Ещё одна "реальная" задача. По крайней мере не менее реальная, чем большая часть из 15000 "реальных" задач, решённых Б.Злотиным за период с 1974 до 2010.:)
На одном заводе изготавливали простенькие трансформаторы с феромагнитными сердечниками. Сердечник состоит из двух частей, каждая из которых похожа на букву "Е". При этом внутренняя (средняя) "перекладина" "Е" чуть-чуть короче внешних.
В середине собранного из двух частей сердечника на средних "перекладинках" повёрнутых друг другу "Е" устанавлвают катушку трансформатора.
После установки катушки внешние "перекладины Е-образных частей сердечника склеивают специальным клеем (что-то вроде эпоксидки) с феромагнитными частицами - для того, чтобы уменьшить потери магнитного потока в зонах склейки между двумя частями сердечника. Для того, чтобы клей не вытекал места склейки обматывают бумажной лентой, а части сердечника прижимают друг к другу зажимом. Потом слегка прихватывают клеем катушку трансформатора.
Затем трансформатор отправляют в печку, чтобы клей затвердел. Потом убирают ленту и... трансформатор готов.
Проблем с этим процессом немало...
Не удаётся получить однородную консистенцию клея с феромагнитными частицами, сами феромагнитные частицы разных размеров и, поэтому, зазор между частями сердечника у готовых трансформаторов может быть разным, клей до и во время процесса сушки вытекает, бумагу (с покрытием) не всегда удаётся полностью оторвать и т.д.
В результате процент выхода годных трансформаторов низкий.
Как быть?
Re: Клеить надо с умом
Не пытайтесь добиться повышения однородности смешивания клея с феромагнитными частичками, сортировать сами частицы по размерам или бороться с вытеканием клея. Эти направления требуют немалого времени и средств.
Удовлетворительное решение можно найти, переформулировав задачу и разрешив возникшее в результате этого противоречие - довольно примитивное, кстати, типа быть<->не быть / делать<->не делать.
Изготовление и проверка опытной партии (на базе идеи решения, которое надо найти) показала, что количество бракованных трансформаторов снизилось в разы.
Re: Клеить надо с умом
Первое, что надо попробовать - это включить трансформатор.
Re: Клеить надо с умом
Ну и?
Re: Клеить надо с умом
Магнитное поле в зазоре между частями сердечника будет удерживать ферромагнитняе частицы, а они - клей.
Re: Клеить надо с умом
Идея красивая. Может быть - не пробовали сушить работающие трансформаторы.
Но решение оказалось ещё проще.
Re: Клеить надо с умом
А клеили-то зачем? Чтобы не разваливался? Тогда, видимо, я опять же это решение знаю с детства - сколько я их разобрал, трансформаторов...
Впрочем - ? "..феромагнитными сердечниками.." - имеются в виду стальные?
Если да, то они обычно много слойные. И можно сделать так, чтобы они сами держались друг за друга. То есть перекладины в одном слое у правой части сердечника длиннее, а в другом слое - у левой.
Re: Клеить надо с умом
Думаю, чтобы не разваливались, но это моё предположение. Половинки сердечников цельные - из какого-то феросплава. Какого - не знаю, но для решения это и не важно.
P.S. Попробуйте что-нибудь "свернуть"...
Re: Клеить надо с умом
Ага, тогда так.
Из одной целой детали (моно) не получается, тогда конструкторы сделали из двух (би). Продолжим эту линию. Дробим сердечник на много-много частей (поли). И что мы видим в конце концов? Порошок. Как и тот, который мешают в клей. Ага. Подвешиваем катушку внутри коробки из декоративного материала и заливаем полностью и внутри, и снаружи клеем с ферромагнитным порошком. И отправляем в печь.
Re: Клеить надо с умом
Не всегда надо полностью менять технологию, чтобы повысить выход годных трансформаторов.
