Introduktion til Brugerdefineret magnetisk låsende solenoid
En specialfremstillet magnetisk låsemagnet er en elektromekanisk aktuator, der bevæger et stempel eller anker og holder det i en bestemt position uden strømforsyning. Teknologien til elektromagnetisk aktivering med permanent magnetholdning er ret effektiv til produkter, hvor der er behov for pålidelig lineær bevægelse med lavt gennemsnitligt strømforbrug.
Magnetisk låseteknologi finder sin anvendelse i smarte låse, adgangskontrolsystemer, medicinsk udstyr, industriel automation, elektroniske skabe, måleenheder, salgsautomater, sikkerhedsanordninger og batteridrevne enheder.
Standardkatalogsolenoider opfylder dog muligvis ikke kravene til OEM-produkter.
En specialfremstillet magnetisk låsemagnet giver bedre integration, når et nyt OEM-produkt kræver en særlig slaglængde, kraft, spænding, holdekraft, stempelform, monteringsarrangement, stik og installationsramme.
Udvikling af en specialfremstillet magnetisk låsemagnet kræver et tæt samarbejde mellem OEM'ens ingeniørafdeling og magnetproducenten. Kombinationen af mekaniske, elektriske, magnetiske og fremstillingsmæssige aspekter skal tages i betragtning lige fra starten af designet.
Vejledningen omfatter alle trin i udviklingen af den brugerdefinerede magnetiske låsesolenoid – fra specifikation og prototypedesign til validering og masseproduktion.
1. Hvornår er en specialfremstillet magnetisk låsende solenoid?
For det første skal man overveje standardsolenoiden, da brugen af færdige designs vil bidrage til at reducere værktøjsomkostninger, udviklingstid og projektets risici.
Tilpasning kan være gavnlig i tilfælde, hvor standardprodukter ikke kan levere en væsentlig funktion.
Typiske årsager er
Mindre pladskrav til installation
Særlige krav til slagtilfælde
Højere startkraft
Specifik holdekraft
Lav driftsspænding
Begrænset peakstrøm
Speciel stempelform
Forskellige monteringssteder
Krav til lave støjniveauer
Specielle ledninger eller stik
Krav til høj cykluslevetid
Miljømæssige pres
For eksempel har en OEM-producent af smartlåse 30 × 20 × 18 mm plads til aktuatoren og 5 mm slaglængde og kræver en specifik holdekraft.
Udvikling af en specialbygget magnetisk låse-solenoid kan være mere kompakt og kommercielt fornuftig sammenlignet med at redesigne hele låsen for at integrere den større standardkomponent.
Tilpasningen skal udføres som en løsning på et ingeniørproblem og ikke som oprettelsen af en unik komponent.
2. Start med en fuld ansøgning specifikation
Kvaliteten af den endelige aktuator afhænger i høj grad af kvaliteten af den oprindelige specifikation.
Anmodning som:
Vi har brug for en 12V låsende solenoid.
er ikke nok til ingeniørudvikling.
Den nyttige specifikation skal indeholde:
Anvendelse: Hvad er formålet med låsemagneten?
Spænding: Hvad er det nominelle og faktiske spændingsområde?
Hvad er den maksimale strøm, som elektronikken kan afgive?
Slaglængde: Hvor langt går stemplet?
Kraft. Hvilken kraft i forskellige positioner?
Holdekraft: Hvad er den nødvendige holdekraft?
Pulsvarighed: Hvor længe kan vi tænde spolen?
Frekvens: Hvor ofte kører aktuatoren?
Livscyklus. Hvor mange cyklusser skal der være?
Dimensioner: Hvad er den maksimale kuvert, der kan installeres?
Miljø: Hvilken temperatur, luftfugtighed eller vibrationer forventes?
Tilvejebringelse af tegninger, CAD-modeller, mekanismevideoer og belastningsinformation vil forbedre designprocessen betydeligt.
Baseret på disse oplysninger vil producenten beslutte, om det er muligt at modificere den eksisterende platform, eller om det er nødvendigt at udvikle en ny arkitektur for den magnetiske låsesolenoid.
