Desain Magnet Dasar
Mesin Magnabend dirancang sebagai magnet DC yang kuat dengan siklus kerja terbatas.
Mesin terdiri dari 3 bagian dasar:-
Tubuh magnet yang membentuk dasar mesin dan berisi kumparan elektro-magnet.
Bilah penjepit yang menyediakan jalur untuk fluks magnet di 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 lentur 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 duty cycle merupakan aspek yang sangat penting dari desain elektromagnet.Jika desain menyediakan lebih banyak siklus tugas daripada yang dibutuhkan maka itu tidak optimal.Lebih banyak siklus tugas secara inheren berarti 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 tugas yang lebih tinggi akan memiliki lebih sedikit disipasi daya yang berarti akan menggunakan lebih sedikit energi dan dengan demikian lebih murah untuk dioperasikan.Namun, karena magnet ON hanya untuk periode singkat maka biaya energi operasi biasanya dianggap sangat kecil.Jadi pendekatan desainnya adalah untuk 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 dibutuhkan hanya 2 atau 3 detik untuk membuat tikungan.Magnet kemudian akan mati selama 8 hingga 10 detik lagi sementara benda kerja diposisikan ulang dan siap untuk ditekuk 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 mendingin sekitar 30 menit sebelum digunakan kembali.
Pengalaman operasional dengan mesin di lapangan menunjukkan bahwa siklus kerja 25% cukup memadai untuk pengguna pada umumnya.Bahkan beberapa pengguna telah meminta versi daya tinggi opsional dari alat berat yang memiliki gaya penjepitan lebih besar dengan mengorbankan siklus kerja yang lebih sedikit.
Kekuatan Penjepit Magnabend:
Kekuatan Penjepit Praktis:
Dalam praktiknya gaya penjepitan yang tinggi ini hanya terwujud saat tidak diperlukan(!), yaitu saat membengkokkan benda kerja baja tipis.Saat membengkokkan benda kerja non-besi, gayanya akan berkurang seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas, dan (sedikit aneh), juga berkurang saat membengkokkan 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 clampbar sedikit terangkat sehingga memungkinkan benda kerja membentuk radius.
Celah udara kecil yang terbentuk menyebabkan sedikit kehilangan gaya penjepitan tetapi gaya yang dibutuhkan untuk membentuk radius belokan telah turun lebih tajam daripada gaya penjepitan magnet.Dengan demikian hasil situasi stabil dan clampbar tidak terlepas.
Apa yang dijelaskan di atas adalah mode penekukan saat mesin mendekati batas ketebalannya.Jika benda kerja yang lebih tebal dicoba maka tentu saja clampbar akan terangkat.
Diagram ini menunjukkan bahwa jika tepi hidung dari clampbar diradiasikan sedikit, bukan tajam, maka celah udara untuk tekukan yang tebal akan berkurang.
Memang ini masalahnya dan Magnabend yang dibuat dengan benar akan memiliki penjepit dengan ujung yang terpancar.(Tepi yang terpancar juga jauh lebih rentan terhadap kerusakan yang tidak disengaja dibandingkan dengan tepi yang tajam).
Mode Marjinal Kegagalan Tekuk:
Jika tekukan dilakukan pada benda kerja yang sangat tebal maka mesin akan gagal menekuknya karena clampbar akan lepas begitu saja.(Untungnya ini tidak terjadi secara dramatis; clampbar lepas begitu saja).
Namun jika beban tekukan hanya sedikit lebih besar dari kapasitas tekukan magnet maka umumnya yang terjadi adalah tekukan akan berlanjut sekitar 60 derajat dan kemudian clampbar 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 lift-off dan keruntuhan akibat sliding umumnya tidak terlalu banyak.
Kegagalan lift-off disebabkan oleh benda kerja yang mengangkat tepi depan clampbar ke atas.Gaya penjepit di tepi depan batang penjepit terutama yang menahannya.Menjepit di tepi belakang memiliki pengaruh yang kecil karena dekat dengan tempat clampbar sedang diputar.Nyatanya hanya setengah dari total gaya penjepitan yang menahan lift-off.
Di sisi lain geser dilawan oleh gaya penjepitan total tetapi hanya melalui gesekan sehingga resistansi sebenarnya tergantung pada koefisien gesekan antara benda kerja dan permukaan magnet.
Untuk baja yang bersih dan kering koefisien gesek bisa setinggi 0,8 tetapi jika ada pelumasan maka bisa serendah 0,2.Biasanya itu akan berada di antara keduanya sehingga mode kegagalan tikungan marjinal biasanya karena geser, tetapi upaya untuk meningkatkan gesekan pada permukaan magnet ternyata tidak bermanfaat.
Kapasitas Ketebalan:
Untuk bodi magnet tipe-E dengan lebar 98 mm dan kedalaman 48 mm serta dengan koil putar 3.800 ampere, kapasitas tekukan panjang penuh adalah 1,6 mm.Ketebalan ini berlaku untuk lembaran baja dan lembaran aluminium.Akan ada lebih sedikit penjepitan pada lembaran aluminium tetapi membutuhkan lebih sedikit torsi untuk membengkokkannya sehingga ini mengkompensasi sedemikian rupa untuk memberikan kapasitas pengukur yang sama untuk kedua jenis logam tersebut.
Perlu ada beberapa peringatan pada kapasitas tekukan yang disebutkan: Yang utama adalah bahwa kekuatan luluh lembaran logam dapat sangat bervariasi.Kapasitas 1,6 mm berlaku untuk baja dengan tegangan luluh hingga 250 MPa dan aluminium dengan tegangan luluh hingga 140 MPa.
Kapasitas ketebalan dalam baja tahan karat adalah sekitar 1,0 mm.Kapasitas ini jauh lebih kecil daripada kebanyakan logam lainnya karena baja tahan karat biasanya non-magnetik namun memiliki tegangan luluh yang cukup tinggi.
Faktor lainnya adalah suhu magnet.Jika magnet telah dibiarkan menjadi panas maka resistansi kumparan akan lebih tinggi dan ini pada gilirannya akan menyebabkannya menarik lebih sedikit arus dengan konsekuensi belitan ampere yang lebih rendah dan gaya penjepitan yang lebih rendah.(Efek ini biasanya cukup moderat dan tidak mungkin menyebabkan mesin tidak memenuhi spesifikasinya).
Terakhir, Magnabend berkapasitas lebih tebal dapat dibuat jika penampang magnet dibuat lebih besar.
Waktu posting: 12 Agustus-2022