Магнит для металла на кран балку

Описание вводной электросхемы мостового крана здесь

Описание электросхемы механизма подъёма мостового крана здесь

Скачать скан электросхемы основных механизмов крана (подъёма, передвижения крана и телеги, поворота), по которой сделана эта работа, можно отсюда (700 килобайт).

Схема большая по размеру. Её уместно смотреть на персональном компьютере, а на смартфоне неудобно. Если не передумали загружать схему, кликайте здесь.

Благодарен всем, чьи картинки использовал.

Принцип действия электромагнита

Сначала разберём принцип действия кранового грузоподъёмного электромагнита постоянного тока (а иных я не встречал). Частицы, из которых состоят железо и его сплавы, представляют собой микроскопические магниты (их называют диполями). Однако, если железо не намагничено, направления магнитного поля этих магнитов направлены в разные стороны и магнитные поля нейтрализуют друг друга (их суммарное магнитное поле равно нулю).
У катушки электромагнита имеется железный сердечник, кроме того, у электромагнита имеются и другие стальные или чугунные детали — корпус, подошва. Когда через катушку магнита начинает проходить ток, диполи в железе, стали, чугуне поворачиваются так, что их магнитное поле совпадает с магнитным полем катушки. Катушка же расположена так, что её поле направлено перпендикулярно подошве магнита. Общее магнитное поле катушки и повернувшихся под её действием диполей многократно превышает магнитное поле одной катушки. В чём состоит действие этого поля? У каждого магнита имеются два полюса — северный (на рисунке обозначен буквой N) и южный (S). Северный полюс стремится притянуть южные и оттолкнуть северные полюса других магнитов. Магнитное поле тем сильнее, чем меньше расстояние. Если противоположный полюс другого магнита находится ближе, чем одноимённый, сила притяжения превысит силу отталкивания, и этот магнит будет притягиваться.

Что произойдёт, если подошва электромагнита приблизится к железному грузу? Смотрим левую половину рисунка выше. Диполи в грузе повернутся под действием магнитного поля электромагнита, причём повернутся так, что их магнитное поле будет притягивать груз к магниту.

Что будет, если поменять направление тока в катушке электромагнита? Смотрим рисунок, ту половину, что справа. Направление магнитного поля поменяется на противоположное.

Диполи под действием изменившегося поля снова повернутся, но уже в противоположном направлении. И в грузе диполи повернутся в противоположном направлении.

Однако их магнитное поле будет, как и прежде, притягивать груз к магниту.

Для чего я это так подробно здесь описываю? Чтобы подвести к выводу: действие электромагнита постоянного тока не зависит от направления тока, а следовательно, от полярности подключения. Надеюсь, вам стало понятно, почему не имеет значения и полярность подключения катушек контактров постоянного тока.

Не знаю, как вам, а мне стало понятно, почему грузоподъёмные магниты работают на постоянном токе. Если бы ток был переменным, диполи и в магните, и в грузе поворачивались бы туда — сюда вслед за каждым изменением направления тока. Вместе с положением диполей изменялось бы и направление их магнитного поля.

Вероятно, в том числе по этим же причинам в кранах чаще используются контакторы постоянного, а не переменного тока.

Что будет, когда подача тока на катушку электромагнита прекратится? Диполи вернутся в своё прежнее разнонаправленное положение. Но не все и не в полной мере. Некоторые сохранят положение, в той или иной степени совпадающее с направлением магнитного поля, которое было у катушки.

В результате у магнита будет иметь место «остаточный» магнетизм, то есть он будет продолжать притягивать груз, хотя и не так сильно, как во время прохождения тока. Чтобы остаточный магнетизм исчез, через катушку магнита кратковременно пропускают ток в противоположном направлении.

Кстати, у контактора постоянного тока тоже имеет место остаточный магнетизм, хотя, может быть, незначительный. Но контактор устроен подобно весам, где на одной чашке тяжёлый груз, а на другой лёгкий. Контактор отключается под действием силы тяжести, несмотря на остаточный магнетизм.