3. Hvad er den brugerdefinerede magnetiske låsende solenoids slaglængde og mekaniske bevægelse?
En af de første parametre, som ingeniører skal bestemme, er slaglængden.
Aktuatoren skal have tilstrækkelig vandring til at betjene mekanismen på en pålidelig måde, under hensyntagen til produktionstolerancer. Men yderligere vandring kan resultere i en større solenoid, der er vanskeligere at optimere.
Konsekvenser af det længere slagtilfælde:
Startkraft
Magnetisk effektivitet
Spole dimensioner
Længde af stemplet
Tidspunkt for svar
Efterspørgsel efter elektrisk energi
Derfor skal OEM-ingeniører bestemme den minimale vandring, som mekanismen kræver.
Hvis produktet har brug for 4 mm bevægelse, kan 10 mm blot for at give en vis margen reducere effektiviteten.
I stedet skal ingeniører systematisk analysere mekaniske tolerancer.
Ved udviklingen af en specialfremstillet magnetisk låsende solenoid er analyse af både slaglængde og mekanisme påkrævet.
4. Definer kraft ved korrekt slagposition
Et af de vigtigste aspekter ved design af brugerdefinerede solenoider er, at kraft ikke kan bestemmes som et enkelt tal uden position.
Det magnetiske luftgab ændrer sig, når stemplet bevæger sig. Det betyder, at solenoidens kraft også ændrer sig.
For eksempel kan applikationsspecifikationen være
Startposition: 8 N @ 2 mm
Midterste slaglængde: 12 N, 3 mm
Slutposition 20 N ved næsten fuldt indgreb
Det er mere nyttig information end at bede om "20 N kraft".
Derudover skal ingeniører tage højde for kræfter genereret af:
Fjedre.
Modstand
gravitation
Mekaniske håndtag.
Lukket
Accelererer
Skævhed
Fremstillingstolerancer
Disse krav kan bruges af producenten til at optimere spolen, det magnetiske kredsløb, stemplet og geometrien.
Derefter vil prototypens kraft versus slaglængdetest kontrollere den brugerdefinerede magnetiske låsesolenoids ydeevne i arbejdsområdet.
5. Beregn den nødvendige holdekraft
Holdekraften er en af de vigtige egenskaber ved en låseaktuator.
Den permanente magnetkraft vil hjælpe med at holde stemplet i den ønskede position, efter at den elektriske puls er slukket.
Den nødvendige holdekraft afhænger af mekanismen.
Små interne afbrydere kræver muligvis mindre holdekraft. En låsemekanisme, en industriel lås eller en sikkerhedsanordning kræver meget mere holdekraft.
OEM-ingeniører skal overveje følgende:
Mekanisk belastning udefra
Rekylfjedre
Vibrationer
Mekanisk stød.
Produktorientering
Tolerancer for luftspalter
Temperatur
Produkt livscyklus
Overdreven holdekraft er ikke altid gavnlig.
Hvis holdekraften er for stor, kan det være nødvendigt med mere elektrisk energi for at oplåse eller vende mekanismen.
Derfor er der i en veldesignet magnetisk låsende solenoid altid en balance mellem stabilitet i holdet og pålidelig skifteevne.
6. Vælg parametre for magnetisk låsende solenoidspænding, strøm og spole
Brugerdefineret spoledesign giver OEM-ingeniører mulighed for at optimere aktuatoren i henhold til det faktiske elektriske system.
Typiske driftsspændinger er 5 VDC, 6 VDC, 12 VDC og 24 VDC, selvom andre værdier er mulige.
Producenten skal overveje følgende:
Forsyningsspændingsområde
Spolens modstand.
Maksimal strøm
Tråddiameter
Antal viklinger i vindinger
Tilgængelig plads til opvikling
Impulsvarighed
Stigende temperatur
Minimumsbatterispændingen er især vigtig for batteridrevne produkter.
Den perfekte aktuator kan blive upålidelig, når den tilsluttes et nyt batteri, da batterispændingen falder.
