Электромагнитные грузозахватные устройства

Назначение

Электромагнитные грузозахватные устройства применяют для перегрузки ферромагнитных грузов — стальных частично чугунных изделий и материалов. Они представляют собой электромагниты с плоским якорем, характеризуются большой силой притяжения при малом ходе (малым зазором между якорем и замыкающим магнитный поток грузом) и имеют круглую или прямоугольную форму
Электромагнитные ГУ приспособлены для перегрузки грузов любой формы — стальных болванок и листов, чугунных чушек, скрапа, металлолома и др., в том числе и горячих грузов с предельной температурой до 500 0С. Вместе с тем от формы груза, его температуры зависит и грузоподъемность электромагнитного ГУ. Если при перегрузке стальных болванок и листов грузоподъемность ГУ принять за 1, то при перегрузке чугунных чушек и стального скрапа она составит 0,33. .0,06, а при перегрузке стальной стружки 0,013…0,02.
При температуре груза свыше 200°С магнитная проницаемость, а следовательно, и грузоподъемность ГУ значительно снижаются и при температуре 7200С последняя равна нулю.

Виды

Рис.5 Схема классификации электромагнитных грузозахватных устройств

Круглый подъемный электромагнит состоит из двух полюсов: наружного 1 и внутреннего 9, а также катушки 2 электромагнита с секциями 10, размещенной в герметичной оболочке в стальном корпусе 3. Корпус отлит из малоуглеродистой стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Сверху корпус закрыт металлической шайбой 4 с пробкой 5, а снизу — листом 11 из латуни, обладающей значительной магнитной проницаемостью. Ток к электромагниту подводят по гибкому кабелю, который подключают к зажимам 7 в коробке 6. На трех цепях 8 электромагнит подвешивают к рым-кольцу которое навешивают на крюк крана.

Рис.6 Круглый подъемный электромагнит

Рис.7 Круглый подъемный электромагнит. Фото.

Катушка электромагнита работает от постоянного тока напряжением 220В, для получения которого на грузоподъемном кране устанавливают специальный преобразователь переменного тока в постоянный.
Наиболее распространены электромагнитные ГУ круглой формы. При необходимости перегрузки грузов продольной формы можно применять прямоугольные электромагниты или, что чаше делается, траверсы с подвешенными к ним круглыми электромагнитными ГУ или прямоугольными ГУ /3/.

Рис.8 Траверсы с подвешенными к ним круглыми электромагнитными ГУ

Рис. 9 Траверсы с подвешенными к ним прямоугольными грузозахватными устройствами

Определение основных параметров

1.Притягивающее усилие плоского якоря

Где - вес поднимаемого груза, Н; - коэффициент запаса, который применительно к подъему листового металла или болванок принимать равным 1,1…1,15.

2.Притягивающая сила электромагнита определяется формулой Максвелла

Где ln- ампер-витков обмотки; s- площадь соприкосновения груза с полюсами электромагнита, м2; R_b- магнитное сопротивление воздушных участков пути магнитного потока, Ом; R_c- магнитное сопротивление металлических участков пути магнитного потока, Ом.

3.Воздушный зазор δ между грузом и полюсами электромагнита, учитывая невозможность обеспечения плотного контакта по всей поверхности указанных выше грузов, можно принимать равным 0,5…5 см. По принятым параметрам Р и δ определяют конструктивный фактор электромагнита

λ=

который должен быть выше 200

4.Магнитныю индукцию В в воздушном зазоре можно принимать по следующим данным

λ
В, Т	0,5	0,67	0,81	0,9	0,95	1,06	1,1	1,16	1,17	1,18	1,19	1,2	1,22

Материал элементов электромагнита должен обеспечивать получение принятого значения магнитной индукции.

Соотношение площадей внутреннего и наружного полюсов α=S_вн/S_н следует выбирать в пределах 0,65…0,8, причем большие значения относятся к электромагнитам меньших размеров.

5.Площадь внутреннего полюса

S_вн=2,6Р/[B²-(1+k² α)]

Где k=0.8…0.9 – коэффициент, учитывающий соотношение полезных проводимостей наружного и внутреннего полюсов (большие значения относятся к электромагнитам больших размеров); значения В следует подставлять в килогауссах.

6.Площадь наружного полюса

S_н=S_вн/ α

7.Диаметр внутреннего полюса

D_вн=1,13

8.Диаметр сердечника может колебаться в широких пределах. Обычно

D_серд=(0,6…0,9)D_вн

9.Число ампер-витков катушки электромагнита

Ln=1.5(ln)²l_cpρ/(Ak_зап)

Где l_ср-средняя длина витка катушки, см; ρ- удельное сопротивление меди обмоточного провода при t₀=15…20 C⁰; (ρ=1,75-10^-4 Ом*см²/м); А- площадь поперечного сечения обмоточного пространства, см²; k_зап=0,4…0,5- коэффициент заполнения обмоточного пространства.

Коэффициент 1,5=(1,05/0,85)² учитывает возможное отклонение (+5%-15%) напряжения Uот номинального значения.

При температуре t C⁰

ρ_t=ρ[1+0.0039(t-15)]

Высота Н (см) и ширина Е (см) обмоточного пространства- параметры конструктивные, не связанные между собой определенной зависимостью.

k_A=E/H=1.5…3

Допустимая мощность (кВт) катушки по условиям нагрева

N_нагр=сΘM*10^-3

Где с – коэффициент теплоотдачи с учетом оребрения корпуса электромагнита (с=0,0025 Вт/(см²*град)); Θ=t-t_c- допустимый перегрев катушки, С⁰ (здесь t – допустимая установившаяся температура нагрева катушки, определяемая классом ее изоляции; t_c- температура окружающей среды); для подъемных электромагнитов Θ_max=160C⁰ ; М- поверхность (см²) охлаждения катушки, которую можно ориентировочно определить как полную наружную поверхность электромагнита М=1,57D_нар (D_нар+2Н_п) (здесь Н_п- полная высота, см).