O magnetickém zvedání a manipulaci

Jaké magnetické systémy existují? Jak se spínají? A co to znamená pro bezpečnost?

Informace níže se vztahují na naše magnety pro zvedání a manipulaci.

Bezpečnost břemenových magnetů

Bezpečnost a spolehlivost jsou ta nejdůležitější kritéria při zvedání s pomocí magnetů.

Permanentní nebo břemenové elektromagnety


Magnetické zvedání lze provádět jak s pomocí permanentních magnetů, tak elektromagnetů. Tyto magnety lze spínat, ale existují mezi nimi rozdíly:

  • Permanentní břemenové magnety jsou kompaktní a fungují stále: uchovávají si svou magnetickou sílu.
  • Břemenové elektromagnety vyžadují k tvorbě magnetického pole elektřinu. Lze je rychle spínat, aniž by docházelo k opotřebení, a také zvedají těžká břemena. Pojí se však s nimi riziko pádu břemene, když dojde k výpadku elektřiny.
    Proto jsou břemenové elektromagnety vždy dodávány s (nákladným) záložním systémem.

 

Bezpečnostní faktor

 

Když pracujete se zvedacím a zdvihacím zařízením, chcete minimalizovat rizika. Proto byste měli vzít v potaz také bezpečnostní faktor v souladu s normou EN13155 pro doporučené zatížení:

  • faktor 2 pro elektromagnety a vakuum;
  • faktor 3 pro permanentní a elektro-permanentní systémy.

 

Analýza rizik


Při zvedání předmětů je důležité provést předem analýzu rizik. Dobrý zvedací systém je kombinací magnetu, zavěšení a řídicího systému.
V oblastech, kde jsou lidé ohrožení pádem břemen z břemenového magnetu musíte přijmout opatření, která snižují vzdálenost pádu na maximum 1,5 metrů.
Toto omezení však neplatí, pokud instalujete zadržovací zařízení – ochranu proti pádu, např. řetěz – které zachytí a zadrží padající břemeno. Mějte na paměti, že takové zadržovací zařízení snižuje jednoduchost používání.

 

Při zvedání těžkých břemen byste také měli věnovat pozornost kývání břemena. V takové situaci je hmotnost natolik vysoká, že kývání nelze jednoduše upravit rukou.

Magswitch switchable permanent magnetic lifter | Goudsmit Magnetics

Spínací systémy břemenových magnetů

Co je monostabilní a bistabilní systém a jak lze spínat mezi permanentními a břemenovými elektromagnety?

Monostabilní magnetické systémy jsou udržovány aktivované nebo deaktivované pouze tehdy, pokud je do nich přiváděn elektrický nebo pneumatický spínací signál. Jakmile se tento signál ztratí, systém se přepne zpět do „stavu nečinnosti“. Břemenový elektromagnet je vždy monostabilní a v nečinnosti vždy vypnutý. Naopak permanentní systémy mohou být v nečinnosti zapnuté.

 

Bistabilní magnetické systému se zapínají a vypínají spínacím signálem. To platí, dokud není vyslán další spínací signál. Pro aplikace zvedání a zdvihání je bistabilní systém bezpečnější než monostabilní systém, protože:

  • magnet se nikdy sám od sebe nevypne, což by způsobilo pád břemene;
  • magnet se skutečně vypne, a nemůže nečekaně přitáhnout ocelový plech.

Bistabilní magnetické systémy jsou vždy konstruovány s permanentními magnety (nebo kombinací permanentních magnetů a elektromagnetů).
Všechny zvedací systémy společnosti Goudsmit jsou bistabilní, s výjimkou elektro-permanentního břemenového magnetu.

 

Permanentní břemenový magnet

Permanentní břemenové magnety mohou být spínané manuálně, pneumaticky nebo elektricky:

 

Elektromagnety

Elektromagnety mohou být spínány pouze elektricky se stejnosměrným napětím.

Magnetic gripper - working principle | Goudsmit Magnetics

Faktory ovlivňující kapacitu zvedání

Při zvedání ocelových předmětů není důležitá jen hmotnost.

Maximální síla odtržení je síla, která táhne magnet směrem od produktu. Hodnoty na této stránce – ve specifikacích na produktových stránkách – jsou indikace. Byly naměřeny na čistém, rovném ocelovém plechu konkrétní tloušťky dostatečně na to, aby absorbovaly plnou magnetickou sílu. V praxi tak není maximální síla odtržení vždy proveditelná.

