MAGNABEND - NĀ HOʻOHANA KUMU
Hoʻolālā Mākēneki kumu
Hoʻolālā ʻia ka mīkini Magnabend ma ke ʻano he mana DC ikaika me ke kaʻina hana liʻiliʻi.
Aia ka mīkini i 3 mau ʻāpana kumu: -
ʻO ke kino magnet i hoʻokumu i ke kumu o ka mīkini a loaʻa i ka coil electro-magnet.
ʻO ka pahu hoʻopaʻa e hāʻawi ana i kahi ala no ka lele ʻana ma waena o nā pou o ke kumu magnet, a ma laila e hoʻopili ai i ka mea hana sheetmetal.
ʻO ke kukui kulou i hoʻohuli ʻia i ka ʻaoʻao mua o ke kino magnet a hāʻawi i kahi ala no ka hoʻopili ʻana i ka ikaika kulou i ka mea hana.
Mākēneki-Kino Hoʻonohonoho
Hiki ke hoʻonohonoho like ʻole no ke kino magnet.
Eia nā mea ʻelua i hoʻohana ʻia no nā mīkini Magnabend:
ʻO nā laina ʻulaʻula i ʻoki ʻia i nā kiʻi ma luna e hōʻike ana i nā ala hoʻololi magnetic.E hoʻomaopopo i ka hoʻolālā "U-Type" he ala kahe hoʻokahi (1 ʻelua mau pou) aʻo ka hoʻolālā "E-Type" he 2 mau ala kahe (2 mau kia ʻelua).
Hoʻohālikelike Hoʻohālikelike Mākēneki:
ʻOi aku ka maikaʻi o ka hoʻonohonoho E-type ma mua o ka hoʻonohonoho U-type.
No ka hoʻomaopopo ʻana i ke kumu o kēia e noʻonoʻo ai i nā kiʻi ʻelua ma lalo nei.
Aia ma ka ʻaoʻao hema he ʻāpana keʻa o ka U-type magnet a ma ka ʻākau he E-type magnet i hana ʻia ma ka hui ʻana i 2 o nā ʻano U like.Inā hoʻokele ʻia kēlā me kēia hoʻonohonoho magnet e kahi wili me ka hoʻohuli ʻana i ka ampere, a laila maopopo ka paʻa ʻana o ka mana hoʻopaʻa pālua (ʻo ka E-type).Hoʻohana ʻo ia i ʻelua ʻoi aku ka nui o ke kila akā ʻaʻohe uea hou no ka wili!(Ke manaʻo nei he hoʻolālā coil lōʻihi).
(Pono ka uea liʻiliʻi no ka mea ʻoi aku ka kaʻawale o nā wāwae ʻelua ʻelua o ka wili i ka hoʻolālā "E", akā lilo kēia keu i mea ʻole i ka hoʻolālā coil lōʻihi e like me ka Magnabend).
Super Magnabend:
No ke kūkulu ʻana i kahi magnet ʻoi aku ka ikaika, hiki ke hoʻonui ʻia ka manaʻo "E" e like me kēia hoʻonohonoho pālua-E:
Hoʻohālike 3-D:
Aia ma lalo kahi kaha kiʻi 3-D e hōʻike ana i ka hoʻonohonoho kumu o nā ʻāpana i loko o ka U-type magnet:
I loko o kēia hoʻolālā, he ʻāpana ʻokoʻa nā pou o mua a me hope a hoʻopili ʻia e nā bolts i ka ʻāpana Core.
ʻOiai ma ka manaʻo nui, hiki ke hoʻohana ʻia i kahi kino magnet U-type mai kahi ʻāpana kila hoʻokahi, a laila ʻaʻole hiki ke hoʻokomo i ka wili a no laila e ʻeha ka coil ma kahi (ma ke kino magneted machined. ).
Ma kahi kūlana hana makemake nui ia e hiki ke hoʻokaʻawale i nā coils (ma kahi mua kūikawā).No laila, ʻo ka hoʻolālā ʻano-U e kuhikuhi pono i kahi hana i hana ʻia.
Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hāʻawi maikaʻi ka hoʻolālā E-type iā ia iho i kahi kino magnet i mīkini ʻia mai kahi ʻāpana kila hoʻokahi no ka mea hiki ke hoʻokomo maʻalahi kahi coil i hana mua ʻia ma hope o ka hana ʻia ʻana o ke kino magnet.ʻOi aku ka maikaʻi o ke kino magneti ʻāpana hoʻokahi no ka mea ʻaʻohe ona lua hana e hōʻemi liʻiliʻi ai i ka flux magnetic (a no laila ka ikaika pipili).
(ʻO ka hapa nui o Magnabends i hana ʻia ma hope o 1990 i hoʻohana i ka hoʻolālā E-type).
Ke koho ʻana i nā mea no ke kūkulu ʻana i ka Magnet
Pono e hana ʻia ke kino magnet a me ka clampbar mai ka mea ferromagnetic (magnetisable).ʻO ke kila ka mea ferromagnetic haʻahaʻa loa a ʻo ia ke koho maopopo.Eia nō naʻe, aia nā kila kūikawā like ʻole i hiki ke noʻonoʻo ʻia.
1) Silicon Steel : Ke kila resistivity kiʻekiʻe i loaʻa maʻamau i nā laminations lahilahi a hoʻohana ʻia i nā transformers AC, AC magnets, relays etc. ʻAʻole pono kāna mau waiwai no ka Magnabend he DC magnet.
2) ʻO ka hao palupalu: E hōʻike ana kēia mea i ke koena magnetism haʻahaʻa i maikaʻi no ka mīkini Magnabend akā palupalu ke kino, ʻo ia hoʻi, e maʻalahi ka niho a me ka pōʻino;ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻoponopono ʻana i ka pilikia magnetism koena i kekahi ala ʻē aʻe.
3) Ka hao: ʻAʻole maʻalahi ka magnetised e like me ke kila ʻōwili akā hiki ke noʻonoʻo ʻia.
4) Ke kila kila ʻano 416 : ʻAʻole hiki ke hoʻopaneʻe ʻia e like me ka ikaika e like me ke kila a ʻoi aku ka nui o ke kumukūʻai (akā hiki ke hoʻohana ʻia no ka uhi uhi pale ʻeleʻele ma ke kino magnet).
5) Kūleʻa Kūleʻa ʻAno 316 : ʻO kēia ka mea hoʻokalakupua non-magnetic o ke kila a no laila ʻaʻole kūpono loa (koe wale nō ma 4 ma luna).
6) Medium Carbon Steel, type K1045 : He kūpono kēia mea no ke kūkulu ʻana i ka magnet, (a me nā ʻāpana ʻē aʻe o ka mīkini).He paʻakikī loa ia i ke kūlana i hoʻolako ʻia a maikaʻi nō hoʻi nā mīkini.
7) Medium Carbon Steel type CS1020 : ʻAʻole paʻakikī kēia kila e like me K1045 akā ʻoi aku ka maʻalahi o ka loaʻa ʻana a no laila ʻo ia ke koho kūpono loa no ke kūkulu ʻana i ka mīkini Magnabend.
E hoʻomaopopo i nā waiwai nui e pono ai:
Kiʻekiʻe saturation magnetization.(ʻO ka hapa nui o nā mea kila kila ma kahi o 2 Tesla),
Loaʻa i nā nui ʻāpana kūpono,
Ke kū'ē i ka pōʻino kūpono,
Machinability, a
Kumukuai kupono.
Ua kūpono ke kila kalapona maʻamau i kēia mau koi a pau.Hiki ke hoʻohana ʻia ke kila kalapona haʻahaʻa akā ʻaʻole ia e pale aku i ka pōʻino.Aia kekahi mau ʻāpana kūikawā ʻē aʻe, e like me ka supermendur, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka saturation magnetization akā ʻaʻole lākou e noʻonoʻo ʻia no ko lākou kumukūʻai kiʻekiʻe loa i hoʻohālikelike ʻia me ke kila.
Ke hōʻike nei naʻe ke kila kalapona ʻokoʻa i kekahi koena magnetism i lawa e lilo i mea hoʻopilikia.(E nana i ka pauku ma ke koena magnetism).
