
QuickChange™システム
シングルでもパックでも柔軟に対応
QuickChange™システムにより、1台のクレーンで様々なマグネットスプレッダービームを使用することができます。下部スプレッダービームは、常設の上部スプレッダービームと遠隔操作で連結され、機械的・電気的な接続は自動的に行われます。
以下のようなシステムです:
シングルビーム用に設計されたスリムなマグネットシステムは、倉庫内の狭いスタックの間に入るために使用されます。コンパクトかつ高い位置での保管が可能となり、省スペースと高速ハンドリングが実現します。
図1: 下部スプレッダービーム付きQuickChange™システムによる個別セクションのハンドリング
スプレッダービームを短時間で交換
この顧客は、最大8,000kgのパックを列車で配送しています。このようなパックのハンドリングは、上記のスリムなシングルビームマグネットシステムの能力を超えます。
パックの移動には、深い磁場を持つ大型マグネットを装備した2つ目のマグネットシステムが使用されます。共通のインターフェースにより、2つのマグネットシステムを交換することができる。クレーンへの連結と切り離しは、機械的にも電気的にもボタンを押すだけで行えます。
図2:各セクションのスプレッダービームの自動連結解除
クレーンオペレーターは、2つのマグネットシステムを数秒で交換します。フックやプラグの手動作業は一切不要です。
図3:2つの異なるマグネットシステムを素早く交換
残留磁気の除去
痕跡を残さない
脱磁
鋼材の残留磁性は深刻な問題を引き起こす可能性があります。材料が機械に「固着」したり、鋼鉄の小片(ワッシャー、ボルト、切粉など)が搬送材料に付着したり、溶接アークが「吹き飛んだり」「偏向したり」することがあります。そのため、搬送物の効率的な脱磁が不可欠です。当社のマグネットコントローラーは、広範囲かつ高速な消磁処理を行います。これにより、可能な限り短時間で残留磁気を最小限に抑えます。
鋼材が磁化されるとどうなりますか?
一度も磁場にさらされたことのない強磁性材料は、下図1のようにランダムに並んだ磁区で構成されています。この状態にある鉄鋼は、いかなる磁気効果も示しません(図3のa点に相当)。
図1:ランダムに配置された磁区(磁化されていない材料)
上記の材料が外部磁場にさらされると、磁区が整列し始めます。外部磁場が強ければ強いほど、整列してきます。すべての磁区が図2のように整列していれば、その材料は磁気的に飽和している状態です(図3のb点)。約2.4テスラの磁場強度で、鋼の磁気は飽和します。
図2:すべての磁区が整列している状態(材料は磁気的に飽和している)
残念ながら、外部磁界を除去しても磁区はランダムな状態には戻りません。 その結果、材料には残留磁気または永久磁性が残ります(図3の残留磁性ポイントcを参照)。このような残留磁性を除去するには、減磁プロセスを適用する必要があります。外部磁場は単に除去されるだけでなく、時間と強さにおいて一定の変動に従います。磁区は一種の「揺さぶり」を受け、均一な配列が崩れます。このような方法は、材料の磁気特性に合わせる必要があります。軟鋼はすぐに磁性を失いますが、これは「軟磁性」と呼ばれる材料特性です。 一方、高級鋼は「硬磁性」であり、脱磁がより困難です。
RDS(Reverse Degauss System: 逆脱磁システム)
RDS脱磁は、軟鋼の残留磁性を素早く除去するために設計されています。負の磁場を印加することで、磁区が徐々にランダムな配列になります。対向磁界をオフにすると(図3のd点)、残留磁性が大幅に除去されます。
図3:軟磁性軟鋼のヒステリシス
DDS(Downcycle Degauss System: ダウンサイクル・デガウス・システム)
DDSは、硬磁性材料の残留磁性を低減します。図4に示すように、振幅が減少する一連の極性変化磁場が印加されます:
図4:DDS脱磁時の典型的なマグネット電流
磁区は効果的な「揺さぶり」でランダムな状態になり、残留磁力は飽和鋼の磁場強度の約0.1%に相当する通常2 mTまで低下します。これは、上記の問題を引き起こす臨界レベルよりもはるかに低い値です。図5は、結果として生じるヒステリシスを示しています:
図5:硬質磁性質鋼のヒステリシス
有限要素法
磁石は単に重量を持ち上げるだけでなく、用途特有の不完全性や外乱の場合に安全でなければならない。磁石が荷重に完全に接触することはありません。汚れ、氷、金属片、梱包材、ストラップ、表面コーティング、さらに荷重のたわみによって、磁石と荷重の間にはエアギャップが生じます。
磁石を強くするだけでなく安全にするためには、このような影響を考慮しなければなりません。トルニンガーはマグネット設計に有限要素シミュレーションを使用し、既存のマグネット設計を最適化するだけでなく、お客様固有の新しいマグネットソリューションも開発しています。リフティング力、磁気侵入深さ、エアギャップ適合性をシミュレーションすることで、理論から実践まで、お客様の仕様をスムーズに実現することができます。
図1:有限要素シミュレーション、リフティングマグネット下のIビームバンドル
利点
| メリット
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