Имеет место остаточный магнетизм и у реле РЭВ. На детали, которая притягивается к катушке (не знаю, как её правильно назвать: коромысло? рычаг?), на той её стороне, которая соприкасается с катушкой имеется пластинка из медного сплава, который не намагничивается (диамагнитная пластинка). Поскольку сила остаточного магнитного поля очень невелика, а само поле с расстоянием ослабевает, толщины этой пластинки оказывается достаточно, чтобы реле не «залипало». Эта пластинка от постоянных ударов при срабатывании реле изнашивается. За её целостностью надо следить, при необходимости менять. Посмотреть же на неё удобно с помощью зеркальца.

Выпрямитель для электромагнита.

Привожу здесь схему выпрямителя для питания грузоподъёмных магнитов одного из кранов, которые я обслуживал. Магнитов в нём аж четыре штуки, и он таскает ими длинные стальные балки. Такие выпрямители мне встречались часто, не только в схемах питания магнитов, но и оперативных цепей. В его схеме многое, хотя и не всё очевидно. P3 — это реле максимального тока, защищающее цепь от перегрузки (но не защищающее от того, что груз упадёт при его срабатывании). Конденсатор C4 и последовательно с ним соединённое сопротивление R4 образуют так называемую RC — цепочку. Для чего она нужна? Дело в том, что выпрямленное напряжение, которое получается непосредственно после диодов, не вполне соответствует названию «постоянное». Оно пульсирующее. Конденсатор уменьшает колебания выпрямленного напряжения.
Когда напряжение растёт, конденсатор заряжается, когда уменьшается — разряжается и таким образом сглаживает пульсации. Сопротивление же нужно для того, чтобы получить нужную скорость заряда — разряда.
Что же касается RC — цепочек и конденсаторов, которые подключены между фазами до диодов, то, признаюсь, я точно не знаю, для чего они нужны. Изложу, однако, одну версию. Когда кран едет, бывает видно, как из-под башмаков токосъёмников вылетают искры. Это происходит из-за неровностей, окислов и загрязнений поверхностей троллей и башмаков, а также ускорений крана. То есть башмаки не в каждый момент движения плотно прилегают к троллеям. Поэтому, когда кран едет, качество напряжения на нём хуже, чем на троллеях. Конденсаторы и сопротивления, возможно, введены в схему, чтобы сгладить резкие скачки переменного напряжения из-за плохого контакта башмаков, и как следствие — повысить стабильность постоянного напряжения. Перейдём теперь к описанию собственно схем питания электромагнитов.

Схема без реле времени

Эта схема часто встречается в интернете под названием «ПМС-50».
Когда крановщик замыкает контакт контроллера К, подаётся питание на катушку контактора В. Замыкаются В(1) и В(2). На катушку электромагнита начинает поступать напряжение. одновременно размыкается В(3). Ток идёт не только через катушку электромагнита, но и через сопротивления R1, R2, R3. Однако ток, идущий через сопротивления незначительный, как я думаю.

Крановщик размыкает контакт К. Через катушку В ток больше не идёт. Размыкаются В(1) и В(2). Постоянное напряжение на катушку магнита больше на поступает. Одновременно замыкается В(3). Поскольку в катушке магнита имеется запас индуктивной энергии, через цепочку 1: магнит, R1, R2, контактор Н, В(3), R3, (а также в обход Н и В(3) через R2-R3) начинает течь ток.

Направление его в катушке магнита то же, что и было до размыкания В(1) и В(2). Величина его такова, что срабатывает катушка Н и замыкаются контакты Н(1) и Н(2) контактора Н. Это имеет неколько следствий. По цепочке Н(1), R1, магнит, R(3), Н(2) через катушку магнита начинает протекать ток в уже противоположном направлении, который нейтрализует остаточную намагниченность.

Одновременно по цепочке Н(1), R2, Н, R(3), Н(2) через катушку контактора Н течёт ток, который препятствует её отключению. Однако сопротивления R2 и R3 настроены таким образом, что ток этот уменьшается, и в конце концов контакты Н(1) и Н(2) размыкаются.

Ток в катушке электромагнита прекращается, хотя, как я думаю, не сразу, поскольку в ней накопился запас индуктивной энергии от тока противоположного направления.

В схеме выше используются контакторы с двумя силовыми контактами. Встречается также вариант этой схемы с контакторами, имеющими один силовой контакт. Такие контакторы используются и в схеме ниже.

