Diseño de imán básico
La máquina Magnabend está diseñada como un potente imán de CC con un ciclo de trabajo limitado.
La máquina consta de 3 partes básicas:-
El cuerpo del imán que forma la base de la máquina y contiene la bobina del electroimán.
La barra de sujeción que proporciona un camino para el flujo magnético entre los polos de la base del imán y, por lo tanto, sujeta la pieza de trabajo de chapa.
La viga de flexión que gira hacia el borde frontal del cuerpo del imán y proporciona un medio para aplicar fuerza de flexión a la pieza de trabajo.
modelo 3d:
A continuación se muestra un dibujo en 3D que muestra la disposición básica de las piezas en un imán tipo U:
Ciclo de trabajo
El concepto de ciclo de trabajo es un aspecto muy importante del diseño del electroimán.Si el diseño proporciona más ciclo de trabajo del necesario, entonces no es óptimo.Más ciclo de trabajo significa inherentemente que se necesitará más cable de cobre (con el consiguiente mayor costo) y/o habrá menos fuerza de sujeción disponible.
Nota: Un imán de ciclo de trabajo más alto tendrá una menor disipación de energía, lo que significa que utilizará menos energía y, por lo tanto, será más económico de operar.Sin embargo, debido a que el imán está ENCENDIDO solo por períodos breves, el costo de energía de operación generalmente se considera de muy poca importancia.Por lo tanto, el enfoque de diseño es tener la mayor disipación de energía posible en términos de no sobrecalentar los devanados de la bobina.(Este enfoque es común a la mayoría de los diseños de electroimanes).
El Magnabend está diseñado para un ciclo de trabajo nominal de alrededor del 25%.
Por lo general, toma solo 2 o 3 segundos hacer una curva.Luego, el imán se apagará durante otros 8 a 10 segundos mientras la pieza de trabajo se vuelve a colocar y se alinea, lista para el siguiente pliegue.Si se excede el ciclo de trabajo del 25%, eventualmente el imán se calentará demasiado y se disparará una sobrecarga térmica.El imán no se dañará, pero deberá dejarse enfriar durante unos 30 minutos antes de volver a utilizarlo.
La experiencia operativa con máquinas en el campo ha demostrado que el ciclo de trabajo del 25 % es bastante adecuado para los usuarios típicos.De hecho, algunos usuarios han solicitado versiones opcionales de alta potencia de la máquina que tienen más fuerza de sujeción a expensas de un ciclo de trabajo menor.
Fuerza de sujeción Magnabend:
Fuerza de sujeción práctica:
En la práctica, esta alta fuerza de sujeción solo se realiza cuando no se necesita (!), es decir, cuando se doblan piezas de trabajo de acero delgadas.Cuando se doblan piezas de trabajo no ferrosas, la fuerza será menor, como se muestra en el gráfico anterior, y (curiosamente), también es menor cuando se doblan piezas de acero gruesas.Esto se debe a que la fuerza de sujeción necesaria para hacer una curva pronunciada es mucho mayor que la necesaria para una curva de radio.Entonces, lo que sucede es que a medida que avanza la curva, el borde frontal de la barra de sujeción se levanta ligeramente, lo que permite que la pieza de trabajo forme un radio.
El pequeño entrehierro que se forma provoca una ligera pérdida de la fuerza de sujeción, pero la fuerza necesaria para formar el radio de curvatura ha caído más bruscamente que la fuerza de sujeción del imán.De este modo se obtiene una situación estable y la barra de sujeción no se suelta.
Lo que se describe arriba es el modo de doblar cuando la máquina está cerca de su límite de espesor.Si se prueba con una pieza de trabajo aún más gruesa, por supuesto que la barra de sujeción se levantará.
Este diagrama sugiere que si el borde de la punta de la barra de sujeción se redondeara un poco, en lugar de afilarlo, entonces se reduciría el espacio de aire para la flexión gruesa.
De hecho, este es el caso y un Magnabend correctamente fabricado tendrá una barra de sujeción con un borde redondeado.(Un borde redondeado también es mucho menos propenso a daños accidentales en comparación con un borde afilado).
Modo marginal de falla por flexión:
Si se intenta doblar una pieza de trabajo muy gruesa, la máquina no podrá doblarla porque la barra de sujeción simplemente se levantará.(Afortunadamente, esto no sucede de manera dramática; la barra de sujeción simplemente se suelta en silencio).
Sin embargo, si la carga de flexión es solo un poco mayor que la capacidad de flexión del imán, generalmente lo que sucede es que la flexión procederá a unos 60 grados y luego la barra de sujeción comenzará a deslizarse hacia atrás.En este modo de falla, el imán solo puede resistir la carga de flexión indirectamente al crear fricción entre la pieza de trabajo y el lecho del imán.
La diferencia de espesor entre una falla por despegue y una falla por deslizamiento generalmente no es muy grande.
La falla de despegue se debe a que la pieza de trabajo hace palanca en el borde delantero de la barra de sujeción hacia arriba.La fuerza de sujeción en el borde delantero de la barra de sujeción es principalmente lo que resiste esto.La sujeción en el borde trasero tiene poco efecto porque está cerca de donde se gira la barra de sujeción.De hecho, es sólo la mitad de la fuerza de sujeción total la que resiste el despegue.
Por otro lado, el deslizamiento es resistido por la fuerza de sujeción total, pero solo a través de la fricción, por lo que la resistencia real depende del coeficiente de fricción entre la pieza de trabajo y la superficie del imán.
Para acero limpio y seco, el coeficiente de fricción puede ser tan alto como 0,8, pero si hay lubricación, podría ser tan bajo como 0,2.Por lo general, estará en algún punto intermedio, de modo que el modo marginal de falla por flexión generalmente se deba al deslizamiento, pero se ha descubierto que los intentos de aumentar la fricción en la superficie del imán no valen la pena.
Capacidad de espesor:
Para un cuerpo de imán tipo E de 98 mm de ancho y 48 mm de profundidad y con una bobina de 3800 amperios-vuelta, la capacidad de flexión de longitud total es de 1,6 mm.Este espesor se aplica tanto a la hoja de acero como a la hoja de aluminio.Habrá menos sujeción en la lámina de aluminio, pero se requiere menos torsión para doblarla, por lo que esto compensa de tal manera que brinda una capacidad de calibre similar para ambos tipos de metal.
Debe haber algunas advertencias sobre la capacidad de flexión indicada: la principal es que el límite elástico de la chapa puede variar ampliamente.La capacidad de 1,6 mm se aplica al acero con un límite elástico de hasta 250 MPa y al aluminio con un límite elástico de hasta 140 MPa.
La capacidad de espesor en acero inoxidable es de aproximadamente 1,0 mm.Esta capacidad es significativamente menor que para la mayoría de los otros metales porque el acero inoxidable generalmente no es magnético y, sin embargo, tiene un límite elástico razonablemente alto.
Otro factor es la temperatura del imán.Si se ha permitido que el imán se caliente, la resistencia de la bobina será mayor y esto, a su vez, hará que consuma menos corriente con los consiguientes amperios-vueltas más bajos y una fuerza de sujeción más baja.(Este efecto suele ser bastante moderado y es poco probable que haga que la máquina no cumpla con sus especificaciones).
Finalmente, se podrían fabricar Magnabends de mayor capacidad si la sección transversal del imán se hiciera más grande.
Hora de publicación: 12 de agosto de 2022