Derfor skal den magnetiske låsesolenoid testes ved produktets faktiske driftsspændingsområde, ikke kun ved den nominelle spænding.
7. Optimer det permanente magnetiske kredsløb
Den permanente magnet er nøglen til låsefunktionen.
Men det er ikke nok bare at skifte magneten til en stærkere.
Vi er nødt til at optimere hele det magnetiske kredsløb.
Vigtige faktorer er
Magnetisk materiale
Magnetstørrelse
Magnet placering
Stemplets materiale
Grundmateriale
Magnetisk kredsløb
Luftrum
Mekaniske frigange
Den elektromagnetiske aktiveringskraft skal afbalanceres med den permanente magnetiske holdekraft af ingeniører.
Produktionsvariationen er også vigtig, da ændringer i luftspalte, magnetisk materiale eller deldimensioner kan påvirke ydeevnen.
Derfor er den specialfremstillede magnetiske låsesolenoid designet til ideelle prototypedimensioner og reelle masseproduktionstolerancer.
8. Mekanisk design af stempel og grænseflade
Stemplet omdanner elektromagnetisk bevægelse til kundemekanismen.
Mulige tilpasningsmuligheder er
Længde af skaftet
Diameter på skaft
Kanaler
threading
Flade overflader
Slutformularer
Pin (Binding)
Mekaniske stop
Tilslutningsfunktioner
Grænsefladen skal overføre kraft på en effektiv måde uden for store sidebelastninger.
Sidebelastningerne forårsager en øget friktion og slid.
I den ideelle verden bør aktuatoren kun bevæge sig i den lineære retning, den er designet til, og enhver anden mekanisk bevægelse bør tilvejebringes af en ekstern føring eller et led.
Den mekaniske grænseflade til en magnetisk låsende solenoid bør også være designet til at muliggøre nem installation i OEM-produkter.
Effektivt teknisk design, men kompliceret at installere, vil øge produktionstid og -omkostninger.
9. Tag højde for støj og påvirkning
Støj er en vigtig parameter for smarte låse, medicinsk udstyr, kontorudstyr, boligprodukter og avanceret forbrugerudstyr.
Vi hører ofte lyden af solenoiden, når stemplet rammer det mekaniske stop.
Følgende metoder til støjkontrol er mulige:
Optimering af stempelhastigheden
Ændring af stopgeometri
Reduktion af frihøjde over grænsen
Integrering af korrekt dæmpning
Forbedring af mekanisk justering
Optimering af elektriske impulser.
For meget reduktion af stødet kan dog forhindre aktuatoren i at fuldføre bevægelsen pålideligt.
Derfor skal du gå på kompromis med støjreduktion med aktiveringskraft og låsepålidelighed.
Hvis støj er vigtig for dig, skal du specificere et målbart krav i udviklingsspecifikationen for den brugerdefinerede magnetiske låsesolenoid og teste det i den endelige samling.
10. Opret en brugerdefineret prototype af en magnetisk låsende solenoid til validering
Når den tekniske kravgennemgang var afsluttet, kunne udviklingen af prototypen påbegyndes.
Når det er muligt, bør de første prøver udvikles på basis af den allerede eksisterende platform i stedet for at udvikle hele produktionsværktøjet med det samme.
Prototypeudviklingsprocessen kan bestå af flere trin:
Applikationsspecifikation → gennemgang af ingeniører → indledende design → prøve → testning → modifikation → validering
OEM'en skal validere prototypen i det faktiske produkt.
Problemer med: Bench test alene kan muligvis ikke afsløre
Mekanisk justering • fjederbelastninger på
- Resonanthus
Begrænsninger i strømforsyningen.
- Temperatur •
- Monteringsfrirum
Teamet bør også finde ud af årsagerne til fiaskoen, før de foretager adskillige ændringer.
En systematisk tilgang til udvikling ville resultere i et pålideligt design af en magnetisk låsende solenoid og undgå enhver reengineering.
11. Ingeniørverifikation og -testning
Før masseproduktion bør aktuatoren valideres under realistiske og worst-case forhold.