Схема с двумя реле времени

Вторая схема, которая мне представляется наиболее простой и понятной и с которой я часто встречался на практике, отличается от предыдущей тем, что время подачи размагничивающего тока на обмотку магнита регулируется двумя реле РЭВ. При замыкании контакта контроллера включаются контакторы В1, В2 и реле РВ (типа РЭВ). Как известно, контакты реле РЭВ срабатывают при подаче питания на его катушку без задержки, а при прекращении подачи питания возвращаются в первоначальное состояние с задержкой. Поэтому контакты вышеназваных двух контакторов и реле срабатывают одновременно, и сразу же при замыкании блок-контакта 1В включается реле РП (тоже типа РЭВ). Замыкается контакт РП (он всего один), но это не приводит к срабатыванию Н1 и Н2, поскольку разомкнут нормально замкнутый контакт РВ.

Крановщик размыкает контроллер К. Контакты В1 размыкаются, и здесь вступают в игру реле РЭВ. РВ настроено на небольшую задержку, как пишут, порядка 0,2 сек.

По истечении этого времени замыкается его нормально замкнутый контакт, а поскольку РП настроено на гораздо большую задержку (порядка 2 секунд), замыкается цепочка питания Н1 и Н2.

Через катушку элекромагнита начинает течь размагничивающий ток, который течёт до тех пор, пока не разомкнётся контакт РП.

Схема с одним реле времени

Это схема крана, о схеме выпрямителя для магнита которого рассказано выше. Схема эта очень хитрая и интересная. Из-за двух регулируемых сопротивлений, номиналы которых к тому же не указаны, токи могут разделяться весьма сложным образом.

Когда крановщик замыкает контакт контроллера K, включаются контактор В, и ток идёт только через магниты. (Ну, может, в первый момент бывает вcплеск тока через конденсатор C8). Диод Д7, поскольку он в это время оказывается подключенным в обратном направлении, не даёт проходить току через катушку PЭВ.

Самое интересное происходит, когда крановщик размыкает контакт контроллера. Контактор В отключается.
В катушках накопился запас индуктивной энергии, и она «стремится» поддерживать ток в том же направлении, что и раньше.

А раньше было против часовой стрелки, если считать направление тока от плюса к минусу. Но, поскольку силовые контакты В(1) и В(2) теперь разомкнуты (а блок-контакт В(3), наоборот, замкнут), ток пойдёт другим путём.

Ток пойдёт через магниты через резистор R5, диод Д7, катушку РЭВ и обратно к магнитам.

Поскольку через РЭВ пошёл ток, оно включится. Это приведёт к включению контактора Н. Через магниты побежит ток в обратном направлении: Н (1) — R5 — магниты — R6 — Н (2). Ток этот будет слабее рабочего из-за сопротивлений, а также шунта (обходного пути) через блок-контакт В(3) и R6.

Сопротивления отрегулированы таким образом, что включение Н мало повлияет на ток через РЭВ. И ток через магниты в обратном направлении побежит не сразу. Ему нужно небольшое время, чтобы «победить» противоположный ток от запаса индуктивности. Сначала ток через магниты упадёт до нуля.

Когда ток через магниты и РЭВ уменьшится, РЭВ отключится. Начнётся отсчёт времени до возврата его контактов в нормальное состояние (такое, когда обесточена катушка), после чего схема снова будет готова к включению магнита.

Зачем нужны конденсатор C8 и реле максимального тока РМТ? Как известно, конденсатор не проводит постоянный ток, но проводит переменный. В начале рабочего цикла, в первый момент после замыкания контакта контроллера К происходит скачок тока от В(1) — катушку РМТ — конденсатор С8 — сопротивление R5 — В(2).

В этот момент, если ток слишком большой, реле РМТ может отключить контактор В. Далее ток через катушку РМТ благодаря конденсатору прекращается, и при отсутствии скачков тока оно (реле) не может разомкнуть цепочку питания катушки В. Поэтому груз от магнита (по крайней мере из-за срабатывания РМТ) не отровётся.

Таково, на мой взгляд, самое простое объяснение.

Возможно, назначение конденсатора и реле РМТ другое — в начале цикла размагничивания поскорее, ещё до включения РЭВ разорвать цепочку питания катушки контактора В, чтобы не произошло одновременного включения В и Н, и, как следствие, короткого замыкания (не совсем, правда, короткого, а через R5, а также R6).