Ka Coil
ʻO ka coil ka mea e hoʻokele ai i ka flux magnetising ma o ka electromagnet.ʻO kona ikaika magnetising wale nō ka huahana o ka helu o nā huli (N) a me ke au o ka coil (I).Penei:
N = ka helu o nā huli
I = ke au i ka wiliwili.
ʻO ka hiʻohiʻona o "N" ma ke ʻano o luna e alakaʻi i kahi kuhi hewa.
Manaʻo nui ʻia ʻo ka hoʻonui ʻana i ka helu o nā huli e hoʻonui i ka ikaika magnetising akā ma ka maʻamau ʻaʻole hiki kēia no ka mea e hoʻemi ana nā huli hou i ke au, I.
E noʻonoʻo i kahi wili i hoʻolako ʻia me ka volta DC paʻa.Inā pāpālua ʻia ka helu o nā huli a laila e pāpālua ʻia ke kūʻē ʻana o nā wiliwili (i loko o kahi wili lōʻihi) a pēlā e hoʻokaʻawale ʻia ke au.ʻAʻohe piʻi o ka NI .
ʻO ka mea e hoʻoholo ai i ka NI ʻo ke kūʻē i kēlā me kēia huli.No laila e hoʻonui ai i ka NI i ka mānoanoa o ka uea e hoʻonui ʻia.ʻO ke kumukūʻai o nā huli hou ʻo ia ka mea e hōʻemi ai i kēia manawa a no laila ka hoʻohemo ʻana o ka mana i ka coil.
Pono ka mea hoʻolālā e hoʻomanaʻo ʻo ke ana uea ka mea e hoʻoholo maoli ai i ka ikaika magnetising o ka coil.ʻO kēia ka mea koʻikoʻi nui o ka hoʻolālā coil.
Ua kapa pinepine ʻia ka huahana NI ma ke ʻano he "huli ampere" o ka coil.
Ehia mau Ampere Huli e pono ai?
Hōʻike ke kila i kahi magnetization saturation ma kahi o 2 Tesla a hoʻonoho kēia i kahi palena kumu i ka nui o ka ikaika clamping e loaʻa.
Mai ka pakuhi i luna aʻe, ʻike mākou i ka ikaika o ke kahua e pono ai ke kiʻi i ka puʻupuʻu flux o 2 Tesla ma kahi o 20,000 ampere-huli i kēlā me kēia mika.
I kēia manawa, no ka hoʻolālā Magnabend maʻamau, ʻo ka lōʻihi o ka flux ala i ke kila ma kahi o 1/5th o ka mika a no laila e koi ʻia (20,000/5) AT e hana i ka saturation, ʻo ia hoʻi ma kahi o 4,000 AT.
He mea maikaʻi ka loaʻa ʻana o nā huli ampere he nui aʻe ma mua o kēia i hiki ke mālama ʻia ka magnetization saturation ʻoiai ke hoʻokomo ʻia nā āpau non-magnetic (ʻo ia hoʻi nā mea hana non-ferrous) i loko o ke kaapuni magnetic.Eia nō naʻe, hiki ke loaʻa i nā huli ampere keu ma ke kumu kūʻai nui i ka hoʻopau mana a i ʻole ke kumu kūʻai o ke uea keleawe, a i ʻole nā mea ʻelua.No laila, pono ke kuʻikahi.
Loaʻa i nā hoʻolālā Magnabend maʻamau he coil e hana ana i nā huli 3,800 ampere.
E hoʻomaopopo ʻaʻole pili kēia helu i ka lōʻihi o ka mīkini.Inā hoʻohana ʻia ka hoʻolālā magnetic like ma luna o ke ʻano o ka lōʻihi o ka mīkini a laila ʻōlelo ʻo ia e liʻiliʻi ka liʻiliʻi o nā mīkini lōʻihi o ka uea mānoanoa.E kahakiʻi lākou i ka huina o kēia manawa akā e loaʻa ka huahana like o nā amps x huli a loaʻa iā ia ka ikaika hoʻopaʻa like (a me ka hoʻoheheʻe mana like) i kēlā me kēia ʻāpana o ka lōʻihi.