Testning kan omfatte:
Krafttest: test af aktiveringskraften over den nødvendige vandring
Holdekrafttest: test af stabiliteten af låseevnen.
Spændingstest: minimums-, nominel- og maksimumsspænding.
Pulstestning. Pålidelige grænser for pulsvarighed.
Temperaturtest: verifikation af driften inden for det nominelle temperaturområde.
Levetidstest: Kørsel af aktuatoren i den krævede levetid.
Akustisk ydeevne: udførelse eller vurdering af akustisk ydeevne i henhold til specifikationen.
Vibrationstestning: et must til bil-, mobil- og industrielle applikationer.
Applikationstest: test af aktuatoren i den endelige samling.
Validering af en magnetisk låsende solenoid bør tage højde for produktionstolerancer, når det er muligt. Når designet er i stand til at fungere med manuelt udvalgte prototypekomponenter, er det endnu ikke klar til volumenproduktion.
12. Produktionsdesign
Den specialfremstillede aktuator skal være konstrueret til at fungere korrekt og fremstillet pålideligt.
Dette indebærer, at ingeniørteamene skal overveje:
- Materialets tilgængelighed
- Komponenternes tolerance •
- Vikling af spolen
- Samlingsteknologier
- Installation af magneten·
- Kalibrering af stemplet
- Inspektionsteknologier
- Nødvendige værktøjer
- Produktions tid
- For høje tolerancekrav kan føre til en unødvendig stigning i produktionsomkostningerne.
På den anden side kan for løse tolerancer resultere i uacceptable variationer i kraft eller holdeevne.
Design til fremstilling er et praktisk kompromis.
For programmer med stor volumen vil selv små forbedringer i samleprocessen reducere produktionsomkostningerne for den magnetiske låsesolenoid betydeligt.
13. Pilotprojekt for værktøj og produktion
Hvis designet er rimeligt, kan produktionsværktøjer være nødvendige.
Værktøjet kan, afhængigt af aktuatorens design, omfatte:
Stempelværktøj
- Sprøjtestøbning af plastikhuset
- Spoleholdere
- Monteringsbeslag
Svejsestik
- Inspektionsmålere
- Funktionelt testudstyr
- En stærk anbefaling af et pilotprojekt inden fuldskalaproduktion.
Pilotproduktionen ville vise, at fremstillingsprocessen kunne producere det tekniske design ensartet.
Køberen bør sammenligne pilotenhederne med de godkendte konstruktionsprøver og undersøge kritiske parametre, såsom dimensioner, modstand, kraft, slaglængde og holdeevne.
Dette trin ville være nyttigt til at afdække produktionsproblemer inden masseproduktion af den magnetiske låsende solenoid.
14. Etabler kvalitetskontroller i produktionen
"Koncentrer dig om egenskaber, der påvirker funktionen for at opnå kvalitet i masseproduktion."
Afhængigt af designet kan de omfatte:
Spolemodstand •
- Kritiske dimensioner
Myokardieinfarkt
- Stemplets slag
- Aktueringsevne
Holdingpræstation
- Isolering
- Kvaliteten af ledningen og stikket
Grafik •
- Kvalitet af byggeri
- Ikke alle egenskaber skal kontrolleres med samme hyppighed eller med samme præcision.
De mest stringente kontroller bør anvendes på de egenskaber, der påvirker aktuatorens funktion.
OEM'erne skal også drøfte sporbarhed, partikontrol og procedurer for afvigende produkter med producenten.
Når den magnetiske låsesolenoid er den kritiske komponent i et større produkt, skal kvaliteten være ensartet.
15. Ledelse af ingeniørmæssige forandringer
Materiale- eller procesændringer kan påvirke ydeevnen uden at ændre varenummeret.
Større ændringer kunne omfatte:
- Magnetproducent ·
- Magnetisk stof
- Spiraltråd
- Stempelmaterialer
- Overfladebehandling
*Forårstid
- Klæbemiddel.
- Resine Plastica
- Produktionsprocessen
OEM-køberne skal etablere en proces til at underrette ændringer i den tekniske proces.
