मौलिक डिजाइन विचार

बुनियादी चुंबक डिजाइन
मैग्नेबेंड मशीन को सीमित कर्तव्य चक्र के साथ एक शक्तिशाली डीसी चुंबक के रूप में डिजाइन किया गया है।
मशीन में 3 मूल भाग होते हैं: -

चुंबक निकाय जो मशीन का आधार बनाता है और इसमें इलेक्ट्रो-चुंबक का तार होता है।

क्लैंप बार जो चुंबक आधार के ध्रुवों के बीच चुंबकीय प्रवाह के लिए एक मार्ग प्रदान करता है, और इस तरह शीटमेटल वर्कपीस को जकड़ लेता है।

झुकने वाली बीम जो चुंबक निकाय के सामने के किनारे पर घूमती है और वर्कपीस को झुकने वाली शक्ति लगाने के लिए एक साधन प्रदान करती है।

3-डी मॉडल:
नीचे एक यू-टाइप चुंबक में भागों की मूल व्यवस्था दिखाते हुए एक 3-डी ड्राइंग है:

साइकिल शुल्क

कर्तव्य चक्र की अवधारणा विद्युत चुंबक के डिजाइन का एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहलू है।यदि डिजाइन आवश्यकता से अधिक कर्तव्य चक्र प्रदान करता है तो यह इष्टतम नहीं है।अधिक कर्तव्य चक्र का स्वाभाविक रूप से मतलब है कि अधिक तांबे के तार की आवश्यकता होगी (परिणामस्वरूप उच्च लागत के साथ) और/या कम क्लैम्पिंग बल उपलब्ध होगा।

नोट: एक उच्च कर्तव्य चक्र चुंबक में कम शक्ति अपव्यय होगा जिसका अर्थ है कि यह कम ऊर्जा का उपयोग करेगा और इस प्रकार संचालित करने के लिए सस्ता होगा।हालाँकि, क्योंकि चुंबक केवल संक्षिप्त अवधि के लिए चालू होता है, इसलिए संचालन की ऊर्जा लागत को आमतौर पर बहुत कम महत्व का माना जाता है।इस प्रकार डिजाइन के दृष्टिकोण में उतनी ही शक्ति का अपव्यय होना है जितना कि आप कॉइल की वाइंडिंग को ज़्यादा गरम न करने के मामले में कर सकते हैं।(यह दृष्टिकोण अधिकांश विद्युत चुंबक डिजाइनों के लिए सामान्य है)।

मैग्नेबेंड को लगभग 25% के नाममात्र कर्तव्य चक्र के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मोड़ने में आमतौर पर केवल 2 या 3 सेकंड लगते हैं।इसके बाद चुंबक अगले 8 से 10 सेकंड के लिए बंद रहेगा, जबकि वर्कपीस की स्थिति बदल दी जाएगी और अगले मोड़ के लिए तैयार किया जाएगा।यदि 25% कर्तव्य चक्र पार हो जाता है तो अंततः चुंबक बहुत गर्म हो जाएगा और थर्मल अधिभार ट्रिप हो जाएगा।चुंबक क्षतिग्रस्त नहीं होगा लेकिन इसे दोबारा इस्तेमाल करने से पहले लगभग 30 मिनट तक ठंडा होने देना होगा।

क्षेत्र में मशीनों के साथ परिचालन अनुभव से पता चला है कि सामान्य उपयोगकर्ताओं के लिए 25% कर्तव्य चक्र काफी पर्याप्त है।वास्तव में कुछ उपयोगकर्ताओं ने मशीन के वैकल्पिक उच्च शक्ति संस्करणों का अनुरोध किया है जिसमें कम कर्तव्य चक्र की कीमत पर अधिक क्लैम्पिंग बल है।

मैग्नाबेंड क्लैम्पिंग फोर्स:

प्रैक्टिकल क्लैम्पिंग फोर्स:

अभ्यास में यह उच्च क्लैंपिंग बल केवल तभी महसूस किया जाता है जब इसकी आवश्यकता नहीं होती है (!), जब पतली स्टील वर्कपीस को झुकाते हैं।अलौह वर्कपीस को झुकाते समय बल कम होगा जैसा कि ऊपर ग्राफ में दिखाया गया है, और (थोड़ी उत्सुकता से), मोटी स्टील वर्कपीस को झुकाते समय भी यह कम होता है।ऐसा इसलिए है क्योंकि एक तेज मोड़ बनाने के लिए आवश्यक क्लैम्पिंग बल एक त्रिज्या मोड़ के लिए आवश्यक बल से बहुत अधिक है।तो क्या होता है कि जैसे-जैसे मोड़ आगे बढ़ता है क्लैम्पबार का अगला किनारा थोड़ा ऊपर उठता है जिससे वर्कपीस को एक त्रिज्या बनाने की अनुमति मिलती है।

छोटे एयर-गैप जो बनते हैं, क्लैम्पिंग बल का थोड़ा नुकसान होता है, लेकिन त्रिज्या मोड़ बनाने के लिए आवश्यक बल चुंबक क्लैम्पिंग बल की तुलना में अधिक तेजी से गिरा है।इस प्रकार एक स्थिर स्थिति का परिणाम होता है और क्लैम्पबार जाने नहीं देता।

ऊपर जो वर्णित किया गया है वह झुकने का तरीका है जब मशीन अपनी मोटाई सीमा के पास होती है।यदि एक और भी मोटी वर्कपीस की कोशिश की जाती है, तो निश्चित रूप से क्लैम्पबार उठ जाएगा।

