1-бөлім: Пернетақтаны сынау құрылғысының электромагниттік нүктесіне қойылатын негізгі талаптар
1.1 Магниттік өріске қойылатын талаптар
Пернетақта пернелерін тиімді басқару үшін пернетақтаны сынау құрылғысы Соленоидтар жеткілікті магнит өрісінің күшін жасауы керек. Магнит өрісінің күшіне қойылатын арнайы талаптар пернетақта пернелерінің түрі мен дизайнына байланысты. Жалпы айтқанда, магнит өрісінің күші жеткілікті тартымдылықты тудыруы керек, осылайша пернені басу соққысы пернетақта дизайнының іске қосу талаптарына сәйкес келеді. Бұл күш әдетте ондаған және жүздеген Гаусс (G) диапазонында болады.
1.2 Жауап жылдамдығына қойылатын талаптар
Пернетақтаны тексеру құрылғысы әр пернені жылдам тексеруі керек, сондықтан соленоидтардың жауап беру жылдамдығы өте маңызды. Сынақ сигналын алғаннан кейін соленоид кілт әрекетін жүргізу үшін өте қысқа уақыт ішінде жеткілікті магнит өрісін жасай алуы керек. Жауап беру уақыты әдетте миллисекунд (мс) деңгейінде болуы керек. пернелерді жылдам басу мен босатуды дәл модельдеуге болады, осылайша пернетақта пернелерінің өнімділігін, оның ішінде оның параметрлерін кідіріссіз тиімді анықтауға болады.
1.3 Дәлдік талаптары
Соленоидтың әрекет дәлдігі дәлдік үшін өте маңызды。Пернетақтаны тексеру құрылғысы. Ол пернені басу тереңдігі мен күшін дәл бақылауы керек. Мысалы, кейбір ойын пернетақталары сияқты көп деңгейлі триггер функциялары бар кейбір пернетақталарды сынау кезінде пернелердің екі іске қосу режимі болуы мүмкін: жеңіл басу және қатты басу. Соленоид осы екі түрлі триггер күшін дәл модельдей алуы керек. Дәлдікке позиция дәлдігі (перне басудың орын ауыстыру дәлдігін бақылау) және күш дәлдігі кіреді. Сынақ нәтижелерінің дәлдігі мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін әртүрлі сынақ стандарттарына сәйкес орын ауыстыру дәлдігі 0,1 мм шегінде болуы талап етілуі мүмкін және күш дәлдігі шамамен ±0,1 Н болуы мүмкін.
1.4 Тұрақтылық талаптары
Ұзақ мерзімді тұрақты жұмыс пернетақта сынау құрылғысының соленоидтары үшін маңызды талап болып табылады. Үздіксіз сынақ кезінде соленоидтың өнімділігі айтарлықтай өзгермейді. Бұған магнит өрісінің кернеулігінің тұрақтылығы, жауап беру жылдамдығының тұрақтылығы және әрекет дәлдігінің тұрақтылығы жатады. Мысалы, кең ауқымды пернетақта өндірісін сынау кезінде соленоид бірнеше сағат немесе тіпті күн бойы үздіксіз жұмыс істеуі қажет болуы мүмкін. Осы кезеңде магнит өрісінің күші әлсіреуі немесе жауап беру жылдамдығының баяулауы сияқты электромагниттің өнімділігі өзгерсе, сынақ нәтижелері дәл емес болып, өнім сапасын бағалауға әсер етеді.
1.5 Төзімділікке қойылатын талаптар
Негізгі әрекетті жиі жүргізу қажеттілігіне байланысты, соленоид жоғары беріктікке ие болуы керек. Ішкі соленоидты катушкалар мен плунжер жиі электромагниттік түрлендіруге және механикалық кернеуге төтеп бере алуы керек. Жалпы айтқанда, пернетақтаны сынау құрылғысының соленоиды миллиондаған әрекет циклдарына төтеп бере алуы керек және бұл процесте электромагниттік катушкалардың күйіп қалуы және ядроның тозуы сияқты өнімділікке әсер ететін проблемалар болмайды. Мысалы, катушкаларды жасау үшін жоғары сапалы эмальданған сымды пайдалану олардың тозуға төзімділігін және жоғары температураға төзімділігін жақсартады, ал қолайлы өзек материалын таңдау (мысалы, жұмсақ магниттік материал) гистерезис жоғалуын және ядроның механикалық шаршауын азайтады.