Kaapuni Dute
ʻO ka manaʻo o ka pōʻai hana he mea koʻikoʻi loa ia o ka hoʻolālā ʻana o ka electromagnet.Inā hāʻawi ka hoʻolālā i nā pōʻai hana ʻoi aku ma mua o ka mea e pono ai a laila ʻaʻole ia ka mea kūpono.ʻO ka pōʻaiapuni hana ʻoi aku ka manaʻo e makemake ʻia nā uea keleawe hou aʻe (me ke kumu kūʻai kiʻekiʻe) a/a i ʻole e emi ana ka ikaika pipili.
'Ōlelo Aʻo: E emi ana ka mana hoʻoheheʻe ʻana o ka mana kiʻekiʻe, ʻo ia hoʻi, e hoʻohana ʻia ka ikehu liʻiliʻi a no laila ʻoi aku ka maʻalahi o ka hana.Eia nō naʻe, no ka mea ON ka magnet no nā manawa pōkole a laila ʻike pinepine ʻia ke kumukūʻai o ka ikehu o ka hana ʻana he mea liʻiliʻi loa.No laila ʻo ka hoʻolālā hoʻolālā e loaʻa i ka nui o ka mana dissipation e like me ka hiki iā ʻoe ke haʻalele me ke ʻano o ka wela ʻole o nā wili o ka coil.(He mea maʻamau kēia ala i ka hapa nui o nā hoʻolālā electromagnet).
Hoʻolālā ʻia ka Magnabend no kahi pōʻai hana nominal ma kahi o 25%.
ʻO ka maʻamau he 2 a i ʻole 3 kekona wale nō e hana i ka piko.A laila e pio ka magnet no 8 a 10 kekona hou aʻe ke hoʻonohonoho hou ʻia ka mea hana a hoʻopaʻa ʻia no ka piʻo aʻe.Inā ʻoi aku ka 25% o ka pōʻai hana, a laila e wela loa ka magnet a hele ka wela wela.ʻAʻole e pōʻino ka magnet akā pono e ʻae ʻia e hoʻomaha no kahi o 30 mau minuke ma mua o ka hoʻohana hou ʻana.
Ua hōʻike ʻia ka ʻike hana me nā mīkini ma ke kula ua lawa ka 25% o ka pōʻai hana no nā mea hoʻohana maʻamau.ʻOiaʻiʻo, ua noi aku kekahi mau mea hoʻohana i nā mana mana kiʻekiʻe o ka mīkini i ʻoi aku ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma ka uku o ke kaʻina hana.
ʻĀpana Keʻa ʻĀpana
ʻO ka ʻāpana ʻāpana keʻa i loaʻa no ka wili e hoʻoholo i ka nui o ka uea keleawe i hiki ke hoʻokomo ʻia.ʻO ka hāʻawi ʻana i kahi ākea hou aʻe no ka coil e hoʻonui i ka nui o ka magnet a hopena i kahi lōʻihi o ka lōʻihi o ke ala hele i loko o ke kila (e hōʻemi ana i ka huina holoʻokoʻa).
ʻO ka hoʻopaʻapaʻa like e hōʻike ana i kēlā me kēia wahi coil i hāʻawi ʻia i ka hoʻolālā e hoʻopiha mau ʻia me ka uea keleawe.Inā ʻaʻole i piha, ʻoi aku ka maikaʻi o ka geometry magnet.
ʻO ka ikaika hoʻopili ʻo Magnabend:
Loaʻa ka pakuhi ma lalo ma nā ana hoʻokolohua, akā ʻae maikaʻi ia me nā helu kumu.
Hiki ke helu makemakika ka ikaika pipili mai keia kumu:
F = ikaika ma Newtons
B = mānoanoa flux mānoanoa ma Teslas
A = ka ʻāpana o nā pou ma ka m2
µ0 = mau mākia permeability mau, (4π x 10-7)
No ka laʻana, e helu mākou i ka ikaika hoʻopaʻa no ka puʻupuʻu flux o 2 Tesla:
No laila F = ½ (2)2 A/µ0
No ka ikaika ma kahi ʻāpana (kaomi) hiki iā mākou ke hoʻokuʻu i ka "A" ma ke ʻano.
