À propos de la manutention et du levage magnétiques

Quels sont les systèmes magnétiques existants ? Comment sont-ils activés ? Et quid de la sécurité ?

Les informations ci-dessous s’appliquent à nos aimants de levage et de manutention.

Sécurité des aimants de levage

La sécurité et la fiabilité sont les critères les plus essentiels à prendre en compte lors du levage magnétique.

Électro-aimants de levage ou aimants permanents


Le levage magnétique peut être effectué aussi bien avec des aimants électromagnétiques que permanents. Les deux sont commutables, mais ils présentent également certaines différences :

  • Les aimants permanents de levage sont compacts et fonctionnent en permanence : ils conservent leur force magnétique.
  • Les électro-aimants de levage ont besoin d’électricité pour créer un champ magnétique. Ils sont capables de commuter rapidement et sans usure et peuvent également soulever des charges lourdes. Cependant, ils présentent le risque que la charge tombe si l’alimentation est coupée.
    C’est pour cette raison que les électro-aimants de levage sont toujours livrés avec un système de secours (onéreux).

 

Facteur de sécurité

 

Vous souhaitez réduire les risques lors de l’utilisation d’un équipement de levage et de hissage. Pour ce faire, il importe également de prendre en compte un facteur de sécurité conforme à la norme EN13155 concernant la charge de travail conseillée :

  • un facteur 2 pour les électroaimants et les systèmes pneumo-magnétiques ;
  • un facteur 3 pour les systèmes permanents et électro-permanents.

 

Analyse des risques


Lors du levage d’objets, il est important de procéder à une analyse préalable des risques. Un bon système de levage est une combinaison d’aimant, de suspension et de commande.
Sur les zones où les personnes peuvent courir le risque qu’une charge tombe d’un aimant de levage, il convient de prévoir des mesures qui limitent la distance de chute à un maximum de 1,5 mètre.
Si vous installez un dispositif de sécurité (protection anti-chute, comme une chaîne) qui réceptionne et maintient la charge qui tombe, cette limitation n’est pas de mise. Gardez à l’esprit que l’installation d’un tel équipement diminue la facilité d’utilisation.

 

Lorsque de lourdes charges sont soulevées, vous devez également faire attention à l’oscillation de la charge. Le poids des objets est alors tellement élevé que leur mouvement ne peut pas être contrôlé facilement à la main.

Magswitch switchable permanent magnetic lifter | Goudsmit Magnetics

Systèmes à commutation pour aimants de levage

Que signifie « monostable » et « bistable », et comment les électro-aimants de levage et les aimants permanents commutent-ils ?

Les systèmes magnétiques monostables ne sont activés ou désactivés que tant qu’ils sont commandés par un signal de commutation électrique ou pneumatique. Dès que ce signal est interrompu, le système revient à sa « position de repos ». Un électro-aimant de levage est toujours monostable, et toujours désactivé au repos. Au contraire, les systèmes permanents peuvent être désactivés ou activés au repos.

 

Les systèmes magnétiques bistables sont activés ou désactivés par un signal de commutation. Ils restent dans l’état commandé tant qu’un autre signal de commutation n’a pas été donné. Pour les applications de levage et de hissage, un système bistable est plus sûr qu’un système monostable, car :

  • l’aimant ne pourra jamais se désactiver spontanément, entraînant la chute de la charge ;
  • l’aimant peut toutefois être désactivé afin de ne pas attirer une tôle de manière inattendue.

Les systèmes magnétiques bistables sont toujours construits avec des aimants permanents (ou une combinaison d’aimants permanents et d’électroaimants).
Tous les systèmes de levage de Goudsmit sont bistables, à l’exception de l’aimant de levage électro-permanent.

 

Aimants permanents de levage

Les aimants permanents de levage sont commutables manuellement, de manière pneumatique ou électrique :

 

Électroaimants

Les électroaimants peuvent uniquement être commutés électriquement à l’aide d’un courant continu.

Magnetic gripper - working principle | Goudsmit Magnetics

Facteurs d’influence de la capacité de levage

Il n’y a pas que le poids qui compte lorsqu’il s’agit de lever des objets en acier.

La force d’arrachage maximale est la force nécessaire pour arracher l’aimant du produit. Les valeurs indiquées sur ce site (dans les caractéristiques techniques sur les pages produits) sont données à titre indicatif. Elles sont mesurées sur une tôle d’acier propre et plate suffisamment épaisse pour absorber la totalité de la force magnétique. En pratique, la force d’arrachage maximale n’est donc pas toujours réalisable.

