Электромагниты

7.1. Цель работы: изучить конструкцию электромагнитов.

А) Масса обмоток электромагнита составляет около 12,5% массы электромагнита при медной обмотке и 10% - при алюминиевой.

Грузоподъёмные электромагниты изготавливаются круглыми и прямоугольными, а также в виде различных специальных форм.

Круглые электромагниты предназначены для стальных и чугунных грузов относительно небольших размеров или неопределённой формы: плит, болванок, различного скрапа, чугунных чушек, стружки, пакетов, рулонной стали и т.п. Они используются также для подъёма бойных шаров, которые при падении дробят крупный чугунный металлолом.

Прямоугольные электромагниты предназначены для стальных и чугунных длинномерных грузов: рельсов, балок, стального проката круглого, прямоугольного и других профилей, труб, листовой стали и т.п. В зависимости от длины грузов применяют два и более прямоугольных магнита, подвешенных на одной траверсе крана. Электромагнитами любых типов можно проводить кантование листов, слябов и других грузов.

Анализ отечественных и зарубежных конструкций электромагнитов показывает, что геометрические соотношения основных размеров в различных сериях электромагнитов близки. Например, для круглых электромагнитов отношение высоты к диаметру составляет 0,2-0,3, а отношение внутреннего диаметра полюса к внешнему равно 0,26-0,36.

Основной показатель грузоподъёмности электромагнитов – коэффициент отношения грузоподъемности электромагнита к его массе К_{Г. Э.}. У круглых магнитов с медной обмоткой К_{Г. Э.}=6÷16, а у прямоугольных К_{Г. Э.}=5÷26 (при подъёме плиты). При алюминиевой обмотке круглые магниты имеют К_{Г. Э.}=13÷26, прямоугольные имеют К_{Г. Э.}=25÷43. таким образом, для подъёма массивных грузов с плоской ровной поверхностью целесообразнее применять прямоугольные магниты. Круглые магниты эффективнее использовать для поднятия скрапа, чушек, стружки и т.п.

Электромагниты, у которых в процессе работы по­люсные башмаки подвергаются сильному износу, изго­тавливают с болтовым соединением частей магнитопровода. Применение алюминиевой обмотки с наружной ок­сидной пленкой снижает массу электромагнита на 15— 20%, но при этом повышается расход электроэнергии на 30%, поэтому применение таких электромагнитов огра­ничено.

Вес поднимаемого груза на единицу площади элект­ромагнита составляет 7—16 Н/см². Удельная потребляе­мая мощность на единицу веса поднимаемого груза находится в пределах 2—7 Вт/Н, а в ряде случаев для электромагнитов с малой грузоподъемностью она сни­жается до 1—2 Вт/Н.

Электромагниты со встроенным питанием от батарей потребляют в среднем 0,4—1,2 Вт/Н. Они надежны и безопасны в эксплуатации, но имеют ограниченную про­должительность непрерывной работы и увеличенную массу, а также неудобны в обслуживании.

Электромагниты постоянного тока серий М и ПM соответствуют ГОСТ 10130-74. Они предназначены для работы во невзрывоопасной окружающей среде и высоте над уровнем моря не более 2000 м, имеют степень защиты IP34. Номинальное напряжение 220 В, режим работы ПВ≤50% при работе с холодным грузом. Допускается работа при ПВ более 50%, а также с грузами, имеющими температуру до 500° С, при условии соответствующе­го снижения напряжения на катушке электромагнита.

Технические данные электромагнитов серий М к ПМ

Тип электромагнита	Номинальный ток катушки, А	Грузоподъемность, кг, при грузе
Болванка или плита	Чугун в чушках	Скрап стальной	Стружка стальная	Бойный шар
М 22В М 42В М 62В М 40,Б ПМ 15Б ПМ 25Б	10,5 32,5 56,5 32,5 10,5 20,0	-	- - -	- - -	- - -	- - - - -

Технические данные электромагнитов приведены в табл. 6-6, причем ток соответствует нагретой катушке, а грузоподъемность г- холодному грузу. Обмоточные дан­ные катушек указаны в табл. 6-7.

Обмоточные данные катушек электромагнитов

Параметры катушки	Тип электромагнитов
М 22В	М 42В М 40Б	М 62В	ПМ 15Б	ПМ 25Б
Марка провода Размер голого провода, мм Число витков Сопротивление при 20°С, Ом Масса меди, кг Число секций Число витков в секции Толщина и ширина межвитковой изоляции, мм	ПСД 1,5х3,1 13,50 -	ЛММ 0,5х25 4,49 0,2х26,5	ЛММ 1,25х25 2,58 0,3х26,5	ПСД 1,8х3,35 14,00 -	ЛММ 0,4х22 7,23 0,2х23

Корпус отливается из малоуглеродистой стали 25Л и имеет относительно высокую магнитную проницаемость. Внутри корпуса находится катушка, которая снизу закреплена стальной шайбой толщиной 2—3 мм, при­варенной к корпусу.

Обмотка состоит из одной или нескольких секций, пропитанных нагревостойкой эмалью. Витки обмотки из медной ленты изолированы друг от друга асбестовой бумагой. Секции соединены последовательно. Обмотка электромагнита расклинивается по внутреннему и на­ружному диаметру относительно корпуса. Применяемые в электромагнитах изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости не ниже F.

С наружной части катушка защищена от ударов о груз толстой стальной немагнитной шайбой (плитой). В круглых магнитах немагнитная шайба удерживается при помощи дугообразных стальных полос, приваренных к корпусу, а в прямоугольных — внутренним полюсом, закрепленным болтами на корпусе, и профильной план­кой, приваренной снизу к корпусу. Круглый электромаг­нит М 40Б для подъема бойного шара выполняется с центральной выемной частью полюса и выступающим наконечником магнитной системы по наружному пери­метру электромагнита; наконечник приварен к корпусу и образует с выемной частью полюса в зоне прилегания к грузу сферическую поверхность. После сборки катушки все пустоты в корпусе заливают нагревостойкой полимеризующейся массой для повышения механической и электрической прочности катушки и улучшения отвода тепла от катушки.

Тип	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	И
М 22В М 42В М 40Б М 62В

Коробка выводов защищена от механических пов­реждений массивным стальным литым кожухом. Внутри кожуха находятся изоляционная крышка, закрывающая выводные концы катушки и болт заземления. Питающий кабель вводится в коробку выводов через резиновую втулку и дополнительно закрепляется на входе клицей.

Подвеска круглых электромагнитов осуществляется посредством цепи, состоящей из трех элементов (смы­чек), закрепленных в проушинах корпуса. Смычки вы­полнены таким образом, чтобы предотвратить закручи­вание и обеспечить строго горизонтальное положение подвешенного электромагнита.

Грузоподъемность электромагнитов при различных видах грузов