Грузоподъемный электромагнит МГ-34/110
Прямоугольный грузоподъёмный электромагнит постоянного тока для захвата и перемещения ферромагнитных грузов крановыми механизмами: листового и сортового металлопроката, труб, рельсов, балок, швеллеров, арматуры и пакетов металла.
Прямоугольный электромагнит МГ-34/110 с вытянутой рабочей поверхностью около 1100 × 340 мм ориентирован на работу с листовым и сортовым металлопрокатом, трубами, рельсами, балками, швеллерами, арматурой и пакетами металла. Для длинномерных грузов возможно применение нескольких электромагнитов на общей траверсе.
- Габаритные размеры основания: ≈ 1100 × 340 мм
- Номинальное напряжение: 220 В постоянного тока
- Грузоподъемность (на плите): 3,0 т
- Потребляемая мощность (20 °C): 2,51 кВт
- Масса устройства: не более 473 кг
Назначение и применение
Электромагнит грузоподъемный МГ-34/110 предназначен для захвата и перемещения грузов из ферромагнитных материалов крановыми механизмами. Прямоугольное исполнение с вытянутой рабочей поверхностью около 1100 × 340 мм ориентировано на работу с листовым и сортовым металлопрокатом, трубами, рельсами, балками, швеллерами, арматурой и пакетами металла.
Паспортная грузоподъемность на гладкой болванке или плите — 3,0 т. Питание — 220 В постоянного тока, потребляемая мощность при 20 °C — 2,51 кВт, продолжительность включения — 60 %, масса по паспорту — не более 473 кг, степень защиты — IP54.
Перемещаемые грузы
Прямоугольные грузоподъемные электромагниты предназначены для подъема и перемещения:
- листовой стали;
- слябов;
- заготовок;
- труб;
- швеллеров;
- двутавров;
- уголка;
- круглого и квадратного проката;
- рельсов;
- балок;
- арматуры в связках;
- пакетов прутков;
- других профилей;
- рулонов листа и проволоки с горизонтальной осью.
Основная область применения данной формы грузозахвата — длинномерный и пакетированный металлопрокат, для которого важны распределенный захват по длине, устойчивость груза и снижение провисания при подъеме.
Особенности прямоугольного исполнения
- обеспечивает длинный контакт с грузом;
- распределяет удерживающее усилие по длине;
- уменьшает вероятность провисания и сдвига длинномерного груза;
- повышает устойчивость груза против опрокидывания при подъеме;
- снижает риск деформации тонкостенных профилей и листов;
- позволяет размещать несколько магнитов с небольшим шагом вдоль длинного груза.
Вытянутая форма особенно подходит для сортового проката, рельсов, балок, швеллеров, профилей, полос, пакетов прутков и других длинномерных грузов. Круглый магнит в аналогичных условиях создает более сосредоточенное усилие и применяется преимущественно для других задач, в том числе для захвата кускового и насыпного лома.
Работа одним и несколькими электромагнитами
Для длинномерных грузов целесообразно применять траверсу с двумя и более магнитами. При расположении одного грузозахвата по центру длинного груза каждая половина груза работает как консоль: увеличивается изгибающий момент, появляется провисание концов и возможен частичный отрыв груза от полюсной поверхности.
При двух симметрично расположенных опорах максимальный изгибающий момент минимален, когда опоры находятся примерно на расстоянии 0,207·L от торцов. В этом случае момент примерно в 5,8 раза меньше, чем при подвеске в одной точке. Ориентиры: для груза длиной 6 м — магниты примерно в 1,25 м от каждого торца; для груза длиной 12 м — примерно в 2,5 м от каждого торца. Три или четыре магнита позволяют дополнительно снизить изгиб и увеличить длину обслуживаемого груза.
Ориентация электромагнита: для узких профилей и прутков обычно рекомендуется ориентация поперек груза, при которой профиль перекрывает оба полюса; для широких полос и листов возможна продольная ориентация. Окончательная ориентация зависит от конкретного расположения полюсов.
Условия применения
При эксплуатации необходимо учитывать:
- толщину и сечение груза;
- форму груза;
- состояние поверхности;
- температуру;
- плотность пакета;
- расположение магнита относительно центра масс;
- характер нагрузки;
- количество магнитов и схему их размещения.
Как выбрать оборудование
При выборе прямоугольного грузоподъемного электромагнита учитываются:
- характер перемещаемых грузов;
- длина груза;
- масса;
- сечение и толщина;
- форма;
- температура;
- состояние поверхности;
- необходимая грузоподъемность;
- условия эксплуатации;
- режим работы;
- необходимое количество магнитов и схема их размещения на траверсе;
- параметры электропитания.
Особенно важны сечение и толщина груза (тонкий груз ограничивает магнитный поток), длина и масса (от них зависит количество грузохаватных устройств и их расстановка), состояние поверхности (окалина, ржавчина, краска, лед, изгиб и волнистость увеличивают воздушный зазор), форма контакта (для круглого проката и труб контакт преимущественно линейный), температура груза и режим работы (ПВ и температура определяют нагрев катушки).
