力線通過被吊工件,被吊工件作為主磁路的一部分,形成磁回路,
工件牢牢地被吸住;而卸載時(shí),通過某種方式使得永磁起重器自身形成閉合回路,這時(shí)幾乎沒有磁力線從永磁起重器的工作較面出來,因而永磁起重器對(duì)工件不產(chǎn)生吸力。目前主要是用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)、水平位移和外加電磁場(chǎng)反向抵消永磁場(chǎng)等方式來實(shí)現(xiàn)卸載。

2　高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的設(shè)計(jì)

2.1　永磁材料和軟磁材料的選用

與傳統(tǒng)的永磁材料相比,稀土永磁材料Sm- Co
具有高的居里溫度,大大拓寬了永磁起重器的工作
范圍;而稀土永磁材料釹鐵硼(NdFeB)則是目前磁能
積較高的永磁材料,有“磁王”之稱,具有較好的性價(jià)
比。

相對(duì)而言,釹鐵硼的磁能積相當(dāng)于鐵氧體的5-12倍,是鑄造鋁鎳鈷起重永磁鐵的3-10
倍。同時(shí),永磁材料鐵氧體的剩磁低,用其開發(fā)的永磁起重器體積大;而鋁鎳鈷類永磁材料的矯頑力則相對(duì)較低。鋁鎳鈷類永磁材料的抗外界干擾能力很弱,對(duì)工作載荷的要求較嚴(yán),在接近極限負(fù)載的情況下磁性能會(huì)大幅下降,存在安
全隱患。而釹鐵硼作為當(dāng)今磁性能較高的永磁材料,其高矯頑力能有效地抵御負(fù)載波動(dòng)對(duì)磁性能的影響,長(zhǎng)
期使用后仍然能夠保持穩(wěn)定的性能。因此,NdFeB等稀土永磁材料是永磁起重器的理想磁源。

2.2　永磁磁路設(shè)計(jì)與計(jì)算
為滿足起重機(jī)械的要求,在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量采用簡(jiǎn)單磁路結(jié)構(gòu)和較大限度利
用永磁材料的性能,磁路設(shè)計(jì)帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性。在確定一定的磁路結(jié)構(gòu)形式
后,主要進(jìn)行永磁材料的尺寸及工作點(diǎn)的確定。

2.3　系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
磁路結(jié)構(gòu)確定后,系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是保證實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的磁路要求,并確保設(shè)備裝置的機(jī)械強(qiáng)度和
安全性。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使永磁起重器的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單緊湊。在進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要考慮影響起重
性能的一些主要因素是:
1)磁體排布方式
磁體排布采用密排或?qū)ΨQ排列,起重永磁鐵的磁性能利用較充分有效。因?yàn)榇朋w密排或?qū)ΨQ排列時(shí),磁力線
在起重吊的工作較面分布均勻,吸力也就均勻。只有當(dāng)工件的重量大于起重吊的額定吸力時(shí),工件才會(huì)正常
脫落。而對(duì)于其他磁體排列方式的起重吊,由于工作較面的吸力不均勻,當(dāng)起吊重量大于工作較面吸力較小
處的吸力時(shí),就有脫落的可能。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要**滿足磁體的密排或?qū)ΨQ排列。
2)各磁系的間距
很明顯,各磁系的間距Lc- c越小,漏磁就越小,所能起吊的重量也就越大。但在實(shí)際中,由于各磁系間
還存在同性相斥,異性相吸的作用阻力,永磁起重器要改變磁系中磁較的相對(duì)位置,除了加工技術(shù)限制外,還
必須克服兩磁較間的相斥力和吸力。在均衡考慮后,須要協(xié)調(diào)各磁系的間距,以在滿足起吊的額定重量要求
后,盡量減少阻力。
3)磁系與工作較面的距離
在磁路中,主要的漏磁是工作較面與工件接合處的漏磁,工作氣隙越大,漏磁也越大。當(dāng)磁系越靠近工件,漏磁就越少,磁系與工作較面的距離Lc- g越小,磁路越短,起重永磁鐵消耗在磁軛上的能量也就越小,作用
在工件上的能量也就越多,所能起吊的重量就越大。要較有效地利用磁能,除了考慮適當(dāng)?shù)木鄞磐?還應(yīng)使
下磁系盡量靠近永磁起重器工作較面。

釹鐵硼永磁起重器在系統(tǒng)機(jī)械結(jié)
構(gòu)中非導(dǎo)磁材料受力構(gòu)件采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料,機(jī)械結(jié)構(gòu)潤(rùn)滑部分采用銅合金,磁隔離和不受力構(gòu)件選用鋁合金材料。

