Устройство для бесконтактной магнитной ориентации металлических деталей Советский патент 1983 года по МПК B23Q7/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при загрузке оборудования ориентированными металлическими деталями. Известно устройство для бесконтактной магнитной ориентации металлических деталей, содержащее объединенные в матрицу электромагниты 1. Недостатком известного устройства является пригодность его для ориентации сравнительно простых по конфигурации деталей. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства путем ориентации деталей сложной конфигурации. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактной магнитной ориентации металлических деталей, содержащем объединенные в матрицу электромагниты, последние установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси сердачника, причем сердечники электромагнитов снабжены немагнитными токопроводящими короткозамкнутыми витками. На фиг. 1 схематично изображено устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант исполнения устройства для ориентации ферромагнитных деталей; на фиг. 4 и 5 - электромагнит; на фиг. 6 - двухпоточное устройство с бегущим полем; на фиг. 7 - схема направления индуктированных в деталях токов; на фиг. 8 - график, показывающий отставание по фазе на угол 90° индуктированного в детали тока от вызвавшего его магнитного потока; на фиг. 9 - вариант исполнения устройства с транспортирующей зоной. Устройство для бесконтактной магнитной ориентации металлических деталей состоит из электромагнитов 1, создающих магнитные потоки, сдвинутые по фазе на 90°; электромагниты объединены в матрицу 2, на которой размещается ориентируемая деталь 3. На матрицу 2 может быть уложен короб 4 с шариками 5, причем шарики и короб выполнены из немагнитного и не проводящего электрический ток материала. Над матрицей 2 расположен захват 6. Электромагнит 1 состоит из сердечника 7 с пазом 8, в котором размещен немагнитный токопроводящий короткозамкнутый, например, медный виток 9. На сердечнике закреплена катущка 10. Принцип работы ориентирующего устройства основан на взаимодействии между переменным магнитным потоком и током, который индуктируется в детали другим переменным потоком. В обмотках электромагнитов (фиг. 6) протекают переменные токи 1« и 1г Переменные магнитные потоки электромагнитов (ф и Ф) индуктируют в детали токи. На фиг. 6 показана одна из линий тока I , индуктированного потоком ф, проходящая под полюсом одного электромагнита и одна из линий тока Ij, индуктированного потоком ф, проходящая под полюсом соседнего электромагнита. Сила, действующая на проводник с переменным током I, расположенным в переменном магнитном потоке ф, составляет F KФIcosf, где Ф и I -действующие значения потока и К - коэффициент пропорциональности;-f - угол сдвига фаз между потоком и током. Пренебрегая .ничтожно малым реактивным сопротивлением детали, можно считать, что ток, индуктированный в детали. отстает по фазе на угол 90° (на четверть периода) от вызвавшего его магнитного потока (фиг. 8) и поэтому сила взаимодействия между потоком и индуктированным им током (т.е. между ф и 1 или между Фа и Iz) согласно приведенной формуле равна нулю. Однако имеет место взаимодействие между потоком и током Ij и между потоком Фг и током Il, если сдвиг фаз между потоками-f 90°- не равен нулю. Сила взаимодействия, например, между Ф2 и 11 с учетом, что Il прямо пропорционален Ф, равна F K ФЛ cosf (90 - f) K2fФ ФJ5inf, так как 1 КГФа Принимая, что потоки ф, и Cpt соответственно пропорциональны токам I i и I г и совпадают с ними по фазе, получаем следующее выражение для момента; действующего на деталь r2Sin-f. Отсюда видно, что момент равен нулю. когда токи 11 и I г совпадают по фазе, и максимален, когда они сдвинуты на 90°, момент направлен в сторону электромагнита с отстающим по фазе потоком, а его величина зависит от частоты тока. В предложенной конструкции ориентирующего устройства для образования двух сдвинутых по фазе потоков применен один электромагнит с раздвоенным полюсом. В короткозамкнутом витке 9 наводится ЭДС и возникает ток, который в свою очеР лъ создает магнитный поток ф. В результате магнитный поток Ф, проходящий через виток 9, отстает по фазе на угол f от потока ф , проходящего через свободную половину полюса. В матрице 2 электромагниты 1, перекрываемые деталью 3 в ориентируемом положении, обесточивают, а на остальные подают питающее напряжение. При нахождении детали 3 на матрице 2 в неориентируемом положении электромагниты, перекрытые деталью, наводят ток в детали; Этот наведенный ток взаимодействует с магнитным потоком электромагнита. В результате появляется механический момент, который сдвигает деталь в сторону ориентированного положения. При ориентировании деталей из ферромагнитных материалов появляется притягивающее усилие детали к матрице и деталь не имеет возможности перемещаться вдоль матрицы, для устранения чего деталь расА-А

А

/ /

/ полагают, например, на шариках 5, насыпанных в короб 4 (фиг. 3). При необходимости транспортирования детали с одной позиции на другую матрицу увеличивают, дополняя ее транспортирующей зоной. В транспортирующей зоне центральные электромагниты создают механические моменты, направленные в сторону транспортирования детали, а периферийные - в сторону перпендикулярную направлению транспортирования, что обеспечивают соответствующим разворотом электромагнитов. Указанное выполнение устройства позволяет бесконтактно ориентировать детали сложной конфигурации, что расширяет его технологические возможности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ МАГНИТНОЙ ОРИЕНТАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее объединенные в матрицу электромагниты, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем ориентации деталей сложной . конфигурации, электромагниты установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси сердечника, причем сердечники электромагнитов снабжены немагнитными токопроводящими короткозамкнутыми витками. (Л СП ю оо О5 оо

/ / /

(pt/г.

АJ J J f

, I/ / /

фаг.

J

9 Фг/г.

Фш.4

Z

fPj

Фиг.

фиг, 7

(pt УГ

фш.в

J 1

§

{ Г