Упрощу задачу, усложнив её - идею решения проверили на следующий день. Следовательно нужно предложить что-то ну очень простое.
Подсказка: "Сверните" феромагнитные частицы. Тогда задача будет выдлядеть так:
Если клея много - он крепко соединяет части сердечника, но сильно ослабляет мабнитный поток и вытекает. Если клея много - он не ослабляет магнитный поток и не вытекает но плохо соединяет части сердечника.
После "обострения" могут получиться следующие противоречия:
1. Клей должен быть - чтобы соединить части ссердечника<-> клея не должно быть, чтобы не было зазора между частями сердечника, ослабляющего магнитный поток;
2. Клеить - чтобы соединить части ссердечника<->не клеить - чтобы не было зазора между частями сердечника, ослабляющего магнитный поток;
3. Зазор между частями сердечника должен быть - чтобы можно было склеить <->зазора между частями сердечника не должно быть, чтобы не ослабить магнитный поток:
Теперь, ещё раз внимательно прочитав условие, нужно сделать разрез катушки с двумя Е-образными половинками сердечника. Затем, разрешить одно из этих противоречи и найти идею решения.
Re: Клеить надо с умом
Если против того, что я предложил, единственное возражение - что его долго проверять, то это не серьёзно. Размешать порошок в клее - для этого и до завтра ждать не надо.
Ну ладно, пусть оно не подошло по каким-то более серьёзным причинам. Тогда будем искать другой способ убрать зазор. Причём это должно быть именно склеивание. Зазор будет минимальным, если в нём не будет ничего (он не будет нулевым из-за неточности обработки и шероховатости поверхности). То есть клея - ни с частицами, ни без - в нём быть не должно. Значит он должен быть снаружи.
Зажимаем в срубцину и обматываем лентой на клею. Только я думаю, лучше не бумажной, а тканевой.
А ещё лучше подумать о точечной сварке. Тоже зажимаем в струбцину и привариваем по две накладки на каждый стык (как шины на перелом).
Re: Клеить надо с умом
Есть конструкции трансформаторов, где две половинки сердечника стягиваются лентой - без клея, но это - не наш случай.
Вы не прочитали условие.
Ещё проще.
Re: Клеить надо с умом
"Есть конструкции трансформаторов, где две половинки сердечника стягиваются лентой - без клея, но это - не наш случай.".
Почему?
"Ещё проще.".
Проще я уже предложил.
Re: Клеить надо с умом
Нет.
Четыре требования ИКР!
Кстати вот фильм о том, как сердечник скрепляется лентой без клея, но у нас другой случай.
Re: Клеить надо с умом
"...сердечник скрепляется лентой без клея, но у нас другой случай.".
Почему?
Re: Клеить надо с умом
У нас есть определённая конструкция трансформатора. Даже такое её изменение (сравнительно небольшое) ртебует времени и затрат.
Re: Клеить надо с умом
Хм, только сейчас обнаружил, что до меня не дошла существенная деталь - средние перекладины не склеиваются и там остаётся зазор. Не импульсный ли это трансформатор? Вроде там зазор в сердечнике имеет большое значение.
Вопрос: проблема в том, что этот зазор не удаётся выдержать с нужной точностью?
Re: Клеить надо с умом
Т.е. прочитали условие - теперь до простейшего решения рукой подать.
И не нужно делать дополнительные стяжки, отливать сердечник из смеси ферочастиц и связки, включать электрический ток после склейки и в течении сушки для удержания феромагнитной массы и...
Короче, всё можно упростить и при этом повысить выход годных.:)
Re: Клеить надо с умом
Так я что-то не понял, да или нет?
Re: Клеить надо с умом
Да. Есть зазор. Это "выводится" из условия.
"Сердечник состоит из двух частей, каждая из которых похожа на букву "Е". При этом внутренняя (средняя) "перекладина" "Е" чуть-чуть короче внешних."