2-бөлім:. Пернетақта сынаушы электромагнитінің құрылымы
2.1 Соленоидты катушкалар
- Сым материалы: эмальданған сым әдетте соленоидты катушканы жасау үшін қолданылады. Эмальданған сымның сыртында электромагниттік катушкалар арасындағы қысқа тұйықталуды болдырмау үшін оқшаулағыш бояу қабаты бар. Кең таралған эмальданған сым материалдарына мыс жатады, өйткені мыс жақсы өткізгіштікке ие және қарсылықты тиімді төмендете алады, осылайша ток өткен кезде энергияның жоғалуын азайтады және электромагниттің тиімділігін арттырады.
- Бұрылыстар дизайны: Бұрылыстар саны пернетақтаны сынау құрылғысы Соленоид үшін құбырлы соленоидтың магнит өрісінің кернеулігіне әсер ететін кілт болып табылады. Неғұрлым көп бұрылыстар болса, соғұрлым бірдей ток кезінде пайда болатын магнит өрісінің күші үлкен болады. Дегенмен, тым көп бұрылыстар да катушка кедергісін арттырады, бұл қыздыру проблемаларына әкеледі. Сондықтан қажетті магнит өрісінің күші мен қуат беру шарттарына сәйкес бұрылыстар санын ақылға қонымды жобалау өте маңызды. Мысалы, жоғары магнит өрісінің күшін қажет ететін пернетақтаны тексеру құрылғысы Соленоид үшін бұрылыстар саны жүздеген және мыңдаған болуы мүмкін.
- Соленоидты катушка пішіні: электромагниттік катушкалар әдетте қолайлы жақтауға оралады және пішіні әдетте цилиндрлік болады. Бұл пішін магнит өрісінің шоғырлануына және біркелкі таралуына қолайлы, сондықтан пернетақта пернелерін басқарған кезде магнит өрісі пернелердің қозғаушы құрамдас бөліктеріне тиімдірек әрекет ете алады.
2.2 Соленоидты поршень
- Плунгер материалы: Плунгер соленоидтың маңызды құрамдас бөлігі және оның негізгі қызметі магнит өрісін күшейту болып табылады. Әдетте, электрлік таза көміртекті болат және кремний болат парақтары сияқты жұмсақ магнитті материалдар таңдалады. Жұмсақ магниттік материалдардың жоғары магниттік өткізгіштігі магнит өрісінің ядродан өтуін жеңілдетеді, осылайша электромагниттің магнит өрісінің күшін арттырады. Мысал ретінде кремний болат парақтарын алатын болсақ, бұл кремнийі бар легирленген болат парақ. Кремнийді қосудың арқасында ядроның гистерезис жоғалуы және құйынды ток жоғалуы төмендейді, ал электромагниттің ПӘК-і жақсарады.
- Плунжер пішіні: ядроның пішіні әдетте электромагниттік катушкаға сәйкес келеді және негізінен құбырлы. Кейбір конструкцияларда плунжердің бір ұшында шығыңқы бөлік бар, ол пернетақта пернелерінің қозғаушы құрамдас бөліктеріне тікелей жанасу немесе жақындау үшін пайдаланылады, осылайша магнит өрісінің күшін пернелерге жақсырақ жіберу және кілт әрекетін жүргізу үшін қолданылады.
2.3 Тұрғын үй
- Материалды таңдау: Пернетақтаны сынау құрылғысының корпусы Соленоид негізінен ішкі катушкалар мен темір өзегін қорғайды, сонымен қатар белгілі бір электромагниттік экрандау рөлін атқара алады. Тот баспайтын болат немесе көміртекті болат сияқты металл материалдар әдетте пайдаланылады. Көміртекті болаттан жасалған корпус жоғары беріктікке және коррозияға төзімділікке ие және әртүрлі сынақ орталарына бейімделе алады.
