Desain Magnet Dasar
Mesin Magnabend dirancang sebagai magnet DC yang kuat dengan siklus kerja terbatas.
Mesin terdiri dari 3 bagian dasar:-
Badan magnet yang membentuk dasar mesin dan berisi kumparan elektro-magnet.
Batang penjepit yang menyediakan jalur untuk fluks magnet antara kutub dasar magnet, dan dengan demikian menjepit benda kerja lembaran logam.
Balok lentur yang diputar ke tepi depan badan magnet dan menyediakan sarana untuk menerapkan gaya tekuk ke benda kerja.
Model 3-D:
Di bawah ini adalah gambar 3-D yang menunjukkan susunan dasar bagian-bagian dalam magnet tipe-U:
Siklus
Konsep siklus adalah aspek yang sangat penting dari desain elektromagnet.Jika desain menyediakan lebih banyak siklus kerja daripada yang dibutuhkan maka itu tidak optimal.Lebih banyak siklus tugas secara inheren berarti bahwa lebih banyak kawat tembaga akan dibutuhkan (dengan konsekuensi biaya yang lebih tinggi) dan/atau akan ada lebih sedikit kekuatan penjepit yang tersedia.
Catatan: Magnet siklus kerja yang lebih tinggi akan memiliki disipasi daya yang lebih sedikit yang berarti akan menggunakan lebih sedikit energi dan dengan demikian lebih murah untuk dioperasikan.Namun, karena magnet ON hanya untuk waktu yang singkat, maka biaya energi untuk operasi biasanya dianggap sangat kecil.Jadi pendekatan desainnya adalah memiliki disipasi daya sebanyak yang Anda bisa dapatkan dalam hal tidak terlalu panasnya belitan koil.(Pendekatan ini umum untuk sebagian besar desain elektromagnet).
Magnabend dirancang untuk siklus tugas nominal sekitar 25%.
Biasanya hanya butuh 2 atau 3 detik untuk membuat tikungan.Magnet kemudian akan mati selama 8 hingga 10 detik lagi sementara benda kerja diposisikan ulang dan disejajarkan siap untuk tikungan berikutnya.Jika siklus kerja 25% terlampaui maka pada akhirnya magnet akan menjadi terlalu panas dan kelebihan beban termal akan trip.Magnet tidak akan rusak tetapi harus dibiarkan dingin selama sekitar 30 menit sebelum digunakan kembali.
Pengalaman operasional dengan mesin di lapangan telah menunjukkan bahwa siklus kerja 25% cukup memadai untuk pengguna biasa.Bahkan beberapa pengguna telah meminta versi daya tinggi opsional dari alat berat yang memiliki kekuatan penjepit lebih banyak dengan mengorbankan siklus kerja yang lebih sedikit.
Kekuatan Penjepit Magnabend:
Kekuatan Penjepit Praktis:
Dalam prakteknya gaya klem yang tinggi ini hanya pernah direalisasikan pada saat tidak diperlukan(!), yaitu pada saat membengkokkan benda kerja baja tipis.Saat menekuk benda kerja non-ferrous, gayanya akan lebih kecil seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas, dan (sedikit aneh), juga lebih sedikit saat menekuk benda kerja baja tebal.Ini karena gaya penjepit yang dibutuhkan untuk membuat tikungan tajam jauh lebih tinggi daripada yang dibutuhkan untuk tikungan radius.Jadi yang terjadi adalah saat tikungan berlangsung, tepi depan klem sedikit terangkat sehingga memungkinkan benda kerja membentuk jari-jari.
Celah udara kecil yang terbentuk menyebabkan sedikit kehilangan gaya penjepit tetapi gaya yang dibutuhkan untuk membentuk radius tikungan telah turun lebih tajam daripada gaya penjepit magnet.Dengan demikian hasil situasi stabil dan klem tidak lepas.
Yang dijelaskan di atas adalah mode pembengkokan saat mesin mendekati batas ketebalannya.Jika benda kerja yang lebih tebal dicoba maka tentu klem akan lepas.