Enhver ændring, der kan påvirke aktiveringskraften, holdekraften, modstanden, dimensionerne eller levetiden, bør verificeres inden implementering.
God styring af tekniske ændringer er lige så afgørende for det langsigtede OEM-projekt som godkendelse af prøver.
16. Evaluer producentens kapacitet før masseproduktion
At vælge en producent af specialaktuatorer er mere end blot at sammenligne tilbud.
Hvad købere bør vide:
- Ingeniørkompetencer •
- Erfaring med lignende produkter
- Prototyping-muligheder
- Customizability
- Test udstyr
Kvalitetssystem
- Produktionsevne
- Supply chain pålidelighed
- Change Management
- Kommunikation
– Tid til markedet
Omkostningsstruktur
* Spørg leverandøren om deres projekts overgang fra tekniske prøver til volumenproduktion.
En producent, der ved, hvordan man designer og fremstiller, kan minimere forskellene i ydeevne mellem prototypen og produktionen.
17. Evaluer projektets samlede omkostninger
Det laveste tilbud på komponenter er ikke nødvendigvis den billigste løsning.
De samlede projektomkostninger kan omfatte:
- Design Engineering
- Hardware.
- Prototypeprøver.
Bekræftelse. ·
- Enhedspris
- Check (Skak)
- Mød
- Lagerbeholdning
- Kvalitetsfejl
Reklamationer under garanti
- Feltudskiftelig
Brugen af den dyrere aktuator, der er nemmere at samle og fungerer pålideligt, kan reducere produktets samlede omkostninger.
Den magnetiske låsesolenoid skal behandles som en del af det komplette OEM-produkt og ikke som en separat købt komponent.
18. Hvad skal en køber angive i en RFQ?
Detaljer om tilbudsanmodninger for et mere præcist tilbud og bedre teknisk kommunikation.
For eksempel:
Produkt: Specialfremstillet magnetisk aktuatorlåsning
Anvendelse: Smart skabslås
Spænding: 12 VDC (G)
Maks. tilgængelig strøm: 1.5 A peak
Slaglængde: 5 mm
Startkraft: 5 mm, 10 N
Nødvendig holdekraft: 25N
pulslængde: maks. 200 ms
Driftstemperatur: -20 ° C til + 60 ° C
Forventet levetid: 500.000 cyklusser
Maksimale dimensioner: 32 × 24 × 20 mm
Støj: Foretrækker lav støj
Årlig efterspørgsel: 150,000 stk.
Målproduktion: 3. kvartal
Medtag tegninger, CAD-filer, indlæste data og fotografier af applikationen, hvis det er muligt.
Dette ville give producenten mulighed for bedre at evaluere gennemførlighed, omkostninger, værktøj, leveringstid og produktionspriser.
Resumé: Det specialdesignede design af en magnetisk låsende solenoid skal være et komplet elektromekanisk ingeniørprojekt, ikke en modifikation af spole og stempel.
Veldesignede aktuatorer er afbalanceret mellem slaglængde, aktiveringskraft, holdekraft, spænding, strøm, pulsvarighed, permanentmagnetens egenskaber, mekanisk integration, støj, temperatur og levetid.
19. Produktionshensyn er lige så vigtige.
Aktuatoren skal være konstrueret på en sådan måde, at spolens og de magnetiske komponenters vikling, såvel som stemplets dimensioner og monteringsprocessen, kan styres pålideligt i masseproduktion.
Den mest effektive udviklingsproces for OEM-købere er den, der starter med den detaljerede specifikation og samarbejdet mellem produktdesigneren og solenoidproducenten.
Derefter skal prototypeprøverne testes i den virkelige mekanisme under realistiske belastninger, spændingsgrænser og miljøer.
Designvalidering skal gennemføres i ingeniørfasen, og designverifikation skal finde sted under pilotproduktionen, før fuldskalaproduktion påbegyndes.
Gode applikationsspecifikationer, teknisk validering og design til fremstilling, samt disciplineret kvalitetskontrol, kan hjælpe OEM'er med at designe en brugerdefineret aktuator, der vil give pålidelig ydeevne fra den første prototype til langsigtet masseproduktion.
