Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

MAGNETIZES SYSTEM RAMJET TYPE

Lankin M.V. 1 Gorbatenko N.I. 1 Lankin A.M. 1
1 Federal State Budget Educational Institution of Higher Professional Educational “Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)”
In the article discloses a class of of magnetizing systems devices testing of hardware products from magnetically hard materials. Application of such magnetizing systems, allows ensure productivity control 1200 - 1800 samples per hour. In the presence of at examinees of products the axis of of easy magnetization system produces not only the transportation of (moving of) of his into the measuring position, but and orientation of along the line magnetic texture. Analysis standard sizes products from magnetically hard materials, showed that this class magnetizing systems can be used for most bipole permanent magnets. The carried out researches NSPT on the of full-scale samples and mathematical models of have shown that for the PM a mass of 0.01 kg time of motion into the measuring the position of - 0.45 with, positioning accuracy - 0.6 mm. Researches of work of NSPT for the blanks the PM a mass of 0.0093 kg and 0.0107 kg. Thus time Established into the measuring stance varied from 0.39 with to 0.45 s, while the accuracy ranking from 0.51 mm. to 0.43 mm.
orientation.
testing
an electromagnet
magnetizing system ram-type permanent magnet
По условиям перемагничивания изделий из магнитотвердых материалов (МТМ) методы и приборы контроля классифицируют по степени замкнутости магнитной цепи: с замкнутой и неполностью замкнутой магнитной цепью.

Приборы с замкнутой магнитной цепью предназначены для определения магнитных характеристик МТМ на образцах-свидетелях, в форме цилиндров и прямоугольных параллелепипедов, имеющих шлифованные поверхности. К таким устройствам относятся устройства промышленного изготовления: БУ-3, У-541, У5022, У5032, У5045, У5056; устройства, разработанные в МЭИ: АРСПГ–3, АРСПГ–4, МИС–1; в ЦНИИИА и еще целый ряд устройств. Среди зарубежных устройств этого типа следует отметить ряд моделей гистериографов фирм Walkerscientificinc, AEG, Magnet-Physicsinc [1;5]. К недостаткам таких устройств можно отнести низкую производительность и трудность автоматизации операций установки постоянных магнитов (ПМ) в измерительную позицию. Поэтому такие устройства предназначены для испытания изделий, выпускаемых малыми партиями, и не могут быть применены для заготовок ПМ.

К приборам с неполностью замкнутой магнитной цепью относятся использующие метод сравнения испытуемого ПМ с образцовым. Примером может служить прибор смостовым дифференциальным магнитопроводом (рис. 1). В нем осуществляется сравнение магнитных потоков образцового 1 и испытуемого 2 ПМ чувствительным элементом 3. Неравенство потоков F1 и F2 приводит к появлению их разности DF в среднем зазоре.

Рис.1.Дифференциальный магнитный мост

Немагнитные зазоры, созданные у торцов ПМ, позволяют осуществлять контроль заготовок ПМ. При этом напряженность внешнего магнитного поля, создаваемая обмотками 4, обеспечивает получение нужного рабочего участка на кривой размагничивания. В таких устройствах сравнивают характеристики двух ПМ, но не определяют значения их параметров, а наличие образцового ПМ делает такие установки узкоспециализированными.

Для решения проблем управления технологическим процессом производства ПМ, а также их приемо-сдаточных испытаний наиболее приемлемы методы и приборы контроля в полуразомкнутой магнитной цепи, позволяющие легко устанавливать заготовки ПМ в измерительную позицию, автоматизировать процесс измерения и не требующие дополнительной их механической обработки.

Известные конструкции намагничивающих систем не приспособлены для быстрой и точной установки ПМ в измерительную позицию, поэтому не позволяют в полной мере в цеховых условиях автоматизировать процесс смены испытуемых изделий.

Этот недостаток устранен в намагничивающих системах прямоточного типа (НСПТ) [2-4; 6-10]. Достоинством НСПТ является удобство загрузки и выгрузки образцов, т.к. движение последних происходит под действием собственного веса и магнитного поля по траектории, не имеющей отклонений от прямой линии. Конструкция НСПТ для полупостоянных магнитов (сплавы типа 15НЮТ:Hc = 2 – 4 кА/м, Bm = 1,5 – 1,6 Тл) в виде цилиндров диаметром 2,5–3мм, длиной 35 мм (рис. 2) представляет собой систему с полуразомкнутой магнитной цепью, содержащую две намагничивающие катушки 1, 5 и магнитопровод2.

