मूलभूत डिझाइन विचार

बेसिक मॅग्नेट डिझाइन
मॅग्नाबेंड मशीन मर्यादित ड्यूटी सायकलसह शक्तिशाली DC चुंबक म्हणून डिझाइन केले आहे.
मशीनमध्ये 3 मूलभूत भाग असतात:-

मॅग्नेट बॉडी जे मशीनचा आधार बनते आणि त्यात इलेक्ट्रो-मॅग्नेट कॉइल असते.

क्लॅम्प बार जो चुंबक बेसच्या ध्रुवांमधील चुंबकीय प्रवाहासाठी मार्ग प्रदान करतो आणि त्याद्वारे शीटमेटल वर्कपीसला पकडतो.

बेंडिंग बीम जो मॅग्नेट बॉडीच्या पुढच्या काठावर फिरवला जातो आणि वर्कपीसवर बेंडिंग फोर्स लागू करण्यासाठी एक साधन प्रदान करतो.

3-डी मॉडेल:
खाली U-प्रकार चुंबकात भागांची मूलभूत व्यवस्था दर्शविणारे 3-D रेखाचित्र आहे:

कार्यकालचक्र

इलेक्ट्रोमॅग्नेटच्या डिझाइनमध्ये कर्तव्य चक्राची संकल्पना ही एक अतिशय महत्त्वाची बाब आहे.जर डिझाइन आवश्यकतेपेक्षा अधिक कर्तव्य चक्र प्रदान करते तर ते इष्टतम नाही.अधिक ड्यूटी सायकलचा मूळ अर्थ असा आहे की अधिक तांब्याच्या तारांची आवश्यकता असेल (परिणामी जास्त किंमतीसह) आणि/किंवा कमी क्लॅम्पिंग फोर्स उपलब्ध असेल.

टीप: उच्च कर्तव्य चक्र चुंबकामध्ये कमी उर्जा अपव्यय होईल याचा अर्थ तो कमी ऊर्जा वापरेल आणि त्यामुळे ऑपरेट करणे स्वस्त होईल.तथापि, चुंबक फक्त थोड्या काळासाठी चालू असल्यामुळे ऑपरेशनची ऊर्जा खर्च सामान्यतः फारच कमी महत्त्वाचा मानला जातो.अशा प्रकारे, कॉइलच्या विंडिंग्सला जास्त गरम न करण्याच्या दृष्टीने आपण जितके कमी करू शकता तितके पॉवर अपव्यय करणे हा डिझाइनचा दृष्टीकोन आहे.(हा दृष्टीकोन बहुतेक इलेक्ट्रोमॅग्नेट डिझाइनसाठी सामान्य आहे).

मॅग्नाबेंड सुमारे 25% च्या नाममात्र शुल्क चक्रासाठी डिझाइन केले आहे.

सामान्यत: वाकण्यासाठी फक्त 2 किंवा 3 सेकंद लागतात.त्यानंतर वर्कपीस पुनर्स्थित आणि संरेखित करून पुढील बेंडसाठी तयार असताना चुंबक आणखी 8 ते 10 सेकंदांसाठी बंद होईल.जर 25% ड्युटी सायकल ओलांडली गेली तर शेवटी चुंबक खूप गरम होईल आणि थर्मल ओव्हरलोड ट्रिप होईल.चुंबकाचे नुकसान होणार नाही परंतु पुन्हा वापरण्यापूर्वी त्याला सुमारे 30 मिनिटे थंड होऊ द्यावे लागेल.

फील्डमधील मशीन्सच्या ऑपरेशनल अनुभवावरून असे दिसून आले आहे की 25% ड्युटी सायकल सामान्य वापरकर्त्यांसाठी पुरेशी आहे.खरं तर काही वापरकर्त्यांनी मशीनच्या पर्यायी उच्च पॉवर आवृत्त्यांची विनंती केली आहे ज्यात कमी ड्युटी सायकलच्या खर्चावर अधिक क्लॅम्पिंग फोर्स आहे.

मॅग्नाबेंड क्लॅम्पिंग फोर्स:

व्यावहारिक क्लॅम्पिंग फोर्स:

व्यवहारात हे उच्च क्लॅम्पिंग फोर्स तेव्हाच लक्षात येते जेव्हा त्याची गरज नसते(!), म्हणजे पातळ स्टील वर्कपीस वाकवताना.नॉन-फेरस वर्कपीस वाकवताना वरील आलेखामध्ये दर्शविल्याप्रमाणे बल कमी असेल आणि (थोडे उत्सुकतेने), जाड स्टीलच्या वर्कपीस वाकवताना ते देखील कमी असेल.याचे कारण असे की तीक्ष्ण बेंड बनवण्यासाठी लागणारे क्लॅम्पिंग फोर्स हे त्रिज्या बेंडच्या आवश्यकतेपेक्षा खूप जास्त असते.तर असे होते की जसे वाकणे पुढे जाते क्लॅम्पबारची पुढची धार थोडीशी वर जाते त्यामुळे वर्कपीसला त्रिज्या तयार होऊ देते.

तयार झालेल्या लहान वायु-अंतरामुळे क्लॅम्पिंग फोर्सची थोडीशी हानी होते परंतु त्रिज्या बेंड तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेले बल चुंबकाच्या क्लॅम्पिंग फोर्सपेक्षा अधिक वेगाने कमी झाले आहे.अशा प्रकारे एक स्थिर परिस्थिती परिणाम देते आणि क्लॅम्पबार जाऊ देत नाही.

जेव्हा मशीन त्याच्या जाडीच्या मर्यादेजवळ असते तेव्हा वाकण्याची पद्धत वर वर्णन केलेली आहे.जर आणखी जाड वर्कपीस वापरण्याचा प्रयत्न केला तर नक्कीच क्लॅम्पबार बंद होईल.