- Құрылымдық дизайн: Қабықтың құрылымдық дизайны орнатудың ыңғайлылығын және жылуды бөлуді ескеруі керек. Әдетте электромагнитті пернетақта сынауышының сәйкес позициясына бекітуді жеңілдету үшін монтаждау тесіктері немесе слоттары бар. Сонымен қатар, корпусты қыздыру салдарынан электромагнитті тарату және зақымдануды болдырмау үшін жұмыс кезінде катушкалар шығаратын жылуды жеңілдету үшін жылуды тарататын қанаттармен немесе желдету тесіктерімен жобалануы мүмкін.
3-бөлім: Пернетақтаны тексеру құрылғысының электромагниттік жұмысы негізінен электромагниттік индукция принципіне негізделген.
3.1.Негізгі электромагниттік принцип
Ток соленоидтың соленоидты катушкасы арқылы өткенде, Ампер заңына сәйкес (оң жақ бұранда заңы деп те аталады) электромагниттің айналасында магнит өрісі пайда болады. Егер соленоидты катушка темір өзекке оралса, темір өзегі жоғары магниттік өткізгіштігі бар жұмсақ магниттік материал болғандықтан, магнит өрісінің сызықтары темір өзекшенің ішінде және айналасында шоғырланып, темір өзекшенің магниттелуіне әкеледі. Бұл кезде темір өзегі күшті магнит сияқты, күшті магнит өрісін тудырады.
3.2. Мысалы, қарапайым құбырлы соленоидты мысалға алатын болсақ, ток соленоидты катушканың бір ұшына өткенде, оң жақ бұранда ережесіне сәйкес, катушканы төрт саусақпен ток бағытына бағыттап ұстаңыз, ал бас бармақ көрсеткен бағыт магнит өрісінің солтүстік полюсі болып табылады. Магнит өрісінің күші ток шамасына және катушкалардың айналу санына байланысты. Байланысты Био-Саварт заңы арқылы сипаттауға болады. Белгілі бір дәрежеде ток неғұрлым үлкен болса және соғұрлым көп айналым болса, магнит өрісінің күші соғұрлым жоғары болады.
3.3 Пернетақта пернелерін басқару процесі
3.3.1. Пернетақтаны сынау құрылғысында пернетақтаны сынау құрылғысының соленоиды қуатталған кезде магнит өрісі пайда болады, ол пернетақта пернелерінің металл бөліктерін (мысалы, кілттің білігі немесе металл сынықтары және т.б.) тартады. Механикалық пернетақталар үшін кілт білігі әдетте металл бөліктерден тұрады, ал электромагнит тудыратын магнит өрісі білікті төмен қарай жылжытуға тартады, осылайша басылатын перненің әрекетін модельдейді.
3.3.2. Мысал ретінде жалпы көк осьті механикалық пернетақтаны алсақ, электромагниттен туындаған магнит өрісінің күші көк осьтің металл бөлігіне әсер етіп, осьтің серпімді күші мен үйкелісін жеңіп, ось төмен қарай жылжиды, пернетақта ішіндегі тізбекті іске қосады және пернені басу сигналын тудырады. Электромагнит өшірілгенде, магнит өрісі жоғалады және кілт осі кілтті босату әрекетін имитациялай отырып, өзінің серпімділік күшінің (мысалы, серіппенің серпімділік күші) әсерінен бастапқы орнына оралады.
3.3.3 Сигналды бақылау және сынау процесі
- Пернетақта сынағышындағы басқару жүйесі қысқа басу, ұзақ басу, т.б. сияқты пернелердің әртүрлі жұмыс режимдерін имитациялау үшін электромагнитті қосу және өшіру уақытын басқарады. Осы модельденген перне әрекеттері кезінде пернетақтаның электр сигналдарын (пернетақта тізбегі мен интерфейсі арқылы) дұрыс жасай алатындығын анықтау арқылы пернетақта пернелерінің жұмысын тексеруге болады.