CN107081344B - 一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置，其特点是：利用一个可调磁场强度的磁场产生装置和一个为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路，保证压材形状。所述的磁场产生装置包括电磁线圈对、可控电源、电流测量器、电磁线圈匝数控制器、长方体芯体；所述的为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路包括：可控电源、接触式电极、滚轴机构、电流测量器；在冷却过程中，通过调节电磁线圈匝数和通过电磁线圈的电流大小来控制磁场强度，同时调节流过挤压金属材的电流大小来调节薄壁挤压金属材上的电磁力的大小，使电磁力与薄壁挤压金属材重力相等，方向相反。该装置可有效解决薄壁挤压金属材的横向弯曲问题，保证挤压材的形状精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置，具体是一种用于防止薄壁挤压金属材横向弯曲的电磁防弯技术。
背景技术
采用大型整体薄壁型材可有效实现装备轻量化。但大型薄壁型材由于宽厚比较大，其挤压制品易产生横向弯曲，影响制品的断面尺寸和形状精度。目前通常采用增加制品厚度(减小宽厚比)或在空心、半空心型材内部加筋的方式来减小制品的横向弯曲，同时采用矫直机对挤压型材进行矫直以最终满足型材的形状精度。但是采用增加制品厚度或在空心、半空心型材内部加筋的方式将耗费更多的材料且并不能完全杜绝产品的横向弯曲，其后的矫直工艺将进一步增加挤压型材的成本。
本发明尽管一次投资较大，但却可以从根本上解决薄壁型材的横向弯曲问题，保证制品的形状精度，有利于大型材的进一步薄壁化，节约材料，降低生产成本。
发明内容
本发明根据通电导体在磁场中受力的作用原理，通过外加电磁铁产生磁场，将挤压出的金属挤压型材制品接入一外接电路，调整磁场的方向及磁场强度、外接电路电流，从而使薄壁挤压金属材受到一个与其重力相等且方向垂直向上的力的作用，从而有效防止薄壁型材的横向弯曲现象。本发明的目的是提供一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯技术，以解决现有薄壁型材挤压时坯料被挤出挤压模具后在高温及重力作用下产生的横向弯曲问题。
本发明涉及一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置。本装置分为二个部分，一部分为磁场产生装置，包括产生磁场的电磁线圈对和为电磁线圈对提供电流的电路。另一部分是为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路和连接在电路中的接触式电极和起电极作用的滚轴机构。
提供磁场的电磁线圈对，包括匝数控制器和长方体芯体，芯体的作用是增强磁场强度；为电磁线圈对提供电流的电路，包括可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱、测量该电路中电流大小的电流测量器。使用方法：使用前，根据所需要的电磁力来调整磁感应线圈中电流的方向，得到需要的磁场方向，由可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱实现。在使用时，通过匝数控制器控制电磁线圈的匝数和可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱控制电磁线圈中的电流大小来控制磁场强度的大小。
为薄壁金属材提供电流的工作电路和连接在电路中的接触式电极和起电极作用的滚轴机构，包括：接触式电极、滚轴机构、可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱、测量该工作电路中电流大小的电流测量器。使用方法：使用时接触式电极与薄壁挤压金属材的前端上部紧密连接，两者中线重合，并随着板材的移动而移动，滚轴机构升起与薄壁金属材下表面接触，两者中线重合，但不随金属材移动，然后电路接通，为金属材提供电流的电路开始工作，同时为电磁线圈供电的电路通电形成回路，此时机器开始工作。
此装置需要根据接触式电极和滚轴机构之间的水平距离，调整为金属材供电的电路和为电磁线圈供电的电路中的电流，同时同步调节匝数控制器，使电磁力大小满足需要。其特征在于：在使用前，根据所生产的薄壁挤压金属材尺寸确定所需要的电磁力的大小和方向。固定磁场方向，根据电磁力方向来调整为金属材提供电流的方向，得到需要的电磁力方向，由可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱来实现。当薄壁金属材从出料口进行到传送带上后，接触式电极、滚轴机构与薄壁挤压金属材接触使为金属材提供电流的电路闭合形成回路，同时为电磁线圈提供电流的电路工作，电磁线圈对开始运行。需要注意的是，接触式电极与薄壁金属材的前端上部紧密连接，两者中线重合，并随着板材的移动而移动，滚轴机构与薄壁金属材下表面接触，两者中线重合，但不随金属材移动，用测距仪测量两者之间的距离。
解决其技术问题所采用的技术方案是：依靠通电导体在磁场中受力的作用，确定载流导体在外磁场中受力方向的定则：又称电动机定则，左手平展，大拇指与其余四指垂直，若磁力线垂直进入手心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向为载流导体在外磁场中受力的方向。依靠电磁线圈对产生磁场，L为通电部分的薄壁金属材的长度及接触式电极与滚轴机构之间的距离，根据L，通过控制电磁线圈的匝数和通过电磁线圈的电流的大小来控制磁场强度和为金属材提供电流的电路中的电流大小，根据作用力的公式F＝IBL，从而控制薄壁挤压金属材在磁场中的受力，使F的大小符合需要，从而有效防止薄壁挤压金属材在高温和重力作用下的弯曲变形。
本发明的有益效果是有效防止薄壁挤压金属材在高温和重力作用下的横向弯曲变形，保证其形状精度，提高生产效率，降低模具设计难度，降低材料使用量。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图中：电磁线圈对1、电磁线圈对2、电磁线圈对3、电磁线圈对4、电路电流测量器1-1、电路电流测量器1-2、电路电流测量器2-1、电路电流测量器2-2、电路电流测量器3-1、电路电流测量器3-2、电路电流测量器4-1、电路电流测量器4-2、电路电流测量器5、可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱6、薄壁挤压金属材7、接触式电极8、滚轴机构9。