Конденсатор во время рабочего цикла накапливает заряд, который разряжается через РМТ — магниты — R5 и способствует включению РМТ. Далее конденсатор шунтируется блок-контактом В(3), и никакой роли не должен играть.

РМТ же оказывается подключеным параллельно РЭВ, дублирует его, и отключаются они, вероятно, одновременно.

Об ошибках сообщайте по электронной почте obuchmat@mail.ru

Повторите материал, ответив на вопросы к нему

• Описание вводной электросхемы мостового крана
• Описание электросхемы механизма подъёма мостового крана.
• Описание электросхемы механизма передвижения мостового крана.

• На домашнюю страницу

Магнитный захват. Перемещение груза магнитным полем

Классификация и устройство захвата

Магнитные захваты подразделяются на устройства с ручным и автоматическим управлением. Популярный магнитный захват типа PML состоит из следующих узлов:

1. Прямоугольного в плане корпуса.
2. Постоянного магнита, изготавливаемого из сплава некоторых редкоземельных элементов (неодима, празеодима, диспрозия) с железом и бором.
3. Сменной подошвы, для возможности транспортировки груза как по плоской, так и по выпуклой поверхности контакта.
4. Нажимной эксцентриковой оси, которая поворачивается в подшипниковом узле.
5. Зажимной рукоятки с ограничителем поворота.
6. Грузовой серьги.

Исполнительным элементом магнитного захвата является материал NdFeB, который обладает следующим химсоставом:

• Неодим+празеодим+диспрозий – 36%;
• Железо – 58%;
• Кобальт – 3,8%;
• Алюминий – 0,5%;
• Ниобий – 0,5%;
• Медь – остальное.

При этом наличие редкоземельных элементов значительно увеличивает остаточную намагниченность сплава (до 1450…1500 мТ), а присутствие ниобия повышает температурную стойкость и коррозионную стойкость магнита.

Тем не менее, для возможности длительной работы во влажной среде, NdFeB-магниты дополнительно покрывают антикоррозионными составами.

В основном используется три технологии – пассивирования, цинкования или никелирования, и гораздо реже – покрытие эпоксидными смолами.

По своей температурной стойкости магниты выпускаются четырёх классов – от первого (рассчитанного для наибольших эксплуатационных температур до 80ºС), до четвёртого (выдерживает температуру до 150ºС, и это даёт возможность использовать такие устройства для перемещения не полностью остывших стальных заготовок).

Принцип работы магнитного захвата

Магнитный захват типа PML для листового металла и трубного проката работает так. Подошва накладывается на смежную поверхность по наибольшей диагонали или дуге контакта. Верхняя часть магнита с серьгой присоединяется к крюку крана. При опускании крюка обе части корпуса соединяются путём поворота эксцентриковой оси, при этом происходит фрикционный зажим обеих половинок.

Сила захвата может регулироваться применением ограничителя поворота ручки, однако на практике её поворачивают до упора. Усилие зажима определяется воздушным зазором между верхней и нижнее половинами корпуса. Его значение выбирается в зависимости от веса груза и типоразмера магнитного захвата:

1. Для PML-100 с наибольшей грузоподъёмностью 100/50 кг (числитель – для плоской поверхности, знаменатель – для дугообразной) – 0,06…0,08 мм;
2. Для PML-300 с наибольшей грузоподъёмностью 300/50 кг – 0,10…0,15 мм;
3. Для PML-600 с наибольшей грузоподъёмностью 600/300 кг – 0,10…0,15 мм;
4. Для PML-1000 с наибольшей грузоподъёмностью 1000/500 кг – 0,16…0,20 мм;
5. Для PML-2000 с наибольшей грузоподъёмностью 2000/1000 кг – 0,30…0,35 мм;
6. Для PML-3000 с наибольшей грузоподъёмностью 3000/1200 кг – 0,35…0,40 мм;
7. Для PML-6000 с наибольшей грузоподъёмностью 6000/2400 кг – 0,40…0,50 мм.

Усилия указаны из расчёта 75…80%-ной безопасности применения магнитных захватов, при определении максимального усилия на отрыв.

Его можно рассчитать из условия, что грузоподъёмность устройства гарантируется, если усилие отрыва составляет не менее 350% от паспортной грузоподъёмности магнитного захвата.