Рис.2. Конструкция НСПТ для цилиндрических полупостоянных магнитов

В измерительной позиции магнит 3 удерживается заслонкой 4. Магниты загружаются в НС через отверстия в полюсах. Намагничивающие катушки вынесены из межполюсного пространства с целью облегчения доступа к блоку 6 первичных преобразователей индукции и напряженности.

Конструкция НСПТ для ПМ, изготовленных из сплавов ЮНДК15, ЮН15ДК25, ЮН14ДК24, 30Х23КС (Hc = 40 ¸ 50 кА/м, Bm = 0,7 ¸ 1,35 Тл), намагниченных вдоль продольной оси, приведена на рис. 3. НСПТ содержит намагничивающие катушки 1 и 6, магнитопровод 2 броневой конструкции, в полюсах которого находится сквозной канал с помещенной в него немагнитной направляющей 3. В центральной части направляющей находится блок первичных преобразователей индукции и напряженности 5. Работает НСПТ следующим образом. Испытуемый ПМ 4 поступает в направляющую и движется по ней под действием силы тяжести.Одновременно в намагничивающие катушки подается ток, создающий в межполюсном пространстве НСПТ магнитное поле напряженностью, достаточной для фиксации ПМ в измерительной позиции (центр межполюсного пространства). После установки ПМ в измерительную позицию срабатывают механические прижимы (на рис. 3 не показаны), удерживающие его в этом положении. Далее осуществляется перемагничивание ПМ по заданной программе под действием магнитного поля, создаваемого током в намагничивающих катушках.

 

Рис.3. Конструкция НСПТ для ПМ, намагниченных вдоль продольной оси

Для ПМ, намагничиваемых поперек продольной оси, НСПТ имеет конструкцию, показанную на рис. 4.

Рис.4.Конструкция НСПТ для ПМ, намагниченных поперек продольной оси

НСПТ представляет собой электромагнит броневого типа, содержащий ярмо 1, полюсные наконечники 2, намагничивающие обмотки 3 и немагнитную направляющую 5. Конструктивно с НС связаны: первичный преобразователь индукции 4, состоящий из двух измерительных катушек, включенных последовательно и размещенных на торцах полюсных наконечников; первичный преобразователь напряженности – измерительная катушка, расположенная между полюсными наконечниками на немагнитной направляющей (на рис. 4 не показана). Кроме того, в верхней части немагнитной направляющей 5 расположены намагничивающие катушки 6, обеспечивающие импульсное намагничивание ПМ, изготовленных из высококоэрцитивных МТМ. Для увеличения магнитного потока в рабочем зазоре НСПТ полюсные наконечники имеют специальную конусную форму. Применение НСПТ позволяет обеспечить производительность контроля 1200–1800 образцов в час. Контролируемый ПМ может иметь форму параллелепипеда либо цилиндра, намагниченного по оси или диаметру. При наличии у ПМ оси легкого намагничивания система производит не только транспортировку (перемещение) его в измерительную позицию, но и ориентацию по линии магнитной текстуры. Анализ типоразмеров ПМ показал, что такая НСПТ может быть использована для большинства двухполюсных ПМ.

Проведенные исследования НСПТ на натурных образцах и математических моделях показали, что для ПМ массой 0,01 кг время движения в измерительную позицию – 0,45 с, точность позиционирования – 0,6 мм. Проведены исследования работы НСПТ для заготовок ПМ массой 0,0093 и 0,0107 кг. При этом время установления в измерительную позицию изменялось от 0,39 до 0,45 с, а точность позиционирования от 0,51 до 0,43 мм.

Статья подготовлена с использованием оборудования ЦКП «Диагностика и энергоэффективное электрооборудование» ЮРГПУ(НПИ).

Рецензенты:

Гречихин В.В., д.т.н., профессор кафедры «Информационные и измерительные системы и технологии», ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова», г. Новочеркасск;

Елсуков В.С., д.т.н., профессор кафедры «Автоматика и телемеханика», ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова», г. Новочеркасск.