14.24. Магнитные захватные устройства

М агнитные захватные устройства предназначены для захватывания и переноса объектов, выполненных из ферромагнитных металлов. Их выполняют на основе электромагнитов или с постоянными магнитами.

Рис.14.56

Электромагнитное захватное устройство (рис. 14.56) состоит из корпуса 1, обмотки 2 электромагнита и сердечника 3. Для фиксации объекта 4 в захватном уст­ройстве без проскальзывания необходимо обеспечить хороший контакт между поверхностями магнита и объекта. Для плоских объектов такую фиксацию обеспечить легко, так как торец электромагнита также плоский. Для неровных поверхностей к нижней стороне магнита 1 крепят эластичный баллон 2 (рис. 14.57) и заполняют его металлическими опилками. При опускании захватного устройства на объект частицы металла в баллоне перераспределяются, повторяя рельеф поверхности объекта, чем и обеспечивают хороший контакт. При подаче напряжения на обмотку электромагнита, металлические частицы образуют твердую массу и обеспечивают жесткую фиксацию объекта.

Силу притяжения электромагнита приближенно определяют по формуле [48]:

(14.72)

где А_В - площадь поперечного сечения воздушного зазора между магнитопроводом и объектом, м²; магнитная постоянная: В - индукция, Тл:

(14.73)

В предварительных расчетах можно принять 1^В<1,4 Тл;

δ - величина воздушного зазора между магнитопроводом и объектом, м; J - сила тока в обмотке электромагнита, А:

(14.74)

j - плотность тока в поперечном сечении проводника обмотки, . Для приближенных расчетов принимают j=(2...3)-10⁶; ; S - площадь поперечного сечения провода, м²; d - диаметр провода, м; w - число витков обмотки электромагнита:

(14.75

S_o - площадь окна обмотки, м²

(14.76)

D - наружный диаметр обмотки электромагнита, м; d_В - внутренний диаметр обмотки электромагнита, м. В проектировочных расчетах его можно принимать равным диаметру d_С сердечника, т.е. ; h - высота обмотки электромагнита, м; f₀ - коэффициент заполнения окна обмотки. Для различных марок обмоточного провода и различных его диаметров без изоляции d=0,05...1,0 мм коэффициент заполнения равен 0,3...0,6 (табл. 14.10) [48].

Наличие примесей (марганца, серы, фосфора, никеля и т.п.) в объекте снижает подъемную силу электромагнитного захватного устройства. Поэтому вес объекта, который может удержать захватное устройство, находят по формуле:

(14.77)

где n - коэффициент запаса, принимаемый в зависимости от условий работы промышленного робота и обеспечения безопасности человека до 8...10.

Формулы для проверки возможности удержания объекта электромагнитным захватным устройством аналогичны формулам для вакуумных захватных устройств (табл. 14.9).

Захватные устройства с постоянными магнитами устроены аналогично электромагнитным захватным устройствам. От­личие заключается в способе отпускания объекта.

З ахватные устройства с постоянными магнитами 1 выполняют таким образом, что отпускание объекта 4 осуществляют специальными устройствами 2, перекры­вающими магнитные потоки (рис. 14.58). На рис.14.58,а изображено захватное устройство с постоянными магнитами, прерывание магнитного потока которого осуществляют перемещением специальной задвижки 2, выполненной из немагнитного материала, на рис. 14.58, б - прерывание магнитного потока осуществляют поворотным устройство 2, на рис. 14.58, в - прерывание магнитного потока осуществляют увеличением воздушного зазора между магнитами и объектом за счет перемещения корпуса 2 магнитов.

Постоянные магниты по сравнению с электромагнитами имеют значительно меньшие габариты и массу. Существуют постоянные магниты на основе кобальтовых сплавов, изготавливаемые спеканием порошкового материала, которые развивают усилие притяжения в 500 раз превосходящее собственную массу ц срок сохранения намагничивающей силы достигает 12 лет.

При использовании магнитных захватных устройств в металлообработке необходимо учитывать, что к магниту могут прилипать стружки, которые необходимо периодически очищать, может происходить намагничивание объекта в процессе его захватывания и транспортировки. Если намагничивание объекта нежелательно, его необходимо размагничивать. Для электромагнитных захватных устройств отказ в цепи питания приводит к выпаданию объекта из захватного устройства. Поэтому хотя электромагнитные захватные устройства проще в управлении, быстрее захватывают и отпускают объект, в опас­ных условиях следует применять захватные устройства с постоянными магнитами.

КОНСТРУИРОВАНИЕ МОДУЛЕЙ СТЕПЕНЕЙ ПОДВИЖНОСТИ И РАБОЧИХ ОРГАНОВ