新型节能稀土永磁吊的研究(大)

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1、摘要稀土永磁巾是目前较为有前景的吸附铁磁性货物的一•种取物装置，随着高磁能永磁体的进一步研究与开发，永磁吊取代电磁吊已是一个不争的事实，首先它能够节约大量电能，同时也减少了人量因电而引发的维护检修工作；其次，它拓宽了作业范I韦I,很多不允许带电作业的环境，它都可进行作业。我国是一个稀土矿藏蕴藏量非常Z大的国家，这非常冇利于永磁吊的研究与开发，口前，市场上所应用的永磁吊也有很多，但大吨位的不常见，所以我们要发挥这个优势，完善其自动吸卸结构，适当的选择磁性材料，合理的配置磁路结构，提高吸重比，。这也是永磁吊所需解决的技术难题。对于磁路设计要比我们想象的闲难，这是因为磁体木身工作状况非常复杂，同

2、时精确计算磁场内磁通密度分布又是一件极困难的事。设计过程中所有的公式都是在一定假设条件下的近似计算公式，是一种估算。本文所做的主要工作有1、磁路结构设计。根据设计要求，采用合理的磁性材料，依照磁路设计原理及原则，根据经验，人体确定磁路结构，然后推导出吸力计算公式，再分别用磁导法和有限元法计算。求出磁极面的吸力。2、自动吸卸结构设计。永磁吊的自动吸卸结构主要是可动磁系绕着转轴可自动旋转，人部分是通过牵引力形成可动磁系的旋转力矩使其旋转，其设计方案多种多样，有釆用连杆机构的，启采用齿轮机构的，木文采用摆杆■弹簧机构，阐述此机构的原理，推导设计公式。由设计所需的条件计算出齿轮、轴、摆杆的尺寸人小

3、，并根据可动磁系与固定磁系的力矩，计算出弹簧的初拉力F（）、F層然后计算出弹簧的肓径、有效圈数n等一系列参数。3、用ADAMS软件进行机械系统的动态仿真研究，优化机械结构。做一个样机模型的仿真系统，通过仿真系统來观察所做样机的运行情况，根据运行情况进行改进。4、样机设计。通过以上理论，由设计所需的条件初步确定磁体材料及尺寸，通过磁路计算合理配置磁路结构，计算岀齿伦、轴、摆杆的尺寸人小，并根据可动磁系与同定磁系的丿J短，计算出弹簧的初拉力Fo、Fn和，然后计算出弹簧的直径、冇效圈数n等一系列参数。ABSTRACT目录第一章绪论1.1课题的来源，研究目的及意义本课题是结合吉林省产业技术研究与开

4、发项冃《高效节能稀土永磁吊》而进行的，起重永磁吊是川來搬运铁磁性货物的一种吸附式取物装置，它能够吸附任何形状、任何尺寸的钢铁性物件，起重永磁吊对钢铁物件产牛的吸力要远人于具重力才能够实现搬运的口的，这个吸力可以计算得出。在吊装钢铁性货物时，H前很多企业所使用的都是起重电磁铁，因为在吊装货物时，必须通电，这就导致起重电磁铁在吊装吋有着以下缺点；首先消耗电能太大。调查结果显示,鞍钢每天有300台起重电磁铁在工作，每台平均消耗功率20千瓦，平均每台每天工作12小时，每犬工作300犬，共消耗电能0.216亿度，其次，维修量加大，鞍钢每年新添加30台起重电磁铁，每台1()万元，花费3()()万元，由

5、于工作坏境恶劣，起重电磁铁通电线圈极易短路，鞍钢每年每台需支付维修费二万元，总计维修费用600万元。最后，作业安全性降低。虽有保磁系统，但由于种种原因，每年由于突然断电使吸物脱落造成人疗伤亡和设备损坏的事时有发牛因工作用直流电，故需要有控制、操纵台、整流和保磁系统等附属设备,这些设备价格昂贵。但若使用永磁铁则上述缺点就会避免八十年代初，高磁能的稀土永磁体■被日本研制成功，我国相继在八四年也进行了工业化生产，使我国成为世界上生产稀土永磁体的三大强国z—,所以我们应该从分发挥我国的这种优势，研究出更多更好的永磁吊产品。目前，工业样机的可动磁系的传动系统有的采用电机减速器系统，起重永磁体工作时尚

6、需川电，所以这种永磁体尚不理想。现今冇的町动磁系的传动系统已不需川电，利川牵引力转换为可动磁系的力矩，但述存在着吸力不足及可动磁系转动不到位何影响吸力的情况。针对这一情况，我们要从起重永磁吊的自动吸卸结构磁路结构设计两方而去入手，设计更合理的吸卸结构以保证足够吸力，选样最佳磁路配査，以增人吸力，另外本文用有限元分析软件对磁场进行分析计算，以使计算结果接近实际值。这便是木文的研究1=1的。永磁E的研究是一项冃前非常冇前景的研究工作，它的快速发展使得永磁吊代替电磁吊成为可能，这样的代替节省了大量电能，提高了工作环境的安全性，减少了维修量，本文在永磁吊的工业生产中，会起到一定的积极作用。1.2；

7、国内外研究现状、水平及存在的问题。磁性是最早被人们认识和利用的现象之一。所谓磁性是指“能够激发磁场，并在磁场屮受到作用力的性质”。近代科学技术的发展证明，任何物质，小至分子、原子、原子核和基本粒了，大至地球、太阳等各种天体，都具冇或弱或强的磁性，近代科学技术发端z—是电磁现彖的发明和利用，就磁性材料而言，有单纯利用天然磁性材料(磁铁矿Fe3O4)到制造永磁材料，这是磁性材料研制上的飞跃。从20世纪初研制出钩钢，以后陆续研