ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ
RECTANGULAR LOAD-LIFTING ELECTROMAGNET

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к электромагнитам, предназначенным преимущественно для перегрузки и транспортирования сортового проката квадратного сечения (далее «квадрат»).
Известен прямоугольный грузоподъемный электромагнит ПМ-25А, содержащий магнитопроводящий корпус П-образной формы, образующий наружные полюса, внутренний полюс с полюсным наконечником и катушку. Электромагнит в плане имеет форму прямоугольника с размерами 1700×700 мм, причем полюса расположены вдоль длинной стороны прямоугольника. Внутренний полюс электромагнита оснащен полюсным наконечником длиной 1700 мм, края которого расположены над катушкой и выступают на 240 мм за границы внутреннего полюса (Ю.Э.Южный. Грузоподъемные электромагниты и их ремонт. М., Энергия, 1974, с.15-17).
Квадраты большого сечения имеют в продольном направлении очень малое магнитное сопротивление, поэтому ряд таких квадратов, замыкая полюса электромагнита, резко снижает напряженность магнитного поля между ними. При этом через крайние в ряду квадраты проходит существенно меньший магнитный поток, поскольку он идет не напрямую от внутреннего полюса, а через далеко выступающий над катушкой край полюсного наконечника, имеющий большее магнитное сопротивление. Вследствие этого из семнадцати квадратов сечением 100×100 мм, расположенных в ряд под электромагнитом длиной 1700 мм, по меньшей мере один квадрат с каждого конца ряда оказывается не захваченным. Вторые от конца ряда квадраты, тоже расположенные под выступающим краем полюсного наконечника, но несколько ближе к внутреннему полюсу, могут захватываться электромагнитом. Однако они удерживаются с меньшим усилием и могут оторваться при транспортировке. Третьи от конца ряда квадраты, расположенные частично под краем полюсного наконечника и частично под самим полюсом, удерживаются вполне надежно.
При работе с квадратами малого поперечного сечения данная проблема не имеет значения, поскольку такие квадраты имеют большее магнитное сопротивление, шунтирование ими электромагнита проявляется не столь резко. При этом вес тонких квадратов значительно меньше, и высокая грузоподъемность для работы с ними не требуется. Относительно большое магнитное сопротивление и меньший вес имеют также стальные профили круглого и шестигранного сечения.
Техническим результатом изобретения является повышение грузоподъемности прямоугольного электромагнита при его работе с уложенными в ряд квадратами большого сечения, преимущественно сечением не менее 100×100 мм.
Это достигается тем, что прямоугольный грузоподъемный электромагнит, содержащий катушку и магнитопровод, выполнен составным из ряда соединенных между собой частных прямоугольных электромагнитов, каждый из которых имеет катушку и магнитопровод, включающий внутренний полюс с полюсным наконечником и два наружных полюса, причем полюса частных электромагнитов расположены вдоль длинных сторон составного электромагнита, между магнитопроводами соседних частных электромагнитов выполнен немагнитный зазор, при этом катушки включены так, что направления магнитных полей соседних электромагнитов противоположны.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично показана конструкция электромагнита; на фиг.2 - то же, вид в плане.
Грузоподъемный электромагнит образован из трех частных электромагнитов 1, 2 и 3, каждый из которых состоит из П-образного корпуса, образующего наружные полюса 4 и 5, внутреннего полюса 6 с полюсным наконечником 7 и катушки 8. Край 9 полюсного наконечника расположен над катушкой и выступает по длине за границы полюса. Частные электромагниты установлены в ряд с воздушными зазорами b между полюсами и скреплены между собой. Катушки соседних частных электромагнитов подключены в противоположном направлении, вследствие чего направления магнитных потоков частных электромагнитов в ряду чередуются. Количество витков катушки каждого частного электромагнита втрое меньше, чем у катушки электромагнита-аналога, вследствие чего край 9 полюсного наконечника тоже более узок, он имеет ширину около 80 мм.
Работа с электромагнитом осуществляется следующим образом. При включении питания каждый частный электромагнит создает магнитное поле, направленное между внутренним и наружным полюсами этого частного электромагнита - показано стрелками 10 на фиг.2. При этом за счет противоположных направлений магнитного поля в соседних электромагнитах в зазоре между ними создается дополнительное магнитное поле, показанное стрелками 11 на фиг.2. Величина магнитного потока этого поля при отсутствии груза ограничена высоким магнитным сопротивлением воздушного зазора.
В процессе работы электромагнит укладывают на ряд квадратов и включают ток. При этом квадраты 12, расположенные под внутренним полюсом 6, и квадраты 13, расположенные под полюсом 6 и частично под выступающим краем 9 полюсного наконечника, захватываются надежно за счет проходящего вдоль них магнитного потока одного из частных электромагнитов. Квадрат 14 расположен под краями 9 двух соседних частных электромагнитов и под воздушным зазором между ними, поэтому магнитный поток, проходящий по нему в продольном направлении, невелик. Но при этом квадрат 14, имеющий малое магнитное сопротивление и в поперечном направлении, шунтирует магнитное поле 11, действующее в зазоре между частными электромагнитами, и значительная часть его магнитного потока пройдет по квадрату (показано стрелками 15 на фиг.1). Немагнитный зазор b должен быть достаточно большим, чтобы ограничить магнитный поток рассеяния между соседними частными электромагнитами при отсутствии квадрата, но при этом значительно меньшим, чем сторона a сечения квадрата, чтобы квадрат мог надежно шунтировать магнитное поле в немагнитном зазоре. Для электромагнитов, работающих с квадратами сечением 100×100 мм и больше, оптимальна величина зазора b=30-50 мм. В результате суммарного действия продольных и поперечных по отношению к квадрату 14 магнитных потоков он надежно захватывается и удерживается электромагнитом.
Грузоподъемный электромагнит данной конструкции по сравнению с электромагнитом-аналогом такого же размера обеспечивает более высокую грузоподъемность для квадратов, не ухудшая при этом показатели грузоподъемности для плиты, листа и фасонного проката.