图2为本发明的电磁铁的结构示意图。
图中：长方体芯体10、匝数控制器11。
图3为本发明的滚轴机构的结构示意图。
图中：滚轴12、滚轴支撑架13。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步说明。
按照图1，图2，图3所示，一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯技术，电磁线圈对1、电磁线圈对2、电磁线圈对3、电磁线圈对4、测量电磁线圈对1左侧部分供电电流大小的电路电流测量器1-1、测量电磁线圈对1右侧部分供电电流大小的电路电流测量器1-2、测量电磁线圈对2左侧部分供电电流大小的电路电流测量器2-1、测量电磁线圈对2右侧部分供电电流大小的电路电流测量器2-2、测量电磁线圈对3左侧部分供电电流大小的电路电流测量器3-1、测量电磁线圈对3右侧部分供电电流大小的电路电流测量器3-2、测量电磁线圈对4左侧部分供电电流大小的电路电流测量器4-1、测量电磁线圈对4右侧部分供电电流大小的电路电流测量器4-2、测量为薄壁金属材提供电流大小的电路电流测量器5、可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱6、薄壁挤压金属材7、接触式电极8、滚轴机构9、长方体芯体10、匝数控制器11、滚轴12、滚轴支撑架13。
其特征在于：在使用前，根据所需要的薄壁金属材尺寸确定所需要的电磁力的大小。然后通过控制每个电磁线圈对的匝数控制器11和为电磁线圈供电的可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱6控制输出电流的大小来控制磁场的磁场强度。通过控制为薄壁金属材提供电流的电路中的可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱6的正负极来控制电流的方向。根据电动机定则确定受力方向。使用时，当薄壁金属材从出料口进行到传送带上后，接触式电极8与薄壁金属材接触，同时滚轴机构9由平躺位升起与薄壁金属材接触，使薄壁金属材通电形成回路。此时电磁线圈对1、电磁线圈对2、电磁线圈对3、电磁线圈对4开始工作。此时的磁场强度为开始设定的大小。接触式电极8随薄壁金属材移动，滚轴机构9固定不动，使用测距仪测量接触式电极8，滚轴机构9之间的距离L。由：
F＝IBL
F——电磁力的大小。
I——薄壁金属材提供电流的大小。
B——电磁线圈对产生的磁场强度。
L——通电导体的长度。
根据L的变化，改变为薄壁金属材提供的电流大小，可由可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱6实现；同时通过控制电磁线圈的匝数和通过电磁线圈的电流的大小来控制磁场强度，从而使F满足需要。直至冷却到合适温度。
优选的，所述接触式电极8与薄壁金属材接触部分为耐高温导电材料，与导线连接部分应用陶瓷材料进行包覆。
优选的，滚轴机构9中滚轴为耐高温导电材料，与导线连接处应用陶瓷材料进行包覆，支撑架表面涂有陶瓷涂层，滚轴使用时升起与金属材接触，使用结束时降下至平躺位。
优选的，长方体芯体10的厚度应略大于板料的厚度，长和宽可根据需要选择。芯体应使用硅钢片叠装，或芯体应使用纯铁、碳钢、铁镍软磁合金。
优选的，接触式电极8和滚轴机构中9的滚轴的横向宽度应略大于薄壁金属材的宽度。
优选的，为电磁线圈供电和为金属材供电的电路可根据需要进行优化。
优选的，电磁线圈对1、2、3、4可根据需要进行增减。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所示，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置，其特征在于：包括一个可调磁场强度的磁场产生装置；一个为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路；所述可调磁场强度的磁场产生装置包括：电磁线圈对、可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱、测量为电磁线圈对提供电流的电路中电流大小的电流测量器、线圈匝数控制器；所述的为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路包括：可调节输出电流大小及方向并自带可变电阻的多路输出电源箱、测量为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路中电流大小的电流测量器、接触电极、滚轴机构，磁场产生装置中的多路输出电源箱与工作电路中的电源箱为同一部件；滚轴机构包括一对滚轴、电机和支撑架。
2.根据权利要求1中所述的一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置，其特征在于：一个可调磁场强度的磁场产生装置中的电磁线圈对需要水平安放于挤压金属材的两侧且其中心线与挤压材轴线垂直，电磁线圈对数量可根据挤压金属材长度而增加，电磁线圈对中放置有金属材质的长方体芯体且长方体芯体的轴线与电磁线圈对轴线重合，长方体芯体其底部位置应略低于挤压金属材的底部，且长方体芯体的高度应略大于挤压金属材的高度，芯体应使用硅钢片叠装，或芯体应使用纯铁、碳钢、铁镍软磁合金。
3.根据权利要求1中所述的一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置，其特征在于：为薄壁挤压金属材提供电流的工作电路中的接触电极的导线需用耐高温的绝缘材料包覆，接触电极的长度应略大于薄壁挤压金属材的宽度。
4.根据权利要求1中所述的一种用于薄壁挤压金属材的电磁防弯装置，其特征在于：滚轴机构的导线需用耐高温的绝缘材料包覆，滚轴的长度应略大于薄壁挤压金属材的宽度，滚轴机构中的支撑架外表面有一层耐高温的绝缘材料。
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