Для системы из нескольких магнитов выпрямительное устройство и шкаф управления выбираются с учетом суммарного тока группы, а не тока одного устройства.
Паспортные данные: Магнит электрический грузозахватный МГ-34/110
Назначение изделия: Предназначен для захвата и перемещения грузов из ферромагнитных материалов крановыми механизмами.
Вид климатического исполнения: У1 по ГОСТ 15150-69.
Степень защиты: IP54.
Режим работы и электрические параметры
Предназначен для работы при номинальном напряжении 220 В постоянного тока. Режим работы — повторно-кратковременный с относительной продолжительностью включения (ПВ) 60 % и продолжительностью цикла не более 10 минут. Управление электромагнитом осуществляется при помощи преобразователя напряжения типа ПН-02.
Таблица основных технических характеристик
| Наименование параметра | МГ-34/110А | МГ-34/110М |
|---|---|---|
| Напряжение сети постоянного тока, В | 220 | 220 |
| Продолжительность включений (ПВ), % | 60 | 60 |
| Продолжительность цикла, мин | не более 10 | 10 |
| Ток номинальный при 20 °C, А | 11,4 | 11,4 |
| Предельно допустимый минимальный ток, А | 7,8 | 7,8 |
| Потребляемая мощность при 20 °C, кВт | 2,5 | 2,5 |
| Сопротивление обмотки при 20 °C, Ом | 19,4 ± 0,5 | 19,4 |
| Сопротивление изоляции в холодном состоянии, МОм | 1000 | 1000 |
| Грузоподъемность на гладкой болванке или плите, т | 3,0 | 3,0 |
| Масса, кг | 473 | 496 |
| Материал обмотки | алюминий | медь |
| Степень защиты | IP54/IP65 | IP54/IP65 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 21900 | 2190 |
Габаритные размеры (по приложению А)
- L = 1094 мм;
- B = 340 мм;
- h = 314 мм;
- H = 945 мм;
- H1 = 379 мм.
В коммерческом описании рабочий габарит основания указан как 340 × 1100 мм.
Климатическое исполнение, защита и ресурс
- климатическое исполнение — У1 по ГОСТ 15150-69;
- степень защиты — IP54;
- назначенный срок службы — 10 лет;
- срок хранения — 3 года в консервации изготовителя в неотапливаемых хранилищах;
- гарантийный срок эксплуатации — 12 месяцев со дня ввода электромагнита в эксплуатацию, но не более 18 месяцев со дня отгрузки потребителю.
Состав изделия (по паспорту)
- магнитопровод;
- коробка выводов;
- полюс;
- катушка;
- заливочная масса;
- изоляционная прокладка;
- шайба;
- подвеска с кольцом Рт3-3,2.
Данные, требующие проверки
В исходных материалах имеются расхождения, которые рекомендуется уточнить у производителя:
- Масса: паспорт — не более 473 кг; техническое описание — 477 кг; существующая карточка МГ-34/110М — 496 кг; существующая карточка МГ-34/110А — 473 кг.
- Обозначение: паспорт — МГ-34/110; в существующих карточках — МГ-34/110М и МГ-34/110А.
- Напряжение: паспорт — 220 В постоянного тока; коммерческое описание линейки — 110/220 В постоянного тока. Для конкретного МГ-34/110 паспортное значение — 220 В.
- ПВ: паспорт — 60 %; коммерческое описание — 70 % за 10-минутный цикл. Для МГ-34/110 без дополнительного подтверждения следует ориентироваться на паспортные 60 %.
- Магнитная индукция: коммерческое описание указывает плотность магнитного потока > 2 Тл; паспортные данные МГ-34/110 такого значения не содержат.
- Остаточный магнетизм и время размагничивания: указаны в коммерческом описании; паспортное подтверждение отсутствует.
- Температура груза 60–80 °C: приведена в техническом описании; отдельного паспортного подтверждения для МГ-34/110 нет.
- Работа с грузами длиной до 18 м: указана для набора грузоподъемных электромагнитов; не является однозначной характеристикой одного МГ-34/110.
Инженерный анализ: МГ-34/110
1. Распределение магнитного усилия
Магнитное поле прямоугольного электромагнита имеет плоскую конфигурацию. Силовые линии замыкаются через груз по длине полюсной системы. Это даёт распределенное удерживающее усилие по длине, устойчивость против опрокидывания, снижение провисания и снижение риска деформации тонкостенных профилей и листов.
2. Физика захвата
Усилие притяжения создается магнитным потоком в контакте с грузом. Давление магнитного поля определяется формулой Максвелла:
p = B² / (2μ₀)
При индукции 1,0 Тл давление составляет около 0,4 МПа (≈4 кгс/см²), при 1,5 Тл — около 0,9 МПа (≈9 кгс/см²). Это теоретический предел для полного контакта с толстой плитой. Реальная паспортная грузоподъемность ниже отрывного усилия из-за запаса по надежности, нагрева катушки и неидеального контакта.