No laila ʻO ke kaomi = 2/µ0 = 2/(4π x 10-7) N/m2.
Hele mai kēia i ka 1,590,000 N/m2.
No ka hoʻololi ʻana i kēia i ka ikaika kilokani hiki ke puʻunaue ʻia me ka g (9.81).
Penei: Pumi = 162,080 kg/m2 = 16.2 kg/cm2.
Ua ʻae maikaʻi kēia me ka ikaika i ana ʻia no kahi āpau ʻole i hōʻike ʻia ma ka pakuhi ma luna.
Hiki ke hoʻololi maʻalahi kēia kiʻi i ka ikaika pipili piha no ka mīkini i hāʻawi ʻia ma o ka hoʻonui ʻana iā ia me ka ʻāpana pole o ka mīkini.No ke kŘkohu 1250E ka ʻāpana pole he 125(1.4+3.0+1.5) =735 cm2.
No laila, ʻo ka huina, zero-gap, ikaika (735 x 16.2) = 11,900 kg a i ʻole 11.9 tone;ma kahi o 9.5 tons no ka mika o ka lōʻihi magnet.
Pili pololei ka puʻuwai a me ke kaomi ʻana a hōʻike ʻia ma lalo nei.
ʻO ka ikaika hoʻopaʻa paʻa:
I ka hoʻomaʻamaʻa, ʻike ʻia kēia ikaika clamping kiʻekiʻe i ka wā ʻaʻole pono (!), ʻo ia ke kulou ʻana i nā mea hana kila lahilahi.Ke kulou i ka non-ferrous workpieces e emi ka ikaika e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ka pakuhi ma luna, a (ʻo ka mea liʻiliʻi liʻiliʻi), ʻoi aku hoʻi ia i ka wā e kulou ana i nā workpieces kila mānoanoa.ʻO kēia no ka mea ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka ikaika pipili e pono ai e hana i kahi piko ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka mea e pono ai no ka piʻo radius.No laila, ʻo ka mea e hana ʻia, ʻoiai e hele ana ka piʻo e hoʻokiʻekiʻe iki ka ʻaoʻao mua o ka clampbar a hiki i ka mea hana ke hana i radius.
ʻO ka liʻiliʻi liʻiliʻi o ka ea i hoʻokumu ʻia ke kumu o ka nalowale iki o ka ikaika pipili akā ua hāʻule ʻoi aku ka ikaika e pono ai e hana i ka radius piʻo ma mua o ka ikaika pipili.No laila ka hopena paʻa a ʻaʻole hoʻokuʻu ka clampbar.
ʻO ka mea i hōʻike ʻia ma luna nei, ʻo ia ke ʻano o ke kulou ʻana ke kokoke ka mīkini i kona palena mānoanoa.Inā ho'āʻo ʻia kahi mea hana ʻoi aku ka mānoanoa a laila e haʻalele ka clampbar.
Hōʻike ʻia kēia kiʻi, inā e hoʻomāliʻi liʻiliʻi ka lihi o ka ihu o ka puʻupuʻu, ma mua o ka ʻoi, a laila e hoʻemi ʻia ka ʻāpana ea no ka piʻo mānoanoa.
ʻOiaʻiʻo kēia ka hihia a loaʻa i kahi Magnabend i hana pono ʻia he clampbar me kahi kihi radiused.(He ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka ʻaoʻao radiused i ka pōʻino ulia i hoʻohālikelike ʻia me ka ʻoi ʻoi).
ʻO ke ʻano marginal o ka hāʻule ʻole ʻana:
Inā ho'āʻo ʻia ka piʻo ma luna o kahi mea hana mānoanoa loa a laila ʻaʻole hiki i ka mīkini ke hoʻopōloli iā ia no ka mea e hoʻokuʻu wale ʻia ka ʻili.(Pōmaikaʻi ʻaʻole hiki kēia ma ke ʻano koʻikoʻi; hoʻokuʻu mālie ka clampbar).
