电磁铁吸力计算

电磁铁吸力计算

一、按所给参数要求计算：

已知：

工作电压：U=12V 电阻：R=285±10% 匝数：W=3900 线径：Φ0.08 由已知条件可计算得出：

电流：I=U/R=12/285=0.042A

安匝值：IW=0.042*3900=163.8

电磁吸力：

F=2)5000(Φ*)1(1

αδ+S

(1) 其中: Φ：通过铁芯极化面的磁通量Mx

S ：为铁心极化面面积2cm

δ：未吸合时衔铁和铁芯的气隙长度cm

α：修正系数,一般在3～4之间,在此取其中间值4=α 在式(1)中磁通量为:

Φ=8

10**δG IW (2) 其中: IW ：线包的安匝值

δG ：工作磁通的磁导H

在式(2)中工作磁通的磁导为:

δG =)11(2

20

2

02

0R r

R --δμπ

(3)

其中: 0R ：衔铁旋转位置到铁芯中心的长度cm

0μ：空气中的磁导率为0.4π*108

-cm H /

r ：极化面的半径cm

由产品结构图可知：

0R =0.56 r=0.3 δ=0.069

故有:

δG =)56.03.011(069.010*4.0*56.0*222

82---ππ=5.58*108

-

Φ=8810*10*58.5*8.163-=914 F=)069.0*41(3.0*1

*)5000914

(22+π=0.093Kgf =93gf

二、改进后吸力计算

改进方案1:

改用Φ0.09线，绕制后所得匝数为W=4262,其他参数不变，故：

安匝值 IW=0.042*4262=179

则：

Φ=8810*10

*58.5*179-=998.82 F=)

069.0*41(3.0*1*)500082.998(22+π=0.111Kgf =111gf 改进方案2:

将线包功率增加到0.7W 则其电阻值变为：

Ω===7.2057

.0122

2P U R A R U I 058.07

.20512=== 此时绕制后所得匝数为W=3361 ,其他参数不变

故有：

安匝值 IW=0.058*3361.34=194.94

Φ=8810*10

*58.5*94.194-=1087.77 F=)

069.0*4.01(3.0*1*)500077.1087(22+π=0.131Kgf =131gf 三、可靠性改进：

A 、零件一次性的控制（轭铁一模一出/铁芯冷镦一模一出/骨架一模重新开模）

B 、铁芯铰锭一次性的控制 设计治具

C 、取消铁芯帖纸抬高释放，衔铁重新设计抬高释放。

D 、衔铁固定方式重新设计

F 、取消塞片固定线包，采取可靠性高的方式进行固定

G 、改进金属件处理工艺，提高金属件的导磁性。

H 、改进轭铁刀口角度，提高产品的灵敏度

I 、100%的进行进气密封/排气速度的检测。

产品结构图：