Для розробки і проектування тягового електромагніту необхідно визначити його конструкцію, розрахувати численні параметри електромагніту і джерела живлення.
1. Розрахунок електромагніта
Потрібно визначити розміри магнітопровода і параметри котушки, забезпечують задані характеристики при мінімальних габаритах.
1.1 Уточнення форми стопа
(1)
де хід якоря, м;
конструктивний фактор;
P - тягове зусилля, Н.
(2)
де тягове зусилля, яке повинен розвивати електромагніт на початку ходу якоря, Н;
зусилля пружини, Н.
(3)
Визначимо зусилля пружини:
(4)
Визначимо зусилля пружини тягове зусилля електромагніту:
1.2 Визначення основних параметрів електромагніта
Малюнок 1 - Ескіз електромагніту.
) Діаметр якоря електромагніту
, (5)
(6)
де магнітна постійна; магнітна індукція в робочому зазорі. Значення магнітної індукції в робочому зазорі знаходимо за графіком [1]:
;
;
.
) Зовнішній діаметр електромагніту
(7)
.
3) Довжина електромагніту
(8)
де паразитний зазор, м;
питомий опір дроти, Омм;
питома потужність розсіювання, Вт /.
Приймемо
, (9)
де питомий опір мідного дроту при 20;
температурний коефіцієнт мідного дроту.
За графіком приймаємо.
.
) Ставлення габаритних розмірів електромагніту і їх оцінка
Значення належить інтервалу (0,7 ... 1,8), отже, конструктивне оформлення втяжной електромагнітів можемо вважати вдалим [1].
) За прийнятим діаметру якоря уточнюється значення магнітної індукції:
(10)
6) За графіком визначаємо значення поправочного коефіцієнта відносного падіння магніторушійної сили [1]:
7) Максимальне значення магнітної індукції
, (11),
1.3 Визначення інших розмірів магнітопровода
1) Внутрішній діаметр муздрамтеатру
(12),.
2) Товщина фланця
(13),
3) Довжина вікна магнітопровода під котушку
(14), .
4) Довжина стопа
(15),
.4 Визначення параметрів котушки
) Середній діаметр котушки
(16)
де товщина каркаса, м (приймемо);
зазор між котушкою і корпусом, м (приймемо.
.
2) Діаметр дроту
(17)
.
) Вибираємо марку проводу
За рекомендаціями таблиці [1] вибираємо марку дроту ПЕВ - 2 з двома шарами високоміцної емалі ВЛ - 931 і максимальною робочою температурою.
Діаметр дроти приймаємо із стандартного ряду:.
Діаметр проводу даної марки в ізоляції:.
) Висота намотування котушки
(18)
.
5) Довжина котушки
(19)
.
6) Число витків котушки
(20),
7) Опір котушки при нормальних умовах (
(21)
8) Довжина намотувального дроти
(22)
1.5 Побудова навантажувальної характеристики електромагніту
Залежність між тяговим зусиллям електромагніту і ходом якоря висловимо з формули:
Малюнок 2 - Навантажувальна характеристика електромагніту.
2. Розрахунок гвинтової пружини
Вихідні дані:
Пружина стиснення
Сила пружини при попередній деформації, F1=3,6 (Н);
Сила пружини при робочій деформації, F2=(1,5-2) F 1; F2=5,4 (Н);
Малюнок 3 - Ескіз пружини стиснення.
2.1 Знаходження граничних значень сили F3
, (23)
, (24)
.
У даному інтервалі вибираємо пружину стиснення і розтягування розряду 1, класу 1 з [2] (за ГОСТ 13766-86) з наступними характеристиками:
Сила пружини при максимальній деформації F3=6,3 (Н)
Діаметр дроту d=0,5 (мм)
Зовнішній діаметр пружини D1=6 (мм)
Жорсткість одного витка C1=3,689 (Н/мм)
Найбільший прогин...