Естественно, что контактируемые поверхности должны быть очищены от загрязнений и частиц окалины. То же касается и контактируемых стальных заготовок.

Импульсные и автоматические захваты

Ограничением ручных захватов эксцентрикового типа считается снижение надёжности при увеличении необходимого воздушного зазора (особенно если, вес груза превышает 3000 кг), а также неконтролируемость усилия зажима при помощи рукоятки. Поэтому для металла толщиной более 60…70 мм, нагретых слябов и других подобных заготовок эффективнее применять автоматические магнитные захваты с постоянным или импульсным включением.

Генерация магнитного поля у таких захватов происходит следующим образом.

В составе устройства имеется специальная рычажная передача, которая своими звеньями выполняет смыкание половин корпуса при контакте подошвы с поверхностью перемещаемого груза.

При этом обеспечивается поджим магнита также и в другой плоскости, что снижает фактическое значение магнитного зазора, и обеспечивает более равномерное намагничивание.

В захватах такого типа возможно увеличить длину соприкосновения магнита с заготовкой.

Поэтому автоматические захваты используются в конструкциях магнитных траверс – грузозахватных приспособлений, предназначенных для перемещения длинномерных стальных заготовок: труб, листов, балок и т. п.

Включение магнитного захвата происходит в результате натяжения крюка со стропами, и не требует вмешательства рабочего.

Импульсные магнитные захваты, с разрезными магнитами, выгодно отличаются тем, что позволяют во время производственной паузы сбросить остаточную намагниченность системы.

Эффект достигается за счёт того, что в торцевых частях каждой половины магнита имеются стальные накладки, смещая которые влево/вправо (или вверх/вниз, определяется конструктивным исполнением), можно сбросить остаточную намагниченность.

Как выбирать магнитный захват?

Помимо предельно допустимой грузоподъёмности выбор магнитных захватов линейки PML производится также по следующим параметрам:

1. Для устройств с ручным приводом – по длине и углу поворота рукоятки (с увеличением этих размеров увеличиваются и внешние габариты устройства).
2. По предельно возможной температуре перемещаемого груза.
3. По конструктивному исполнению скобы – скоба с шарнирным креплением обеспечивает повышенную подвижность устройства.
4. От вида материала. В частности, наибольший коэффициент запаса по грузоподъёмности (до 0,5) принимается для чугунных заготовок. Например, при весе чугунной болванки в 400 кг, независимо от площади контакта, следует использовать магнитный захват не модели PML-600, а модели PML-1000 (условный вес заготовки для выбора типоразмера составит 800 кг).
5. По длине перемещаемых грузов: если их линейные размеры превышают 6 метров, то целесообразно применять магнитные траверсы.

Устройства линейки PML стабильно действуют независимо от шероховатости поверхности заготовки.

Аналогично производят выбор магнитных захватов других модификаций (например, МГ). Технические требования на характеристики всех исполнений магнитных захватов должны соответствовать нормам ГОСТ 25369.

Магнитные захваты не повреждают транспортируемые грузы, легко и надёжно фиксируют их в необходимом положении, мало зависят от внешних условий эксплуатации, а также отличаются достаточной компактностью.

Основные теоретические положения. Подъемные электромагниты (далее – магниты) применяются для захвата, подъе­ма, спуска и транспортировки различных ферромагнитных материалов

Подъемные электромагниты (далее – магниты) применяются для захвата, подъе­ма, спуска и транспортировки различных ферромагнитных материалов, в основном, стальных и чугунных изделий.

Магниты делятся на два типа: круглые типа М и прямоугольные типа ПМ.

Круглые магниты (типов М-22В, М-23А, М-42В, М-43А, М-62В, М-63А и др.

) предназначены для перегрузки стальных и чугунных изделий относительно небольших размеров или имеющих неопределен­ную форму: плиты, болванки, скрап, чугунные чушки, стружка, паке­ты и рулоны, листовая сталь и т.д. Они применяются также на копро­вых участках для подъема бойных шаров, которые используются для дробления крупного чугунного лома.

Прямоугольные магниты (типов ПМ-15Б, ПМ-16А, ПМ-25Б, ПМ-36А и др.) предназначены для перегрузки длинномерных изделий, в основ­ном проката: стальные листы, рельсы, балки, швеллеры, трубы, слябы и т.д.

