УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ СИЛЫ ПРИТЯЖЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ МАГНИТОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и касается конструкции технологического оборудования для измерения силы притяжения между кольцевым аксиально намагниченным магнитом с полюсным наконечником и ферромагнитной втулкой, что особенно актуально для магнитов верхней магнитной опоры вертикальных тел вращения.
Известны стенды [1] и [2], устройство которых схематично показано на фиг.1. В известных стендах аналогично магнитной подвеске вертикально вращающихся труб воспроизводится взаимное расположение кольцевого аксиально намагниченного магнита 1 с полюсным наконечником и взаимодействующей с ним ферромагнитной втулки 2, расположенной в верхней части трубы 3, имитирующей вертикальное тело вращения. Труба-имитатор 3 выполнена из немагнитного материала и имеет определенную фиксированную массу и опорный узел 4 в нижней части, при этом имеется возможность обеспечить требуемый магнитный зазор Х между магнитом 1 с наконечником и ферромагнитной втулкой 2 с помощью микрометрического устройства 5. При требуемом магнитном зазоре Х сила притяжения между магнитом 1 с наконечником и ферромагнитной втулкой 2 трубы-имитатора 3 несколько больше массы последнего, и труба-имитатор 3 заведомо притягивается к немагнитной крышке 6, на которой установлен магнит 1. Но, чтобы измерить величину силы притяжения между каждым контролируемым магнитом и ферромагнитной втулкой 2 трубы-имитатора 3, используют грузы-разновесы 7, устанавливаемые в верхней части трубы-имитатора 3. С помощью грузов-разновесов 7 добиваются измерения предельной массы трубы-имитатора 3, которая притягивается к немагнитной крышке 6 магнитом 1, что и является действительной величиной силы притяжения этого магнита. Крышка 6 установлена в верхней части стального корпуса 8. Корпус 8 установлен на подставке 9.
Отличие стендов [1] и [2] друг от друга заключается в том, что стенд [1] предназначен также и для измерения других параметров кольцевых магнитов, которые не являются предметом рассмотрения данной полезной модели, поэтому наиболее близким к ней решением все же является принятый за прототип стенд [2].
Общим недостатком конструкции обоих известных стендов-аналогов [1] и [2] является необходимость подбора дополнительных грузов-разновесов при измерении точной величины силы притяжения каждого конкретного магнита, занимающая значительное время, а также вызывающая утомление обслуживающего персонала и возможные ошибки при измерениях.
Техническая задача, которая решается настоящей полезной моделью, состоит в создании устройства простой конструкции и одновременно обеспечивающего снижение временных затрат на операции по измерению величины силы притяжения магнитов, а также снижение утомления обслуживающего персонала и уменьшение вероятности ошибок при измерениях.
Технический результат от использования предлагаемой конструкции заключается в повышении производительности на операции по измерению величины силы притяжения магнитов, а также в удобстве и простоте проведения измерений, что особенно актуально при крупносерийном производстве магнитов.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения величины силы притяжения кольцевых магнитов, содержащем немагнитную подставку, на которой установлен стальной корпус с немагнитной крышкой, имеющей вертикальный цилиндрический выступ для установки контролируемого магнита, оппозитно которому внутри корпуса расположена ферромагнитная втулка, которая, в отличие от прототипа, напрессована на гирю из немагнитного материала, масса которой заведомо превышает измеряемую силу притяжения кольцевых магнитов, при этом гиря неподвижно установлена на чашке весов, расположенных на немагнитной подставке, и имеющих панель управления с индикатором, на который выводится информация об измеряемой силе притяжения кольцевых магнитов.
На фиг.1, как было указано, схематично представлена конструкция устройства стенда-прототипа [2].
На фиг.2 схематично показана предлагаемая конструкция устройства для измерения силы притяжения кольцевых магнитов.
Предлагаемое устройство для измерения силы притяжения кольцевых магнитов содержит стальной корпус 1 с немагнитной крышкой 2, имеющей вертикальный цилиндрический выступ 3 для установки контролируемого магнита 4. Внутри корпуса 1 расположена гиря 5 из немагнитного материала, на которую напрессована ферромагнитная втулка 6. Гиря 5 неподвижно установлена на чашке весов лабораторных, например, типа ВЛТЭ, обозначенных позицией 7, расположенных на немагнитной подставке 8, и имеющих панель управления 9 с индикатором, на который выводится информация об измеряемой силе притяжения кольцевых магнитов. Требуемый магнитный зазор Х между верхним торцем ферромагнитной втулки 6 и полюсным наконечником магнита 4 выставляется с помощью регулируемых по высоте ножек весов 10.
Устройство работает следующим образом (см. фиг.2).
Сначала, в соответствии с руководством по эксплуатации [3], включаются весы 7 кнопкой на панели управления 9. На индикаторе весов устанавливается значение 0 г, так как вес гири 5, стоящей на чашке весов, при их включении, обнуляется (такова заводская настройка весов). Затем на цилиндрический выступ 3 крышки 2 устанавливают контролируемый магнит 4. Под воздействием силы притяжения магнита на ферромагнитную втулку 6 происходит уменьшение нагрузки от гири 5 на чашку весов 7. Величина этого уменьшения со знаком «-» выводится на индикатор весов 7 и является величиной силы притяжения контролируемого магнита. Принцип работы весов ВЛТЭ 7 основан на преобразовании механического усилия, возникающего при воздействии нагрузки от гири 5 на тензодатчик, в электрический сигнал, а затем аналого-цифровой преобразователь (АЦП) весов преобразует электрический сигнал в цифровой сигнал. Встроенный микрокомпьютер, согласно заданному алгоритму, обрабатывает сигнал от АЦП и отображает результаты взвешивания на индикаторе. После снятия магнита 4 с цилиндрического выступа 3 крышки 2 на индикаторе весов 7 снова устанавливается значение 0 г. Стенд готов к измерению силы притяжения следующего магнита.
Таким образом, в предлагаемой конструкции устройства, в отличие от прототипа, отсутствует необходимость подбора дополнительных грузов-разновесов при измерении точной величины силы притяжения каждого конкретного магнита, занимающая значительное время, а также вызывающая утомление обслуживающего персонала и возможные ошибки при измерениях. Повышается производительность на операции по измерению величины силы притяжения магнитов, проведение измерений становится удобнее и проще, что особенно актуально при крупносерийном производстве магнитов.
Кроме того, благодаря весам ВЛТЭ повышается точность измерений.
Источники информации:
1. Стенд определения параметров верхней магнитной опоры (ВМО). Руководство по эксплуатации 03108-0-00РЭ. Уральский электрохимический комбинат, 2002 г.
2. Стенд определения силы притяжения магнита. Руководство по эксплуатации 1670-82-0019РЭ. ЗАО «Центротех-ЭХЗ», 2003 г. - прототип.
3. Весы лабораторные ВЛТЭ. Руководство по эксплуатации 1КО. 005.067 РЭ. ФГУП «С.-Пб завод «Госметр», 2006 г.