Соленоид (электромагнитный клапан)

[Виктор Бондарев]

Добрый день всем! 
Есть некая задача, связанная с тем что нужно одну деталь подкидывать на расстояние 1 мм, с частотой 400 Гц. Как-то сразу в голове прошла мысль о электромагните, но дабы уберечь себя от пустой траты времени, может ли кто-то подсказать литературу либо из личного опыта возможность реализации)
Входные данные:
*Масса детали = 90 грамм;
*Частота "подкидывания" = 400 Гц;
*Высота "подкидывания" = 1 мм;
Как я это "вижу": две катушки, одна будет тянуть вверх, вторая вниз, управлять ардуиной через задержку Microseconds, вроде как позволяет железо. Расстояние выдерживать через шайбу (есть доступ к токарным станкам и не только)).
Но есть вопросы:

1. Возможность реализации (работа подобного магнитного поля на таких частотах);
2. Сколько нужно витков (либо другой параметр) для раскачивания данной массы;
3. Сколько это всё чудо будет потреблять; 
    

Про себя: с электроникой вот только знакомлюсь, всегда работал с железом и механикой) Прошу сильно не бить за мою заторможенность в данном вопросе.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Жерар]

В машиностроении используют вибробункер. Стоит мощный эл. магнит. Попробуйте почитать про их использование.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Виктор Бондарев]

4 минуты назад, Жерар сказал:

В машиностроении используют вибробункер. Стоит мощный эл. магнит. Попробуйте почитать про их использование.

Тут бы желательно подкидывать его вертикально) 

Полазил по просторам, есть некие китайские соленоиды JF-1264B пишут что 55N дают на втягивание, т.е. 5 кг или я что-то не так понял??)))

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[ivani-2a]

Соленоид с частотой 400 Гц навряд-ли справится. Смотри в сторону вибратора (промышленного  ) - мотор с эксцентриком + платформа. Ну и продумай методы измерения высоты, для контроля ТЗ.

[Виктор Бондарев]

Только что, ivani-2a сказал:

мотор с эксцентриком + платформа

Они вроде как на пружинах, а пружины не справятся) 

То если так, то это нужен полноценный вибростенд) 
Думал что можно было бы сделать таких образом, через соленоид) 

 

[Том Архивариус]

Подкидывать - это подкидывать, короткие импульсы - большая скважность, при скважности сто  это для катушки не 400 герц, а 40 кГц - витков 7, и металл не успеет, нужен феррит.

[Dr. West]

В условиях планеты Земля свободно падающий предмет пролетит расстояние 1 мм за 0,0143 секунды.
1/0,0143 =69,93. Отсюда следует - "подбрасывать" предмет вверх на 1 мм с частотой более 70 Гц не имеет практического смысла.

[ivani-2a]

Только что, Виктор Бондарев сказал:

Они вроде как на пружинах, а пружины не справятся)

Именно так и устроенны соленоиды. 

 

2 минуты назад, Виктор Бондарев сказал:

То если так, то это нужен полноценный вибростенд) 

Да, раз взялся за измерения. Надеюсь, что оно того стоит 

[Виктор Бондарев]

7 минут назад, Dr. West сказал:

свободно падающий предмет

А нельзя этот предмет двигать вниз так же катушкой?

 

[Том Архивариус]

7 минут назад, Dr. West сказал:

..."подбрасывать" предмет вверх на 1 мм с частотой более 70 Гц не имеет практического смысла.

Не важно, факт , что он упадёт, рано или поздно, и получит ещё раз.

[Yurkin2015]

1 hour ago, Виктор Бондарев said:

на втягивание, т.е. 5 кг

Ну, если прикинуть ускорение для размаха 1 мм при 400 Гц, то получается 300 g с гаком! То есть для массы 90г нужно усилие 30кг для такого движения. Плюс ещё масса сердечника соленоида и платформы для установки детали, всё это хозяйство тоже придётся двигать с таким же ускорением. Так что соленоид надо раз в 10 побольше выбрать. Или в сто.

[Том Архивариус]

Неизвестно что за деталь, сопротивление воздуха, она скорее всего зависнет между электромагнитами.

[IMXO]

10 минут назад, Yurkin2015 сказал:

Ну, если прикинуть ускорение для размаха 1 мм при 400 Гц, то получается 300 g с гаком!

КМК чуть меньше.  0,5мм за четверть периода = 2560м/с²  = 261,22g

[Yurkin2015]

@IMXO Я считал для синусоидального движения: ускорение равно амплитуда умножить на омега квадрат.

Изменено 29 июня, 2021 пользователем Yurkin2015

[IMXO]

омега это  которая 2Pi*f ?

[Vslz]

Сначала надо подкидывать, потом, оказывается, еще и скидывать надо, если он падать не желает сам. Опять изобретается какой-то фаллоимитатор, а люди голову ломают 

[Alkarn]

Чтобы двигать только деталь (без подставок, держателей и т.д.) с такими параметрами  потребуется мощность порядка 100 Вт.
Учитывая кпд установки %% 10-20 это 500 Вт минимум.
Соленоид с силой 60 н (6 кГ) и частотой 400 Гц - это не шутки. Проще поставить деталь на пружину, а соленоид подключить к генератору  400 Гц.
Правда, пружина через пару минут такой работы раскалится, наверное. 

[Yurkin2015]

@IMXO  Да. Ускорение - это вторая производная от смещения х.

[IMXO]

a= -0,001*(2*pi*400)^2 = -6316 м/с2 ?????

[Slavka]

13 часов назад, Жерар сказал:

В машиностроении используют вибробункер. Стоит мощный эл. магнит.

С частотой всего лишь 10-20 гц.

 

[IMXO]

Только что, Slavka сказал:

10-20 гц.

вы ошибаетесь. стандартный вибратор на 0,5..3кВт имеет частоту 50Гц
все что выше 50 относится к высокочастотным вибраторам, есть и на 400Гц

или постоянный магнит + соленоид, или два соленоида противофазно.

[_abk_]

14 hours ago, Alkarn said:

Чтобы двигать только деталь (без подставок, держателей и т.д.) с такими параметрами  потребуется мощность порядка 100 Вт.

Цифру с потолка взяли?  

4 hours ago, IMXO said:

a= -0,001*(2*pi*400)^2 = -6316 м/с2 ?????

Да. Требуемый ТС "вибратор" должен иметь максимальную мощность около 6кВт. И это без учета веса вспомогательных деталей привода.

Для экономии можно рекуперацию затеять 

[12943]

10 часов назад, IMXO сказал:

вы ошибаетесь. стандартный вибратор на 0,5..3кВт имеет частоту 50Гц

Вибраторы не имеют никакого отношения к электромагнитам. Вибратор, это асинхронный двигатель с эксцентриками на обеих концах вала. Его жестко крепят к тому, что надо трепать.

[_abk_]

3 minutes ago, 12943 said:

Вибраторы не имеют никакого отношения к электромагнитам.

Мухи и котлеты, теплое и мягкое

А что, вибрацию можно получить только асинхронным двигателем с эксцентриками на обОих концах вала? 

[IMXO]

9 минут назад, 12943 сказал:

Вибратор, это асинхронный двигатель с эксцентриками на обеих концах вала.

развивайте мысль 

32 минуты назад, _abk_ сказал:

должен иметь максимальную мощность около 6кВт

откуда столько? за четверть периода 2560*0,09*0,00025 = 0,0576Дж
за секунду 0,0576*400*4 = 92,16Дж/с=92Вт.