Подъемные магниты устанавливаются на следующих типах кранов: мостовых магнитных, мостовых магнитно-грейферных и мульдо-магнитных, кранах для раздевания слитков, пратцен-кранах, козловых, пор­тальных, железнодорожных и др. Помимо подъемно-транспортных опе­раций магниты выполняет некоторые специальные операции, например, кантование слябов и листов. Управляет магнитом крановщик из ка­бины крана.

Преимущества магнитов состоят в следующем:

1 дистанционность управления, позволяющая производить зах­ват груза без непосредственного участия рабочего;

2 способность магнита работать с грузами, температура ко­торых достигает 500…600 0С;

• 3 удобство работы с грузами неопределенной формы, закреп­ление которых при других способах перегрузки представляет серьез­ные трудности и приводит к большой потере времени;
• 4 простота и быстрота захвата и освобождения груза без непосредственного участия рабочего;
• 5 возможность регулирования грузоподъемности (в определен­ных пределах) путем изменения величины тока электромагнита, что важно, например, для металлургических предприятий при подготовке шихты различного состава и при операциях с различными вицами стального проката.
• К недостаткам магнитов следует отнести:
• 1 для большинства грузов полезная грузоподъемность магнитной подъемной лебедки значительно меньше её номинальной грузоподъем­ности;

1. 2 падение груза при внезапном отключении тока.
2. Магниты типов М и ПМ выполняются в нормальном, экспортном и тропическом исполнении [8].
3. Постоянный ток, питающий катушку магнита, создает мощное магнитное поле, которое обеспечивает притяжение намагничивающихся материалов.
4. Грузоподъемность магнита, как электромагнитная сила, опреде­ляется по формуле Максвелла [9]

• где F — подъемная сила электромагнита, Н;
• Ф — магнитный поток, Вб;
• S — площадь соприкосновения груза с полюсами магнита, м2.

Максимальную грузоподъемность магнита назначают исходя из формулы (3.1).

1. Подъемная сила магнита различна для разных грузов и зависит от ряда факторов, определяющих величину намагничивающей силы ка­тушки и магнитной проницаемости (проводимости) участков магнитопровода.
2. К числу таких факторов относятся:
3. 1 химический состав материала поднимаемого груза — с увеличением процентного содержания углерода и примесей (серы, марганца, фосфора, никеля) уменьшаются магнитная проницаемость и величина подъемной силы;

2 температура катушки — при нагреве катушки увеличивается ее сопротивление, что приводит к уменьшению величины тока, и следова­тельно, намагничивающей силы, в результате чего происходит снижение потока и величины подъемной силы магнита; поэтому грузоподъемность магнита в нагретом состоянии меньше, чем в холодном; предельная температура нагрева катушек — 120…130°С;

3 температура поднимаемого груза — в диапазоне температур от 200 до 720°С магнитная проницаемость снижается до нуля, что умень­шает до нуля и подъемную силу магнита; кроме того, длительное воз­действие высокой температуры груза дополнительно нагревает катушку, увеличивая ее сопротивление, что также снижает подъемную силу маг­нита; на практике в указанном интервале температур применяют спе­циальные магниты;

4 форма, размеры и укладка поднимаемого груза — в зависимо­сти от этих факторов грузоподъемность изменяется в десятки раз; она тем больше, чем больше сечение поднимаемого груза и меньше воздушные промежутки между отдельными его частями, а также между грузом и полюсами магнита; поэтому, чем плотное уложен груз, тем больше подъемная сила магнита; например, если грузоподъемность магнита при подъеме сплошной плиты принять за 100%, то при подъеме стружки грузоподъемность составляет 1,5…2%; для некоторых грузов грузоподъем­ность магнитов приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 — Грузоподъемность магнитов

Катушка магнита рассчитана на напряжение 220В постоянного тока. Большинство кранов, снабженных подъемными магнитами, работают на переменном токе.

В связи с этим для питания магнитов постоянного тока используется двигатель-генераторная установка.

Она состоит из шунтового генератора постоянного тока, асинхронного электродвига­теля трехфазного тока, регулятора возбуждения генератора, магнит­ного пускателя (для пуска асинхронного электродвигателя).

Для преобразования переменного тока в постоянный можно также использовать выпрямители, которые не нашли пока широкого применения для питания магнитов из-за больших размеров и плохих энергетических характеристик.