Eia nō naʻe, inā ʻoi aku ka nui o ka piʻo ʻana ma mua o ka hiki ke piʻo o ka magnet, ʻo ka mea maʻamau e hoʻomau ka piʻo e ʻōlelo ma kahi o 60 degere a laila e hoʻomaka ka clampbar e pahe i hope.Ma kēia ʻano o ka hāʻule ʻole hiki i ka magnet ke pale wale i ka haʻahaʻa piʻo ʻole ma o ka hoʻokumu ʻana i ka friction ma waena o ka mea hana a me ka moena o ka magnet.
ʻAʻole nui loa ka ʻokoʻa mānoanoa ma waena o kahi hāʻule ma muli o ka hāpai ʻana a me ka hāʻule ʻole ma muli o ka hoʻoheheʻe ʻana.
ʻO ka hiki ʻole o ka haʻalele ʻana ma muli o ka mea hana e hoʻonui ai i ka ʻaoʻao mua o ka clampbar i luna.ʻO ka ikaika hoʻopaʻa ma ka ʻaoʻao mua o ka clampbar ka mea nui e kūʻē i kēia.ʻAʻole liʻiliʻi ka hopena o ka paʻi ʻana ma ka ʻaoʻao hope no ka mea kokoke i kahi e pivoted ai ka clampbar.ʻO ka ʻoiaʻiʻo, ʻo ka hapalua wale nō ia o ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana e kūʻē i ka hāpai ʻana.
Ma kekahi ʻaoʻao e pale ʻia ka hoʻoheheʻe ʻana e ka ikaika o ka hoʻopili ʻana akā ma o ka friction wale nō no laila e hilinaʻi ke kūpaʻa maoli i ka coefficient o ka friction ma waena o ka mea hana a me ka ʻili o ka magnet.
No ke kila maʻemaʻe a maloʻo, hiki ke kiʻekiʻe o ka friction coefficient e like me 0.8 akā inā loaʻa ka lubrication a laila hiki ke emi me ka 0.2.ʻO ka mea maʻamau, aia ma kahi ma waena o ke ʻano maʻamau o ke ʻano o ka piʻo ʻana ma muli o ka paheʻe ʻana, akā ʻo ka hoʻāʻo e hoʻonui i ka friction ma ka ʻili o ka magnet ua ʻike ʻia ʻaʻole kūpono.
Kaha mānoanoa:
No ka E-type magnet kino 98mm ākea a me 48mm hohonu a me ka 3,800 ampere-turn coil, ʻo ka piha piha o ka piʻo ʻana he 1.6mm.Pili kēia mānoanoa i nā ʻāpana kila a me ka pepa alumini.E emi ana ka pa'i 'ana ma ka pepa alumini akā pono ia i ka li'ili'i o ka torque e kulou ai no laila e ho'opa'i 'ia ma ke 'ano e hā'awi ai i ka mana ana like no nā 'ano metala 'elua.
Pono e loaʻa kekahi mau hōʻailona ma ka hiki ke kulou i ʻōlelo ʻia: ʻO ka mea nui ʻo ia ka hiki ke ʻokoʻa ka ikaika o ka hoʻoulu ʻana o ka metala.Hoʻopili ka mana 1.6mm i ke kila me ke koʻikoʻi hua a hiki i ka 250 MPa a me ka alumini me kahi koʻikoʻi hua a hiki i 140 MPa.
ʻO ka mānoanoa o ke kila kila ma kahi o 1.0mm.ʻOi aku ka liʻiliʻi o kēia mana ma mua o ka hapa nui o nā metala ʻē aʻe no ka mea maʻamau ʻaʻole magnetik ke kila kuhili ʻole a he koʻikoʻi kiʻekiʻe ka hopena.
ʻO kekahi kumu ʻo ka mahana o ka magnet.Inā ʻae ʻia e wela ka magnet a laila e ʻoi aku ke kiʻekiʻe o ke kūʻē ʻana o ka pōʻai a ʻo ia hoʻi ka mea e huki ai i ke au me ka huli ʻana o ka ampere a me ka ikaika pipili haʻahaʻa.(He haʻahaʻa loa kēia hopena a ʻaʻole paha e hoʻokō ka mīkini i kāna mau kikoʻī).
ʻO ka hope, hiki ke hana ʻia ka mānoanoa nui o Magnabends inā i hoʻonui ʻia ka ʻāpana keʻa magnet.