 

Facteurs de capacité de levage

Tous les facteurs mentionnés ci-dessous réduisent ensemble la capacité de levage. Pour calculer la réduction finale de la capacité de levage, vous devez multiplier les différents facteurs.
 

  • Conditions de la surface / entrefer
    Les lignes de force magnétique passent très facilement à travers l’acier, mais difficilement dans l’air. Tout ce qui crée un espace ou un entrefer entre un aimant et une charge à soulever réduit la capacité de levage d’un aimant. Il peut s’agir par exemple de saleté, de papier, d’humidité, d’ébarbures, de rouille ou de peinture.
     
  • Matériaux
    L’acier à faible teneur en carbone, comme le St37, est pratiquement aussi bon conducteur que le fer. Les alliages contiennent cependant des matériaux non-magnétiques qui réduisent la conductivité magnétique. L’AISI304, par exemple, est un matériau qui conduit presque aussi mal les lignes de champ magnétique que l’air.

    Les traitements à chaud qui affectent la structure de l’acier peuvent également diminuer la capacité de levage. Plus un acier est dur, plus la capacité de levage est mauvaise. L’acier trempé conserve également souvent un magnétisme résiduel.
    Voir ci-dessous la force de levage des différents matériaux :

    St37 (0,1 à 0,3 % C) : 100 %
    Acier non allié (0,4 à 0,5 %) : 90 %
    Acier coulé : 90 %
    Acier allié F-522 : 80 à 90 %
    AISI430 (inox magnétique) : 50 %
    Fonte : 45 à 60 %
    F-522 durci (60 HRC) : 40 à 50 %
    AISI304 (inox/nickel) : 0 à 10 %
    Laiton, aluminium, cuivre, etc. : 0 %
     
  • Épaisseur de la charge
    Plus le nombre de lignes de champ qui peuvent « passer » de l’aimant à la charge est important, plus le rendement de l’aimant est grand. Si la charge est trop fine, le matériau devient saturé de lignes de champ et toutes les lignes de champ de l’aimant ne peuvent pas passer à travers le matériau. Cela réduit alors la force de levage. Ce n’est que lorsque le matériau à lever est suffisamment épais que l’aimant peut fournir sa capacité maximale. Au-delà de ces conditions, une plus grande épaisseur n’induit pas de capacité de levage supplémentaire.
     
  • Surface de contact de l’aimant sur la charge à soulever
    Si la totalité de la surface de l’aimant n’est pas en contact avec la charge pendant le levage, la capacité de levage diminuera en proportion.
     
  • Fléchissement de la charge à soulever
    Si une tôle fine est soulevée avec un seul aimant, ou si la charge est beaucoup plus large ou longue que la surface de contact de l’aimant, celle-ci va fléchir et créer un effet de « pelage » sur l’aimant. Cet effet de « pelage » réduit fortement la capacité de levage.
    Par conséquent, choisissez de soulever les tôles fines avec plusieurs aimants répartis régulièrement sur toute la surface. Veillez à ce que la surface de contact de l’aimant soit toujours alignée avec la charge à soulever et non en travers de la charge.
     
  • Température de la charge à soulever
    Plus la température est élevée, plus les molécules se déplacent rapidement dans l’acier. Les molécules en mouvement rapide offrent plus de résistance à un champ magnétique appliqué, ce qui réduit la capacité de levage. Les aimants utilisés peuvent être chargés à un maximum de 80 °C. Au-delà de cette température, ils se démagnétiseront de façon définitive.
    Des aimants pour une utilisation à des températures plus élevées sont disponibles sur demande.
     
  • Empilement des charges à soulever
    Un aimant est conçu pour une capacité de levage déterminée ; la conception est basée sur une seule charge à soulever. Une capacité de levage d’une tôle de 10 mm d’épaisseur n’équivaut pas à celle de 2 tôles de 5 mm d’épaisseur. Si vous voulez soulever plus d’une tôle ou d’un profil en même temps, vous devez toujours l’indiquer clairement dans votre commande. Les spécialistes de Goudsmit étudieront pour vous comment cela peut être effectué en toute sécurité.

    En règle générale, il n’est pas souhaitable de saisir sur un empilement deux ou trois tôles en même temps. La dernière tôle peut se décrocher lors du convoyage. C’est pourquoi des aimants à champ peu profond ont été prévus pour les tôles fines. Si cela ne suffit pas, placez des séparateurs de tôles à côté de la pile de tôles de façon à toujours les saisir une par une.

 

 

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