При ПВ>50% новое (сниженное) напряжение на катушке будет равно

• где Uсн и Uн — соответственно сниженное и номинальное напряжение катушки;
• ПВф и ПВн — соответственно фактическое и номинальное значения относительности продолжительности включения.
• Снижение напряжения производится включением последовательно с катушкой магнита добавочного сопротивления.

Техническими параметрами магнита являются: грузоподъемность Q , мощность Р, напряжение U, величина тока I, до­пустимая температура нагрева катушки Т, масса магнита mм. Для некоторых типов магнитов технические параметры приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 — Технические характеристики магнитов

Магнит подвешивают к крюку крана или к грузовой траверсе с помощью цепей. Подача тока к контактной коробке магнита произво­дится с помощью гибкого кабеля, который наматывается на кабельный барабан подъемной магнитной лебедки. Управление магнитом осуществ­ляется с помощью магнитных контроллеров типа ПМС-50, ПМС-150, ПМС-80 [93].

Схема магнитной лебедки показана на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 — Схема магнитной лебедки

Кабельный бара­бан 7 получает вращение от канатного барабана 8 через цепную пере­дачу 2. При этом звездочка 11жестко установлена на оси барабана 8, а звездочка 3 с фрикционной муфтой 4 и связанной с ней одной полу­муфтой кулачковой муфты 5 свободно установлена на валу кабельного барабана.

Вторая полумуфта муфты 5 может перемещаться на валу по шлицам или по направляющей шпонке. Назначение кулачковой муфты — включение и выключение кабельного барабана, причем, эта операция выполняется вручную. Фрикционная муфта 4 предназначена для защиты электрокабеля от недопустимых перегрузок.

Кольцевой токоприемник 6, установленный на валу кабельного барабана, через контактные кольца подает электроэнергию на кабель магнита.

1. При перегрузке одним магнитом нескольких видов груза необходи­мо соблюдать условие
2. Q mм + Qм ,(3.3)
3. где Q — номинальная грузоподъемность крана;
4. Qм — грузоподъемность магнита, различная для разных грузов.
5. Особенностью нагружения магнитных подъемных лебедок является повышение динамических нагрузок при отрыве магнита с грузом от металлического основания.
6. Максимальная нагрузка в канатах при отрыве
7. , (3.4)
8. где Fдин — динамическая нагрузка, зависящая от инерционности и упругих свойств динамической системы магнитной лебедки;
9. Fотр — нагрузка вследствие примагничивания.

Электромагнит (грузозахват)

05.03.2021

Грузоподъёмный электромагнит — автоматический грузозахватный орган при подъёме и транспортировке стали, чугуна и отходов чёрных металлов. Краны, снабжённые таким грузозахватным органом, принято называть магнитными.

Грузоподъёмные магниты используются на различных кранах (автомобильных, гусеничных, железнодорожных, мостовых, пневмоколёсных и др.), в том числе специальных металлургических мостовых кранах (пратцен-кранах, магнито-грейферных).

Описание

Электрический ток к катушке электромагнита подводится гибким кабелем, навиваемым на специальный барабан, имеющий кольцевой токоприёмник, кабельный барабан связан с выходным валом редуктора механизма подъёма при помощи зубчатой передачи с паразитной шестерней.

Этим обеспечивается равенство скоростей кабеля и крюка с подвешенным к нему электромагнитом. Диаметр барабана принимается не менее 10 наружных диаметров гибкого кабеля. Крюковая обойма магнитных кранов снабжается приспособлением для предотвращения вращения крюка в горизонтальной плоскости, а сам крюк — замком, предохраняющим выпадение из зёва крюка цепей грузового электромагнита.

Номинальная грузоподъёмность электромагнита составляет:

• 40% номинальной грузоподъёмности — при подъёме рельсов и труб.
• 15% номинальной грузоподъёмности — при подъёме стальных листов.
• 2,5% номинальной грузоподъёмности — при подъёме размельчённой стальной стружки.
• 1,5% номинальной грузоподъёмности — при подъёме обычной стальной стружки.

Допускается работа электромагнита с грузами, имеющими температуру до 500 °C, так как при более высокой температуре у стали и чугуна уменьшаются магнитные свойства. Новые серии электромагнитов ЭМГ, ЭМГС, ЭМГК, ЭМГП, ЭМГБ, ЭМГР, ЭМГТ могут работать с грузами до 650 °C.

