Расчет магнитного барабана конвейера

Расчет производился в системе автоматического проектирования Ansys Maxwell 16. В ходе проектирования решалась параметрическая задача оптимизации. Была создана модель барабана в 2D дизайне в цилиндрической системе координат относительно оси Z. Таким образом, все элементы конструкции, находящиеся в положительной части оси Х, программа предполагает к повороту относительно оси Z. Размеры всех элементов конструкции были заданы как переменные. Граничными условиями габаритов были: диаметр по магнитам – 300 мм, осевая длина по крайним магнитам барабана – 400 мм.

На рисунке 1 изображены элементы конструкции барабана:

1 – «северный» магнит

2 – немагнитный промежуток

3 – «южный» магнит

4 – вал

5 – немагнитная лента

В ходе решения параметрической задачи было выяснено, что поток в точке, лежащей на ленте становится максимальным при наименьшем количестве магнитов. На рисунке 2 показан график зависимости индукции в указанной точке от количества магнитов в конструкции (длина магнитов рассчитывалась из граничных условий).

Также была построена картина магнитного потока в конструкции. Картина магнитного потока изображена на рисунке 3.

Исходя из вышесказанного было принято решение сделать в конструкции только 2 магнита, а промежуток между магнитами сделать также из магнита с осевой намагниченностью, с целью уменьшения потоков рассеяния, так как было показано что при использовании немагнитного промежутка, магнитная индукция в указанной точке составляет 0,3 Тл (как показано на рисунке 4), меньше чем при использовании магнита, что будет показано далее.

Таким образом, несколькими итерациями, была создана заключительная модель рассчитываемого барабана конвейера (рисунок 5).

На рисунке 5 также показаны направления намагничивания постоянных магнитов. Материал магнитов NdFeB38H. Также показаны точки, указывающие на индукцию в частях конструкции. Была решена и задача параметризации, для определения оптимального диаметра вала конструкции (рисунок 6).