हे आकृती सूचित करते की जर क्लॅम्पबारची नाकाची धार तीक्ष्ण ऐवजी थोडीशी त्रिज्या केली असेल तर जाड वाकण्यासाठी हवेतील अंतर कमी होईल.

खरंच हीच परिस्थिती आहे आणि योग्य प्रकारे बनवलेल्या मॅग्नाबेंडमध्ये त्रिज्या असलेल्या काठासह क्लॅम्पबार असेल.(तीक्ष्ण काठाच्या तुलनेत त्रिज्ययुक्त किनार अपघाती नुकसान होण्याची शक्यता कमी असते).

बेंड फेल्युअरची सीमांत मोड:

जर खूप जाड वर्कपीसवर वाकण्याचा प्रयत्न केला असेल तर मशीन ते वाकण्यास अयशस्वी होईल कारण क्लॅम्पबार सहजपणे उचलेल.(सुदैवाने हे नाट्यमय पद्धतीने घडत नाही; क्लॅम्पबार शांतपणे जाऊ देतो).

तथापि, जर झुकणारा भार चुंबकाच्या झुकण्याच्या क्षमतेपेक्षा थोडा जास्त असेल तर साधारणपणे असे होते की बेंड सुमारे 60 अंश सांगेल आणि नंतर क्लॅम्पबार मागे सरकण्यास सुरवात करेल.अयशस्वी होण्याच्या या मोडमध्ये चुंबक केवळ वर्कपीस आणि चुंबकाच्या पलंगात घर्षण निर्माण करून अप्रत्यक्षपणे वाकलेल्या लोडचा प्रतिकार करू शकतो.

लिफ्ट-ऑफमुळे होणारे बिघाड आणि सरकण्यामुळे होणारे अपयश यांच्यातील जाडीतील फरक सामान्यतः फारसा नसतो.
क्लॅम्पबारच्या पुढच्या काठाला वरच्या दिशेने वर्कपीस लीव्हर केल्यामुळे लिफ्ट-ऑफ अयशस्वी होते.क्लॅम्पबारच्या पुढच्या काठावर असलेली क्लॅम्पिंग फोर्स ही मुख्यतः याचा प्रतिकार करते.मागील काठावर क्लॅम्पिंगचा फारसा परिणाम होत नाही कारण क्लॅम्पबार जिथे पिव्होट केला जात आहे त्याच्या जवळ आहे.वस्तुतः हे एकूण क्लॅम्पिंग फोर्सपैकी फक्त अर्धे आहे जे लिफ्ट-ऑफला प्रतिकार करते.

दुसरीकडे सरकता एकूण क्लॅम्पिंग फोर्सद्वारे प्रतिकार केला जातो परंतु केवळ घर्षणाद्वारे त्यामुळे वास्तविक प्रतिकार वर्कपीस आणि चुंबकाच्या पृष्ठभागाच्या घर्षणाच्या गुणांकावर अवलंबून असतो.

स्वच्छ आणि कोरड्या स्टीलसाठी घर्षण गुणांक 0.8 इतका जास्त असू शकतो परंतु जर स्नेहन असेल तर ते 0.2 इतके कमी असू शकते.सामान्यत: ते मध्यभागी कुठेतरी असेल की बेंड फेल्युअरचा किरकोळ मोड सहसा सरकण्यामुळे होतो, परंतु चुंबकाच्या पृष्ठभागावर घर्षण वाढवण्याचे प्रयत्न फायदेशीर नसल्याचे आढळले आहे.

जाडी क्षमता:

ई-टाइप मॅग्नेट बॉडीसाठी 98 मिमी रुंद आणि 48 मिमी खोल आणि 3,800 अँपिअर-टर्न कॉइलसह, पूर्ण लांबीची वाकण्याची क्षमता 1.6 मिमी आहे.ही जाडी स्टील शीट आणि अॅल्युमिनियम शीट दोन्हीवर लागू होते.अॅल्युमिनियम शीटवर कमी क्लॅम्पिंग असेल परंतु ते वाकण्यासाठी कमी टॉर्क आवश्यक आहे, त्यामुळे दोन्ही प्रकारच्या धातूसाठी समान गेज क्षमता मिळेल अशा प्रकारे भरपाई मिळते.

नमूद केलेल्या वाकण्याच्या क्षमतेवर काही सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे: मुख्य म्हणजे शीट मेटलची उत्पन्न शक्ती मोठ्या प्रमाणात बदलू शकते.1.6 मिमी क्षमता 250 MPa पर्यंत उत्पादन ताण असलेल्या स्टीलवर आणि 140 MPa पर्यंत उत्पन्न ताण असलेल्या अॅल्युमिनियमवर लागू होते.

स्टेनलेस स्टीलची जाडी क्षमता सुमारे 1.0 मिमी आहे.ही क्षमता इतर धातूंच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या कमी आहे कारण स्टेनलेस स्टील हे सहसा चुंबकीय नसलेले असते आणि तरीही त्यावर वाजवी उच्च उत्पन्नाचा ताण असतो.

दुसरा घटक म्हणजे चुंबकाचे तापमान.जर चुंबकाला गरम होऊ दिले असेल तर कॉइलचा प्रतिकार जास्त असेल आणि यामुळे कमी अँपिअर-वळण आणि कमी क्लॅम्पिंग फोर्ससह कमी विद्युत प्रवाह काढला जाईल.(हा प्रभाव सामान्यत: मध्यम असतो आणि यंत्राच्या वैशिष्ट्यांची पूर्तता न करण्याची शक्यता असते).

शेवटी, चुंबक क्रॉस सेक्शन मोठा केल्यास जाड क्षमतेचे मॅग्नाबेंड्स बनवता येतील.