Ну...:)
Re: Клеить надо с умом
Это не ответ на мой вопрос. Мой вопрос: "Вопрос: проблема в том, что этот зазор не удаётся выдержать с нужной точностью?".
Добавлю. Если да, то мешает этому невозможность точно выдержать размер частиц порошка, добовляемого в клей?
Если да, то его надо удалить. Тогда третий вопрос: зачем добавляют порошок в клей?
Re: Клеить надо с умом
Зазор внутри катушки не нужно выдерживать с нужной точностью.
Кстати, если бы действительно было нужно - контрольное решение этому бы только помогло. А зазоры между половинками сердечника вне катушки вообще не нужны. Они получются из-за клея. Феромагнитные частицы предназначены компенсировать потерю магнитного потока в зазоре из-за клея.
Re: Клеить надо с умом
"...зазор между частями сердечника у готовых трансформаторов может быть разным...".
О каком зазоре речь?
Re: Клеить надо с умом
О том, который получается из-за клея с феромагнитными частицами. Но если зазора нет - нет и проблемы:)
Ну...
P.S.Я ведь написал, что бороться за равномерность зазора не стОит. Этого, кстати, можно добиться если сделать его больше максимального размера ферочастиц, но магнитномубпотоку это здоровья не добавляет.
Re: Клеить надо с умом
Зачем были добавлены ферромагнитные частицы, какова их функция?
Здесь вы говорите о боковых зазорах, в которых клей и ферромагнитные частицы. Когда я спрашивал о точности зазора, я имел в виду зазор между средними перекладинами, которые по условию задачи специально сделаны короче. Его точность тоже не важна?
Re: Клеить надо с умом
Я же уже писал, что нет необходимости в соблюдении точности зазора между средними перекладинами. По крайней мере по условиям задачи. Но если бы была - контрольное решение и тут бы помогло.
Феромагнитные частицы в клей добавляют, чтобы уменьшить потери магнитного потока, которые появляются и-за зазора. А зазор из-за клея. Нулевой зазор - плохая склейка.
В условии ведь всё есть.
Re: Клеить надо с умом
"Феромагнитные частицы в клей добавляют, чтобы уменьшить потери магнитного потока, которые появляются и-за зазора. А зазор из-за клея. Нулевой зазор - плохая склейка.
В условии ведь всё есть.".
Не всё.
В условии есть также создание зазора в сердечнике внутри катушки. Который тоже увеличивает потери магнитного потока. Или не увеличивает? На этот вопрос в условии ответа нет.
Re: Клеить надо с умом
Если бы это имело значение - я бы написал. А так - что написано в условии по поводу катушки?
Кстати, контрольное решение решило бы и эту проблему, если бы таковая возникла.
P.S.Вы специально не замечаете решения?
Re: Клеить надо с умом
"Потом слегка прихватывают клеем катушку трансформатора.". Вроде, больше ничего.
Пожалуйста, ответьте на вопрос, если знаете. Я вас прошу.
Re: Клеить надо с умом
Потери магнитного потока в зазоре внутри катушки не имеют никакого отношения к задаче, поскольку туда никто смесь клея с феромагнетиком не засовывает.
P.S. Вообще в процессе решения этой задачи были реально заданы следующие вопросы:
1. Зачем феромагнитные частицы в клее?
Ответ: Чтобы уменьшить потери магнитного потока (если клеить клеем без феромагнитных частиц).
2. А если просто прижать половинки сердечника друг к другу потери будут допустимыми?
Ответ: Да. Всё будет отлично.
3. Можно ли выбросить клей вообще и стянуть сердечник лентой?
Ответ: Можно, но это дополнительные детали. Стягивающие захваты. Не хотелось бы заменять склейку стяжкой.
Получается:
Клеит надо, чтобы соединить половинки сердечника и клеить не надо, чтобы не было потерь магнитного потока.