इस आरेख से पता चलता है कि यदि क्लैम्पबार के नाक के किनारे को तेज के बजाय थोड़ा सा त्रिज्या किया गया था, तो मोटे झुकने के लिए हवा का अंतर कम हो जाएगा।

वास्तव में यह मामला है और ठीक से बनाए गए मैग्नाबेंड में एक त्रिज्या वाले किनारे के साथ एक क्लैम्पबार होगा।(तेज धार की तुलना में एक त्रिज्या धार भी आकस्मिक क्षति के लिए बहुत कम प्रवण होती है)।

बेंड विफलता का सीमांत मोड:

यदि एक बहुत मोटी वर्कपीस पर मोड़ने का प्रयास किया जाता है तो मशीन इसे मोड़ने में विफल हो जाएगी क्योंकि क्लैम्पबार आसानी से ऊपर उठ जाएगा।(सौभाग्य से यह नाटकीय तरीके से नहीं होता है; क्लैम्पबार बस चुपचाप जाने देता है)।

हालाँकि यदि झुकने का भार चुंबक की झुकने की क्षमता से थोड़ा अधिक है, तो आम तौर पर क्या होता है कि मोड़ 60 डिग्री के बारे में कहने के लिए आगे बढ़ेगा और फिर क्लैम्पबार पीछे की ओर खिसकना शुरू कर देगा।विफलता के इस मोड में चुंबक वर्कपीस और चुंबक के बिस्तर के बीच घर्षण पैदा करके अप्रत्यक्ष रूप से झुकने वाले भार का विरोध कर सकता है।

उत्थापन के कारण विफलता और फिसलने के कारण विफलता के बीच मोटाई का अंतर आम तौर पर बहुत अधिक नहीं होता है।
लिफ्ट-ऑफ की विफलता वर्कपीस के क्लैम्पबार के सामने के किनारे को ऊपर की ओर ले जाने के कारण होती है।क्लैम्पबार के सामने के किनारे पर क्लैम्पिंग बल मुख्य रूप से इसका प्रतिरोध करता है।पीछे के किनारे पर क्लैम्पिंग का बहुत कम प्रभाव पड़ता है क्योंकि यह उस जगह के करीब होता है जहाँ क्लैम्पबार को पिवोट किया जा रहा है।वास्तव में यह कुल क्लैम्पिंग बल का केवल आधा है जो उत्थापन का प्रतिरोध करता है।

दूसरी ओर स्लाइडिंग का प्रतिरोध कुल क्लैम्पिंग बल द्वारा किया जाता है लेकिन केवल घर्षण के माध्यम से इसलिए वास्तविक प्रतिरोध वर्कपीस और चुंबक की सतह के बीच घर्षण के गुणांक पर निर्भर करता है।

साफ और सूखे स्टील के लिए घर्षण गुणांक 0.8 जितना अधिक हो सकता है लेकिन यदि स्नेहन मौजूद है तो यह 0.2 जितना कम हो सकता है।आम तौर पर यह बीच में कहीं होगा कि मोड़ विफलता का सीमांत मोड आमतौर पर फिसलने के कारण होता है, लेकिन चुंबक की सतह पर घर्षण बढ़ाने के प्रयास सार्थक नहीं पाए गए हैं।

मोटाई क्षमता:

98 मिमी चौड़े और 48 मिमी गहरे ई-प्रकार के चुंबक शरीर के लिए और 3,800 एम्पीयर-टर्न कॉइल के साथ, पूरी लंबाई की झुकने की क्षमता 1.6 मिमी है।यह मोटाई स्टील शीट और एल्यूमीनियम शीट दोनों पर लागू होती है।एल्युमिनियम शीट पर क्लैम्पिंग कम होगी लेकिन इसे मोड़ने के लिए कम टॉर्क की आवश्यकता होती है इसलिए यह इस तरह से क्षतिपूर्ति करता है जैसे दोनों प्रकार की धातु के लिए समान गेज क्षमता प्रदान करता है।

कथित झुकने की क्षमता पर कुछ चेतावनियां होनी चाहिए: मुख्य यह है कि शीट धातु की उपज शक्ति व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है।1.6 मिमी की क्षमता 250 एमपीए तक के यील्ड स्ट्रेस वाले स्टील पर और 140 एमपीए तक के यील्ड स्ट्रेस वाले एल्युमीनियम पर लागू होती है।

स्टेनलेस स्टील में मोटाई क्षमता लगभग 1.0 मिमी है।यह क्षमता अधिकांश अन्य धातुओं की तुलना में काफी कम है क्योंकि स्टेनलेस स्टील आमतौर पर गैर-चुंबकीय होता है और फिर भी इसमें उच्च उपज तनाव होता है।

एक अन्य कारक चुंबक का तापमान है।यदि चुंबक को गर्म होने दिया गया है तो कॉइल का प्रतिरोध अधिक होगा और यह बदले में कम एम्पीयर-टर्न और कम क्लैम्पिंग बल के साथ कम धारा खींचने का कारण बनेगा।(यह प्रभाव आमतौर पर काफी मध्यम होता है और मशीन के विनिर्देशों को पूरा नहीं करने का कारण बनने की संभावना नहीं है)।

अंत में, यदि चुंबक क्रॉस सेक्शन को बड़ा बनाया जाए तो अधिक क्षमता वाले मैग्नाबेंड बनाए जा सकते हैं।