Diagram ini menunjukkan bahwa jika ujung hidung klem diradiuskan sedikit, bukannya tajam, maka celah udara untuk pembengkokan tebal akan berkurang.
Memang ini masalahnya dan Magnabend yang dibuat dengan benar akan memiliki klem dengan tepi yang meruncing.(Tepi yang diradiasikan juga jauh lebih rentan terhadap kerusakan yang tidak disengaja dibandingkan dengan tepi yang tajam).
Mode Marginal Kegagalan Tikungan:
Jika dilakukan pembengkokan pada benda kerja yang sangat tebal maka mesin akan gagal menekuknya karena klem akan lepas begitu saja.(Untungnya ini tidak terjadi secara dramatis; klem hanya melepaskannya dengan tenang).
Namun jika beban lentur hanya sedikit lebih besar dari kapasitas lentur magnet maka umumnya yang terjadi adalah tikungan akan berlanjut sekitar 60 derajat dan kemudian klem akan mulai meluncur ke belakang.Dalam mode kegagalan ini magnet hanya dapat menahan beban lentur secara tidak langsung dengan menciptakan gesekan antara benda kerja dan alas magnet.
Perbedaan ketebalan antara keruntuhan akibat lepas landas dan keruntuhan akibat kelongsoran umumnya tidak terlalu besar.
Kegagalan pengangkatan terjadi karena benda kerja mengungkit tepi depan klem ke atas.Kekuatan penjepit di tepi depan klem terutama yang menahan ini.Penjepitan di tepi belakang tidak banyak berpengaruh karena dekat dengan tempat klem diputar.Faktanya hanya setengah dari total gaya penjepit yang menahan gaya angkat.
Di sisi lain geser dilawan oleh gaya penjepit total tetapi hanya melalui gesekan sehingga resistensi yang sebenarnya tergantung pada koefisien gesekan antara benda kerja dan permukaan magnet.
Untuk baja bersih dan kering, koefisien gesekan bisa setinggi 0,8 tetapi jika ada pelumasan maka bisa serendah 0,2.Biasanya itu akan berada di suatu tempat di antara sedemikian rupa sehingga mode marginal kegagalan tikungan biasanya karena geser, tetapi upaya untuk meningkatkan gesekan pada permukaan magnet telah ditemukan tidak bermanfaat.
Kapasitas Ketebalan:
Untuk bodi magnet tipe-E dengan lebar 98mm dan kedalaman 48mm serta dengan kumparan putar 3.800 ampere, kapasitas lentur panjang penuh adalah 1,6mm.Ketebalan ini berlaku untuk lembaran baja dan lembaran aluminium.Akan ada lebih sedikit penjepitan pada lembaran aluminium tetapi membutuhkan lebih sedikit torsi untuk menekuknya sehingga ini mengkompensasi sedemikian rupa untuk memberikan kapasitas pengukur yang sama untuk kedua jenis logam.
Perlu ada beberapa peringatan tentang kapasitas lentur yang dinyatakan: Yang utama adalah bahwa kekuatan luluh lembaran logam dapat sangat bervariasi.Kapasitas 1,6 mm berlaku untuk baja dengan tegangan leleh hingga 250 MPa dan aluminium dengan tegangan leleh hingga 140 MPa.
Kapasitas ketebalan dalam baja tahan karat adalah sekitar 1.0mm.Kapasitas ini secara signifikan lebih kecil daripada kebanyakan logam lain karena baja tahan karat biasanya non-magnetik namun memiliki tegangan luluh yang cukup tinggi.
Faktor lainnya adalah suhu magnet.Jika magnet dibiarkan menjadi panas maka resistansi kumparan akan lebih tinggi dan ini pada gilirannya akan menyebabkan magnet menarik lebih sedikit arus dengan konsekuensi putaran ampere yang lebih rendah dan gaya penjepitan yang lebih rendah.(Efek ini biasanya cukup moderat dan tidak mungkin menyebabkan mesin tidak memenuhi spesifikasinya).
Akhirnya, Magnabends berkapasitas lebih tebal dapat dibuat jika penampang magnet dibuat lebih besar.
Waktu posting: 27 Agustus-2021