3. Воздушный зазор
При индукции 1,2 Тл напряженность поля в зазоре:
H = B/μ₀ ≈ 955 кА/м
Каждый миллиметр зазора в исходном расчете соответствует примерно 955 А·виткам на каждый переход полюс–груз. Окалина, ржавчина, заусенцы, волнистость полосы и изгиб профиля увеличивают зазор и резко снижают усилие. Поэтому паспортные значения для проката относятся к условиям хорошего и плотного контакта.
4. Сечение груза и магнитное насыщение
Поток должен пройти через груз от одного полюса к другому. Если груз тонкий или узкий, он насыщается раньше, чем полюса магнита. Максимальный поток, который груз способен пропустить, оценивается:
Φ ≤ B_s · t · ℓ
где B_s — индукция насыщения материала груза, t — его толщина, ℓ — длина линии стыка полюсов под грузом. В этом режиме усилие зависит от доступного магнитного потока и длины ℓ, а не только от площади полюсов. Поэтому для тонких полос, листа малой толщины и тонкостенных профилей важна длинная граница полюсов. Для толстой плиты ограничение связано с насыщением стали, и возрастает роль площади полюсов.
5. Контакт с круглым прокатом и трубами
Для плоской поверхности контакт может быть близким к полному. Для круглого проката и труб контакт преимущественно линейный. Эффективная площадь контакта мала, поэтому расчетная грузоподъемность относительно плиты резко падает. Это необходимо учитывать при определении количества магнитов и запаса по грузоподъемности.
6. Почему длинномерные грузы требуют несколько грузозахватов
Один центральный электромагнит превращает каждую половину длинного груза в консоль. Концы провисают, контакт с полюсной поверхностью ухудшается, воздушный зазор увеличивается, а магнитное усилие снижается.
Для равномерно нагруженной балки длиной L с опорой в середине максимальный изгибающий момент:
M ≈ w·L²/8 ≈ 0,125·w·L²
Два магнита, разнесенные по длине, уменьшают изгибающий момент. Для равномерно нагруженной балки длиной L при двух симметричных опорах оптимальное положение опор — около 0,207·L от торцов. В этом случае момент составляет около 0,0214·w·L², то есть примерно в 5,8 раза меньше, чем при подвеске в одной точке. Для шести- и двенадцатиметрового груза исходный расчет дает соответственно около 1,25 и 2,5 м от каждого торца. Три или четыре магнита позволяют дополнительно уменьшить изгиб и увеличить длину траверсы.
7. Электрическая нагрузка группы
Один магнит: мощность около 2,5 кВт; номинальный ток около 11,4 А при 220 В постоянного тока. Для траверсы из двух–четырех магнитов в исходном материале приведена оценка: суммарная мощность — 5–10 кВт; суммарный ток — примерно 23–45 А. Именно суммарная нагрузка группы должна учитываться при выборе выпрямительного устройства и шкафа управления.
При параллельном включении каждый магнит работает на номинальном напряжении, а отказ одной катушки не отключает остальные. При отключении группы запасенная энергия катушек суммируется. Поэтому шкаф управления должен быть рассчитан на соответствующие переходные процессы и гашение энергии.
8. Нагрев обмотки
Сопротивление обмотки изменяется с температурой:
R = R₂₀ · [1 + α · (T − 20)]
где α ≈ 0,004 К⁻¹ для меди и алюминия. На примере МГ-170 в исходном материале приведено: мощность в нагретом состоянии — 13,5 кВт; мощность в холодном состоянии — 19,7 кВт; мощность в нагретом состоянии — около 69 % холодной; рост сопротивления — примерно 46 %; перегрев — порядка 110–115 К. При этом усилие не падает прямо пропорционально мощности: рабочая точка находится вблизи колена кривой намагничивания, и индукция снижается меньше, чем ток. Для прямоугольного МГ-34/110 данных по нагретой катушке в исходных материалах нет. Этот параметр требует отдельного подтверждения.
9. Геометрия прямоугольного магнита
Размеры 1100 × 340 мм дают соотношение сторон примерно 3,2 : 1. Габаритная площадь основания — около 0,37 м². В исходном инженерном анализе отмечены следующие особенности: длинный контакт по линии груза; возможность установки нескольких магнитов с небольшим шагом; возможность использовать длину 1100 мм для захвата пакета или широкой полосы; относительно небольшая масса одного магнита при работе в составе траверсы.
В исходном материале приведена оценка длины границы полюсов на единицу площади: около 7,7 м для вытянутого магнита против около 5,8 м у круглого магнита той же площади. Разница оценивается примерно в одну треть. При этом расположение полюсов внутри конкретной модели в инженерном материале предлагается подтвердить по чертежу.
Модельный ряд прямоугольных грузоподъемных электромагнитов
Прямоугольные электромагниты серии МГ подбираются в зависимости от длины, массы и формы металлопроката:
| Модель | Грузоподъемность (на плите) | Ссылка |
|---|---|---|
| МГ-34/110 (текущая) | 3,0 т | Вы на этой странице |
| МГ-60/100 | 9,0 т | Перейти к модели → |
| МГ-60/160 | 14,0 т | Перейти к модели → |
| МГ-70/170 | 18,0 т | Перейти к модели → |