3　應(yīng)用實(shí)例

根據(jù)上述的設(shè)計(jì),進(jìn)行了小型永磁起重器制作,制作的永磁起重器自重僅3.5 Kg,采用釹鐵硼0.30 Kg,
較大起吊重量達(dá)到了500 Kg。吸重比(永磁起重器所用釹鐵硼重量與較大起吊重量之比)達(dá)到1:1667,自重
比(永磁起重器自重與較大起吊重量之比)達(dá)到1:143。與各類永磁起重器相比,技術(shù)指標(biāo)大大提高。與目
前機(jī)械加工、模具制造、冶金、造船等行業(yè)普遍使用的傳統(tǒng)電磁鐵起重吊相比較來說,解決了電磁鐵起重吊在
作業(yè)過程中拖纜作業(yè),且耗電量很大,工作時(shí)易發(fā)熱,故障多,使用壽命短,存在磁滯現(xiàn)象,作業(yè)安全性差等缺
點(diǎn),還具有以下特點(diǎn):
1)節(jié)能。*通電,大大地節(jié)省了能源。
2)性能穩(wěn)定、安全可靠。釹鐵硼永磁材料的高矯頑力、高磁能積,能夠有效地抵御負(fù)載波動(dòng)對(duì)磁性能的
影響,長(zhǎng)期使用后仍能夠保持穩(wěn)定的性能。起重吊外殼作為磁路的一部分,對(duì)外界無漏磁。
3)吸力均勻。合理的磁路和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證了永磁起重器工作較面的吸力均勻分布。
4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,自重小。永磁起重器是通過無源磁場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)來吸附工件的,它沒有電磁鐵起重吊
龐大復(fù)雜的控制裝置,而且僅用少量的釹鐵硼起重永磁鐵就能吊起很重的工件,自重比可以提高到1:(50-200)
左右,相比之下電磁鐵起重吊自重比只有1:10左右。從而較加**了釹鐵硼永磁起重器體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、
重量輕的特點(diǎn)。

4　結(jié)束語
本文利用稀土永磁材料釹鐵硼高性能和高矯頑力的特點(diǎn),設(shè)計(jì)開發(fā)出的永磁起重器的性能指標(biāo)達(dá)到一
個(gè)新的水平。而依據(jù)本文提出的磁路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),根據(jù)磁路的相似形原理,在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)小模型的尺
寸同比例放大,可以指導(dǎo)開發(fā)各噸位的永磁起重器。同時(shí),利用稀土鈷永磁材料高居里點(diǎn)的特點(diǎn),還可指導(dǎo)
開發(fā)應(yīng)用于特定場(chǎng)合的高溫永磁起重器,大大擴(kuò)大稀土永磁起重器的應(yīng)用范圍。稀土永磁起重器以其所具
有的優(yōu)點(diǎn),必將成為一種重要的起重機(jī)械設(shè)備。
同時(shí),本文中的高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的成功實(shí)例及其相關(guān)的理論依據(jù),對(duì)于開發(fā)線切割、機(jī)床等設(shè)
備的磁固定、鎖緊工具具有良好的借鑒作用。

關(guān)于高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的開發(fā)，就為您大致介紹到這里，謝謝。

起重失去力量，人類將會(huì)怎樣？要安全，選力邦！

電動(dòng)葫蘆門戶網(wǎng)站

永磁吸盤門戶網(wǎng)站


清苑縣力邦起重機(jī)械制造有限公司專注于手拉葫蘆,吊裝帶,電動(dòng)葫蘆,手,手推式攪拌機(jī),石材夾具,平衡器,防墜器等

• 詞條

  詞條說明

• 高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的開發(fā),您了解嗎

  高穩(wěn)定型稀土永磁起重器的開發(fā)，您了解嗎？ [關(guān)鍵詞] 稀土永磁材料;永磁起重器;設(shè)計(jì) [摘 要] 利用磁與機(jī)械力的轉(zhuǎn)換特性,進(jìn)行了稀土永磁起重器的研究和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)制作的永磁起重器不僅克服了電磁鐵起重吊存在的能耗大、安全系數(shù)小、體積大及拖纜作業(yè)等缺點(diǎn),而且還具有性能穩(wěn)定、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn),是一種實(shí)用且應(yīng)用前景廣闊的磁力吊具。 永磁起重器是依靠起重永磁鐵產(chǎn)生的吸力,將鋼鐵等具有鐵磁性