ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕХНИКА МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ПО Оптимальные параметры магнитной цепи приставных намагничивающих устройств из "Техника магнитографической дефектоскопии " Заданную магнитную индукцию в изделии в процессе контроля создают приставными намагничивающими устройствами (ПНУ), которые представляют собой электромагниты постоянного тока с П-образным магнитопроводом. При этом величина магнитной индукции Б и в исследуемом изделии определяется намагничивающей силой (н. с.), развиваемой электромагнитом ПНУ. Важное значение при расчете параметров ПНУ имеет стабилизация магнитного контакта полючов с поверхностью изделия. [c.111] Конструкция ПНУ (рис. 4.1) состоит из полюсов 2 и сердечника 3 с обмоткой 4. В процессе измерений электромагнит устанавливают на образец 1, который в.месте с магнитопроводом электромагнита образует замкнутую магнитную цепь. Для упрощения расчета длина образца принята равной длине полюсов ПНУ. Это позволяет не учитывать влияния бокового рассеяния на магнитное сопротивление образца и считать индукцию одинаковой по всему сечению и.зделия. [c.112] Магнитные сопротивления, входящие в уравнение (4.8), являются нелинейными и зависят от магнитных состояний соответствующих участков цепи. Аналитически задачу можно решить заменой кривых намагничивания материалов изделий и магнитопровода аппроксимирующими функциями. Однако аппроксимирующие функции описывают кривые намагничивания с определенной точностью лишь в ограниченных диапазонах полей. Точное аналитическое представление кривых намагничивания конкретных материалов связано с большими трудностями. Поэтому в дальнейшем решение уравнения (4.8) будем искать графоаналитическим методом путем построения вебер-амперных характеристик. [c.114] Ход решения поясняют графики (рис. 4.3), построенные для изделия из стали Ст. 10 (с =30, й=10) при величине суммарного зазора между полюсами и изделием 6= 1 мм. Первоначально, согласно выражениям (4.1) и (4.3), строятся кривые падения магнитных потенциалов в изделии U (Ф ) и на переходном участке IIу (Ф ) (рис. 4.3, а). Далее на отдельном графике строится кривая падения магнитного потенциала в магнитопроводе ПНУ в зависимости от потока в нем. Преобразованием уравнения (4.7) значения Ф пересчитывают в соответствующие величины Ф и строят кривую и Ф ). Полученная зависимость / (Ф,,) наносится на график (см. рис. 4.3, а, б) совместно с характеристиками (/ и Ь у. Совмещая графики 1 у и находим падение потенциала по всей цепи в зависимости от потока в изделии Ф . Переходя от Ф к получаем искомую зависимость по которой можем оценить величину н. с., требуемой для создания в изделии определенной индукции В , т. е. определить режим работы ПНУ. [c.114] Численный расчет произведен для двух ПНУ с одинаковыми параметрами = 60 /1=100 и с=300 мм. Толщина полюсов изменялась для ПНУ I с =20, для ПНУ II й = 30 мм. При расчете магнитного потока длину с полюсов принимали равной 1 м. Образцами служили пластины из сталей Ст. 10, 20 и 30 толщиной 5, 10 и 15 мм. [c.114] Полученные результаты (рис. 4.4, 4.5) свидетельствуют о том, что для сталей с большим содержанием углерода требуется большая н. с. Так, для создания индукции, равной 2 Т, в изделии из стали 30 в цепи без зазоров необходима и. с., примерно в 1,8 раза большая, чем для обеспечения той же магнитной индукции в изделии пз стали Ст. 10. Уменьшение отношения толщин полюсов контролируемого изделия ПНУ (у=с1Ь) в цепи без зазоров ведет к незначительному росту падения магнитного потенциала в цепи. При изменении 7 от 6 до 2 н. с. увеличивается не более чем на 1о°/о. [c.115] С целью проверки расчетов экспериментально определена требуемая н. с. для ПНУ П в цепи без зазоров. Сопоставление экспериментальных данных с расчетными (см. рис. 4.4) указывает на их соответствие. [c.115] ВОЙ ц(й) вблизи максимума магнитной проницаемости, например 0,9—1 Т для магнитопровода из армко-железа. При данных значениях индукции обеспечивается минимальная величина магнитного сопротивления цепи ПНУ. Таким образом, для выполнения этого условия величина у должна быть не меньше 2 (величинам В 2 Т будут соответствовать 1 Т). Однако оптимальные значения магнитной индукции в сердечнике катушки, обеспечивающие минимальный объем катушки, вес обмоточного провода и потребляемую катушкой мощность, находятся в пределах 1,4— 1,5 Т [125]. Поэтому для обеспечения оптимальных технико-экономических показателей, катушки сердечник ПНУ должен иметь сечение, составляющее примерно 0,7 площади сечения полюсов. [c.116] Определим магнитное сопротивление переходного участка, в который входят зазоры между полюсами и поверхностью изделия и места соприкосновения (контакты) полюсов с изделием. В реальных условиях магнитографического контроля поверхности полюсов, как правило, неплотно прилегают к поверхности изделия. При этом возможны следующие варианты переходных участков цепь без зазоров цепь с зазором постоянной величины переходный участок из зазоров и площадок соприкосновения полюсов с изделием. [c.116] Магнитное сопротивление переходного участка цепи при малых потоках незначительно и приближается к магнитному сопротивлению контакта. Проводимость контакта фактически полностью щунтнрует сопротивление зазора. При величинах потока, которым соответствует магнитное состояние материала контакта, близкое к насыщению, сопротивление контакта значительно возрастает, что ведет к падению потенциала на переходном участке цепи. [c.117] В качестве критерия надежного щунтирования зазора контактом было предложено уменьшить падение магнитного потенциала на переходном участке на 95% по сравнению с падением потенциала в цепи с зазором постоянной величины 7е. В этом случае максимально допустимые значения С/у на переходном участке высотой 6 лежат на прямой 0,05 7, . При 7у 0,05, т. е. при значениях /у, лежащих ниже указанной прямой, выполняется условие щунтирования зазоров и цепь можно рассматривать как замкнутую по всей длине полюсов. [c.117] Полученное выражение определяет минимальную площадь контакта, которую должен иметь переходный участок, чтобы обеспечивалась отстройка от зазоров между полюсами ПНУ и намагничиваемым изделием. Учет влияния магнитного сопротивления между полюсами ПНУ и изделием не только позволяет оптимизировать параметры НУ, но и повышает точность выбора оптимальных условий работы магнитной ленты. [c.118] Вернуться к основной статье