или
Клей должен быть, чтобы соединять половинки сердечника и клея не должно быть, чтобы не было зазора, не возникало из-за этого зазора, не нужно было из-за этого вводить феромагнитные частицы в клей, чтобы уменьшить потери магнитного потока.
Это притиворечие легко разрешается в пространстве.
Re: Клеить надо с умом
Но видимо с появлением дополнительных деталей?
Re: Клеить надо с умом
Нет. Остаётся только одно место, где можно склеить сердечник. При этом хоть просто клеем, хоть клеем с феромагнитными частицами. При этом клея можно взять с избытком. При этом не нужно беспокоится о вытекании. При этом даже если произойдёт вытекание клея - оно будет только на пользу. При этом внутренний зазор (если будет такая необходимость) будет всегда одинаковый - в пределах допуска.
Я почему-то был уверен, что как раз эту задачу решат сразу.
Re: Клеить надо с умом
"Потери магнитного потока в зазоре внутри катушки не имеют никакого отношения к задаче, поскольку туда никто смесь клея с феромагнетиком не засовывает.".
Однако, никто не мешает засунуть туда клей без ферромагнетика.
Ещё раз, третий, прошу вас ответить на вопрос: зазор внутри катушки создаёт потери или нет?
Да, и ещё: почему для боковых зазоров это имеет отношение к задаче, а для внутреннего - нет?
Re: Клеить надо с умом
Ещё раз - это не имеет значения. А если бы имело - туда бы тоже заливали клей с феромагнитными частицами. Но туда вообще ничего не заливали.
Почему это не имеет значение - меня мало интересовало. Вот если бы имело - я бы поинтересовался. А так - лишняя информация, мешающая, как оказалось, решить задачу без затрат и почти без изменений.
Re: Клеить надо с умом
может быть клей (с частицами или без) спрятать внутрь сердечника:
Re: Клеить надо с умом
Где внутри?
Если нужно делать этакую впадину во внешних перекладинах сердечника - это потребует переделки сердечника.
Т.е. если когда-нибудь будут делать новую конструкцию трансформатора - об этом можно думать, как и о многих других предложенных во время обсуждения решениях.
Но дело в том, чтобы решить здесь и сейчас ничего (или почти ничего) не изменяя.
Re: Клеить надо с умом
Чудес не бывает. Если неоднородность размеров частиц в левом варианте не даёт получить качественную склейку, то она и в правом варианте не даст.
"Потери магнитного потока в зазоре внутри катушки не имеют никакого отношения к задаче, поскольку туда никто смесь клея с феромагнетиком не засовывает." (Gregory Frenklach).
"Однако, никто не мешает засунуть туда клей без ферромагнетика." (я).
Я не сразу обратил внимание, что, раз эти потери не имеют значения, то, следовательно, мы имеем дело с чем-то простым, типа блока притания для бритвы - лишь бы работал и товарный вид был.
Поэтому клеить надо средний зазор. При этом сжимать до упора по бокам. Там тоже чудес не будет, а будут всё же зазоры за счёт шероховатости, но они будут значительно меньше, чем с клеем. И скорее всего, тоже не будут иметь значения.
Re: Клеить надо с умом
Правильно!
Проверка показало, что нет необходимости в феромагнитных частицах и во внутренний зазор стали "заливать" клей без них. Т.е. если бы нужно было - залили бы с феромагнитными частицами.
В дальнейшем Е сердечники можно было бы шлифовать если нужна будет гладкая поверхность.
Если бы и размер внутреннего зазора имел значение - можно было бы подшлифовать и его.
К счастью всего этого не потребовалось.
Кроме того, что кусок процесса, связанный с подготовкой смеси клея с феромагнитными частицами ушёл - ушла также операция по прихватыванию катушки к сердечнику. Она теперь прихватывается клеем, которым склеивают сердечник внутри катушки.
При этом относительно плотно сидящая на сердечниках катушка предотвращает вытекание клея.