 

Faktory ovlivňující kapacitu zvedání

Všechny níže uvedené faktory společně snižují kapacitu zvedání. Chcete-li vypočítat konečné snížení kapacity zvedání, musíte vynásobit různé faktory.
 

  • Stav povrchu / vzduchovou mezeru
    Magnetické siločáry procházejí ocelí velmi snadno, ale vzduchem obtížně. Vše, co vytváří prostor nebo vzduchovou mezeru mezi magnetem a zvedaným předmětem snižuje kapacitu zvedání magnetu. Může se jednat například o nečistoty, papír, vlhkost, otřepy, rez nebo lak.
     
  • Materiál
    Ocel s nízkým obsahem uhlíku, např. St37, je skoro tak dobrým vodičem jako železo. Slitiny však obsahují nemagnetické materiály, které mají negativní vliv na magnetickou vodivost. Například AISI304 je stejně špatným vodičem siločar magnetického pole jako vzduch.

    Tepelné úpravy, které ovlivňují strukturu oceli, mohou také snížit kapacitu zvedání. Čím tvrdší ocel je, tím slabší je kapacita zvedání. Kalená ocel také často zadržuje zbytkový magnetismus.
    Níže si můžete prohlédnout zdvižnou sílu pro různé materiály:

    St37 (0,1–0,3 % C): 100 %
    Nelegovaná ocel (0,4–0,5 % C): 90 %
    Litá ocel 90 %
    Slitina oceli F-522: 80–90 %
    AISI430 (magnetická nerezová ocel): 50 %
    Litina: 45–60 %
    F-522 temperovaná (60 HRC): 40–50 %
    AISI304 (nerezová ocel/nikl): 0–10 %
    Mosaz, hliník, měď atd.: 0 %
     
  • Tloušťka břemena
    Čím vyšší je počet siločar, které mohou „proudit“ z magnetu přes břemeno, tím účinnější magnet bude. Pokud je břemeno příliš tenké, materiál se stane „nasyceným“ siločarami, což zabrání některým siločarám „proudit“ přes materiál. To snižuje sílu zvedání. Pouze tehdy, pokud je břemeno dostatečně silné, je možné využívat plnou kapacitu magnetu. Jakmile je tento bod dosažen, vyšší tloušťka materiálu nebude mít za následek žádnou další kapacitu zvedání.
     
  • Kontaktní plocha magnetu na zvedaném břemenu
    Pokud celá plocha magnetu není v kontaktu s břemenem během zvedání, kapacita zvedání bude přímo úměrně snížena.
     
  • Zahnutí zvedaného břemena
    Pokud je tenký ocelový plech zvedán jedním magnetem nebo pokud je břemeno mnohem širší nebo delší, než kontaktní plocha magnetu, břemeno se ohne a bude se z magnetu „odlupovat“. Tento efekt „odlupování“ bude mít za následek výrazné snížení kapacity zvedání.
    Proto by tenké plechy měly být zvedány několika magnety rovnoměrně rozmístěnými po celé ploše. Zajistěte, aby kontaktní plocha magnetu byla vždy podélně ke zvedanému břemenu, nikoli kolmo k jeho délce.
     
  • Teplota zvedaného břemena
    Čím vyšší je teplota, tím rychleji se molekuly v oceli pohybují. Rychle se pohybující molekuly jsou odolnější k vyvíjenému magnetickému poli a výsledkem je tedy nižší kapacita zvedání. Použité magnety mají maximální provozní teplotu 80 °C, jinak se stanou permanentně demagnetizované.
    Magnety pro použití ve vyšších teplotách jsou k dispozici na požádání.
     
  • Stohování zvedaného břemena
    Magnet je navržen pro konkrétní kapacitu zvedání. Tato kapacita platí pro jedno zvedané břemeno. Kapacita zvedání vypočtená pro jeden plech silný 10 mm není stejná jako pro dva plechy, každý o síle 5 mm! Pokud si přejete zvedat více než jeden plech/profil najednou, musíte to jasně uvést při zadávání vaší objednávky. Specialisté ve společnosti Goudsmit stanoví, jak to můžete bezpečně vykonávat.

    Při odebírání plechů ze stohu je často nežádoucí zvedat dva nebo tři plechy najednou. Poslední plech se během přepravy může uvolnit. Z toho důvodu se ke zvedání tenkých plechů používají magnety s mělkým magnetickým polem. Pokud to není dostatečné, vedle stohu plechů umístěte čeřiče plechů, aby vždy došlo ke zvednutí pouze jednoho plechu.

 

 

Magnet pro zvedání či manipulační magnet pro vaši aplikaci naleznete zde.