20. Magnetiske låsende solenoider: Hvad OEM-købere har brug for at vide – ofte stillede spørgsmål
1. Hvilke oplysninger skal jeg bruge for at bestille en specialfremstillet magnetisk låsemagnet?
Køberne skal specificere: • Anvendelse • Spænding • Aktuelt tilgængelig. • Nødvendig slaglængde • Kraft på passende slagpunkter • Krav til holdekraft Pulsvarighed • Driftsfrekvens * Forventet levetid • Tilgængelige dimensioner • Temperaturområde • Årligt volumen. Du kan bruge tegninger, CAD-filer og mekanismevideoer til at evaluere leverandørerne.
2. Minimum ordremængde for brugerdefineret magnetisk låsemagnet?
MOQ'en afhænger af niveauet af tilpasning, fremstillingsprocessen, værktøjskravene og leverandøren. Du kan reducere volumenkravene ved at modificere den eksisterende platform i stedet for at udvikle et nyt design. Det anbefales at anmode om MOQ'en for prototype, pilotproduktion og masseproduktion separat.
3. Hvad koster det specialfremstillede værktøj?
Værktøjsomkostningerne afhænger af designet. Et projekt baseret på de modificerede standardkomponenter kræver muligvis slet ikke noget specialværktøj. Specialfremstillet prægning, plastkomponenter, hus eller specielle samleprocesser vil kræve nye forme, dyser og fiksturer. "Bed leverandørerne om at opdele værktøjsomkostningerne ud fra enhedsprisen, så du kan sammenligne de samlede projektomkostninger."
4. Hvor lang tid tager specialudvikling?
Leveringstiden afhænger af designets kompleksitet, prøveværktøjer, komponenttilgængelighed og testkrav. Ændring af det eksisterende design er normalt hurtigere end at designe en helt ny magnetisk struktur fra bunden. Bed leverandøren om at fremlægge en udviklingsplan, der inkluderer teknisk gennemgang, prøver, revisioner, validering, pilotproduktion og masseproduktion.
5. Hvordan sammenligner man tilbud fra forskellige leverandører?
Husk venligst enhedsprisen. Bekræft, at hvert tilbud er baseret på samme spænding, kraft, slaglængde, holdekraft, levetid, materialer, test, årlig volumen og kvalitetskrav. Sammenlign også ingeniørhonorarer, værktøjsomkostninger, omkostninger til prøver, leveringstider og politikker for ændringskontrol.
6. Hvilke kvalitetsdata har jeg brug for, før jeg godkender masseproduktion?
Køberne skal lede efter data, der er relevante for de vigtige produktegenskaber. Dette kan omfatte dimensioner, spolemodstand, funktionelle testresultater, kraft, holdeevne, isolationstest og levetidstestresultater afhængigt af designet. Pilotproduktionsprøverne til de kritiske OEM-projekter bør evalueres inden volumengodkendelse.
7. Hvordan reducerer man omkostningerne ved den specialfremstillede magnetiske låsemagnet?
Hvis man kunne starte fra den eksisterende producentplatform, ville det hjælpe. For stor slaglængde, høje kraftkrav, snævre tolerancer og eksotiske materialer bør undgås, når de ikke giver produktet en klar fordel. Standardledninger, -forbindelser og -monteringsfunktioner kan også spare penge. Hvis man diskuterer design til fremstilling på det rette tidspunkt, kan man finde yderligere besparelser inden værktøjsvalg.
8. Hvordan vælger man en god producent af magnetiske låsende solenoider?
Evaluer den tekniske kapacitet udover produktionsomkostninger. Den gode producent bør vide, hvordan man designer det magnetiske kredsløb, spolen, mekaniske tolerancer, kraft- og holdekraftprøvning, levetidsprøvning og volumenproduktion. Køberne skal også overveje prototyperesponsivitet, kvalitetskontrol, produktionskapacitet, ændringsstyring, kommunikation og langsigtet