Принцип действия

Рабочий цикл электромагнита:

• Магнит опускают на груз.
• Груз, удерживаемый магнитом, переносят на нужное место.
• Магнит выключают, а груз освобождается.

Достоинства и недостатки

Достоинства электромагнитов:

• Удобство работы и простота управления.
• Быстрая смена на крюке крана.

К недостаткам относят:

• переменную грузоподъёмность.
• невозможность подъёма грузов, нагретых до температуры более 800 °C.

Грузоподъёмные электромагниты в СССР выпускались круглой (серии М) и прямоугольной формы (серии ПМ) согласно ГОСТ 10130-79Е грузоподъёмностью 6 — 20т и 7 — 17т соответственно.

На сегодняшний день электромагниты серии М и ПМ сняты с производства и на замену им выпускаются круглые электромагниты серии ЭМГ и специальные электромагниты, в том числе прямоугольные — серий ЭМГС, ЭМГК, ЭМГП, ЭМГБ, ЭМГР, ЭМГТ.

Круглые электромагниты

Круглые предназначаются для подъёма и транспортировки стальных и чугунных грузов небольших размеров и неопределённой формы (плит, болванок, чугунных чушек, скрапа, стружки и пр.).

Специальные модели круглых электромагнитов (M-40) применяются для подъёма бойных шаров при дроблении крупного чугунного металлолома на копровых участках металлургических заводов.

Благодаря сферической конструкции его полюсов этим электромагнитом удобно захватывать бойный шар диаметром 1350 мм, массой 10 т.

Ранее в СССР выпускались электромагниты серии М только диаметром 78, 117, 165 см. Сегодня гамма круглых электромагнитов для переноски скрапа, металлолома, стружки, шихты существенно расширена.

Электромагниты серии ЭМГ представлены диаметрами 78, 117, 130, 140, 155, 165, 180, 200, 230 см, имеющих соответствующую грузоподъёмность на скрапе 3А по ГОСТ 2787-75 от 200 кг до 2.8 т.

Дополнительно выпускаются электромагниты серии ЭМГ для выгрузки скрапа из вагонов прямоугольной формы, размером от 230х150 см до 350х220 см, с соответствующей грузоподъёмностью на скрапе 3А по ГОСТ 2787-75 от 2.2 т до 4 т.

Квадратные электромагниты серии ЭМГ предназначены для зачистки вагонов и автомобилей после выгрузки грейфером мобильного экскаватора или перегружателя.

Любой электромагнит может быть оборудован специальной траверсой, которая позволяет захватывать электромагнит грейфером мобильного экскаватора или перегружателя и работать электромагнитом не снимая грейфер.

С бойным шаром может работать любой электромагнит круглой серии ЭМГ, для этого к нему прибирается специальная накладка на полюс.

Прямоугольные электромагниты

Прямоугольные электромагниты предназначены в основном для транспортировки стальных и чугунных длинномерных грузов (рельсов, балок, труб и т. д.). Обычно применяются два или три таких электромагнита, работающих на общей траверсе.

На сегодняшний день на замену прямоугольным электромагнитам серии ПМ пришли сразу несколько серий электромагнитов:

• прямоугольные электромагниты серии ЭМГ — являются аналогами электромагнитов серии ПМ.
• Электромагниты ЭМГ110-64-СТ и ЭМГ170-70-СТ — предназначены для перегрузки слябов, рельс, блюмсов с температурой до 650 °C и имеют более высокие характеристики.

Для других видов грузов также применяются специальные электромагниты:

• Серия ЭМГС — для переноски слябов, листовой стали в пачках или поштучно, прямоугольных труб в пачках или поштучно.
• Серия ЭМГК — для переноски бунтов и пачек большого диаметра из арматуры, круга, катанки, труб.
• Серия ЭМГП — для переноски пачек среднего диаметра из арматуры, круга, катанки, труб.
• Серия ЭМГТ — для перегрузки труб большого диаметра. Электромагниты данных серий могут использоваться на траверсе.

Электромагниты серии ЭМГР и ЭМГБ предназначены для перегрузки рулонной стали с торцевой и боковой стороны.