Grunn segulhönnun
Magnabend vélin er hönnuð sem öflugur DC segull með takmarkaða vinnulotu.
Vélin samanstendur af 3 grunnhlutum: -
Segulhlutinn sem myndar undirstöðu vélarinnar og inniheldur rafsegulspóluna.
Klemmustöngin sem veitir leið fyrir segulflæði á milli skauta segulbotnsins og klemmir þar með plötuvinnustykkið.
Beygjugeislinn sem er snúinn að frambrún segulhlutans og veitir leið til að beita beygjukrafti á vinnustykkið.
3D líkan:
Hér að neðan er 3D teikning sem sýnir grunnfyrirkomulag hluta í U-gerð seguls:
Skyldahringur
Hugmyndin um vinnuferil er mjög mikilvægur þáttur í hönnun rafsegulsins.Ef hönnunin gerir ráð fyrir meiri vinnulotu en þörf er á þá er hún ekki ákjósanleg.Meiri vinnulota þýðir í eðli sínu að þörf er á meiri koparvír (með tilheyrandi hærri kostnaði) og/eða það verður minni klemmukraftur tiltækur.
Athugið: Hærri vinnulotu segull mun hafa minni orkudreifingu sem þýðir að hann mun nota minni orku og þar með ódýrari í notkun.Hins vegar, vegna þess að segullinn er ON í stuttan tíma, er orkukostnaður við rekstur venjulega talinn hafa mjög litla þýðingu.Þannig er hönnunaraðferðin sú að hafa eins mikla orkudreifingu og þú kemst upp með hvað varðar að ofhitna ekki vafningar spólunnar.(Þessi nálgun er algeng í flestum rafsegulhönnun).
Magnabend er hannaður fyrir um það bil 25% nafnvinnulotu.
Venjulega tekur það aðeins 2 eða 3 sekúndur að beygja.Segullinn verður síðan slökktur í 8 til 10 sekúndur til viðbótar á meðan vinnustykkið er endurstaðsett og stillt tilbúið fyrir næstu beygju.Ef farið er yfir 25% vinnulotuna verður segullinn að lokum of heitur og hitauppstreymi leysist út.Segullinn skemmist ekki en hann þarf að kólna í um 30 mínútur áður en hann er notaður aftur.
Starfsreynsla með vélum á þessu sviði hefur sýnt að 25% vinnulotan er alveg fullnægjandi fyrir dæmigerða notendur.Reyndar hafa sumir notendur beðið um valfrjálsar aflútgáfur af vélinni sem hafa meiri klemmukraft á kostnað minni vinnulotu.
Magnabend klemmukraftur:
Hagnýtur klemmukraftur:
Í reynd er þessi mikli klemmukraftur aðeins að veruleika þegar hans er ekki þörf(!), það er að segja þegar þunn stálvinnustykki er beygt.Þegar beygð er járnlaus vinnustykki verður krafturinn minni eins og sýnt er á línuritinu hér að ofan, og (smá forvitnilegt) er hann líka minni þegar þykk stálvinnustykki er beygt.Þetta er vegna þess að klemmakrafturinn sem þarf til að gera skarpa beygju er mjög miklu meiri en þarf fyrir radíusbeygju.Svo það sem gerist er að þegar beygjan heldur áfram lyftist frambrún klemmunnar örlítið og gerir vinnustykkinu kleift að mynda radíus.
Litla loftgapið sem myndast veldur lítilsháttar tapi á klemmukrafti en krafturinn sem þarf til að mynda radíusbeygju hefur minnkað meira en segulklemmukrafturinn.Þannig leiðir af sér stöðugar aðstæður og klemman sleppir ekki takinu.
Það sem lýst er hér að ofan er hvernig beygja má þegar vélin er nálægt þykktarmörkum.Ef reynt er að nota enn þykkara vinnustykki þá lyftist klemman auðvitað af.
Þessi skýringarmynd bendir til þess að ef nefbrún klemmunnar væri með örlítið radíus, frekar en skarpt, þá myndi loftbilið fyrir þykka beygju minnka.
Reyndar er þetta raunin og rétt gerður Magnabend mun hafa klemma með röndóttri brún.(Radíusbrún er líka mun minna viðkvæm fyrir skemmdum af slysni samanborið við skarpa brún).
Jaðarhamur beygjubilunar:
Ef reynt er að beygja mjög þykkt vinnustykki mun vélin ekki beygja það vegna þess að klemman lyftist einfaldlega af.(Sem betur fer gerist þetta ekki á dramatískan hátt; klemman sleppir bara hljóðlega).
Hins vegar ef beygjuálagið er aðeins meira en beygjugeta segulsins, þá gerist almennt það að beygjan mun halda áfram að segja um 60 gráður og þá byrjar klemman að renna aftur á bak.Í þessum bilunarham getur segullinn aðeins staðist beygjuálagið óbeint með því að skapa núning á milli vinnustykkisins og segulsins.
Þykktarmunurinn á bilun vegna lyftingar og bilunar vegna renna er almennt ekki mikill.
Bilun í lyftingu stafar af því að vinnustykkið þrýstir frambrún klemmunnar upp á við.Klemmukrafturinn á frambrún klemmunnar er aðallega það sem þolir þetta.Klemning við afturkantinn hefur lítil áhrif þar sem hún er nálægt þeim stað sem klemmunni er snúið.Í raun er það aðeins helmingur af heildar klemmukraftinum sem þolir lyftingu.
Á hinn bóginn er renniþolinn mótspyrna af heildar klemmukraftinum en aðeins með núningi þannig að raunveruleg viðnám fer eftir núningsstuðlinum milli vinnustykkisins og yfirborðs segulsins.
Fyrir hreint og þurrt stál getur núningsstuðullinn verið allt að 0,8 en ef smurning er til staðar gæti hann verið allt að 0,2.Venjulega mun það vera einhvers staðar á milli þannig að jaðarháttur beygjubilunar er venjulega vegna renna, en tilraunir til að auka núning á yfirborði segulsins hafa reynst ekki þess virði.
Þykktargeta:
Fyrir E-gerð segulhús sem er 98 mm á breidd og 48 mm á dýpt og með 3.800 amper snúningsspólu, er beygjugetan í fullri lengd 1,6 mm.Þessi þykkt á bæði við um stálplötu og álplötu.Það verður minni klemma á álplötunni en það þarf minna tog til að beygja hana svo þetta bætir upp á þann hátt að það gefur svipaða mæligetu fyrir báðar málmtegundirnar.
Það þarf að hafa nokkra fyrirvara á uppgefinni beygjugetu: Aðalatriðið er að flæðistyrkur málmplötunnar getur verið mjög mismunandi.1,6 mm rúmtakið á við um stál með flæðispennu allt að 250 MPa og á áli með flæðispennu allt að 140 MPa.
Þykktargetan í ryðfríu stáli er um 1,0 mm.Þessi afkastageta er umtalsvert minni en hjá flestum öðrum málmum vegna þess að ryðfrítt stál er venjulega ekki segulmagnað og hefur samt hæfilega háa flæðispennu.
Annar þáttur er hitastig segulsins.Ef segull hefur verið látinn heita þá verður viðnám spólunnar meiri og það aftur veldur því að hann dregur minni straum með tilheyrandi minni ampersnúningum og minni klemmukrafti.(Þessi áhrif eru yfirleitt frekar miðlungsmikil og ólíklegt er að vélin uppfylli ekki forskriftir hennar).
Að lokum var hægt að búa til þykkari Magnabends ef segulþversniðið væri gert stærri.
Birtingartími: 12. ágúst 2022