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Comment fonctionne un aimant de levage ?

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Les aimants de levage exploitent le phénomène physique du magnétisme pour soulever les matériaux ferreux. Les aimants de levage industriels sont équipés d'un mécanisme comportant deux aimants permanents pour transporter les charges lourdes. Et les poignées magnétiques, utilisées pour des manutentions manuelles légères, sont généralement composées d'aimants en ferrite ou en néodyme.
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Quel est le principe de fonctionnement d’un aimant de levage ?

Le mécanisme des aimants de levage industriels repose sur deux aimants permanents. Le premier est un parallélépipède magnétisé nord-sud, tandis que le second, cylindrique, est placé dans le trou du premier aimant. Une poignée d'aimantation est liée au cylindre et permet de le faire tourner dans le parallélépipède.

Lorsque la poignée est en position ON, les flux magnétiques des deux aimants sont alignés, assurant une force d'aimantation maximale. En position OFF, les flux magnétiques sont opposés, neutralisant l'aimantation. La poignée peut être basculée en position ON uniquement si une pièce ferreuse suffisamment épaisse est en contact avec l'aimant. Cette condition garantit le bouclage magnétique nécessaire entre les pôles nord et sud à travers la pièce en fer.

L'alliage le plus couramment utilisé est le néodyme enrichi en fer et en bore (NdFeB) pour des charges peu chaudes. Pour des charges à température élevée, l'alliage SAMCO en samarium et cobalt est recommandé. Ces matériaux garantissent une forte capacité d'aimantation adaptée à diverses applications industrielles.

Les systèmes magnétiques peuvent être électro-aimants ou aimants permanents. Les électroaimants sont commutables mais présentent le risque de chute en cas de coupure d'alimentation. Le facteur de sécurité, l'analyse des risques, et les systèmes à commutation (monostable et bistable) sont des éléments clés pour assurer la sécurité lors du levage magnétique.

Fonctionnement des aimants de levage permanents

Les aimants de levage permanents sont compacts et fonctionnent en permanence. Ces aimants utilisent des matériaux magnétiques permanents qui conservent leur magnétisme pour créer un champ magnétique constant. Le dispositif n’a pas ainsi besoin de source d'alimentation externe. Ce sont les aimants en terre rare comme le néodyme et le samarium-cobalt.

Lorsqu'un objet ferromagnétique est placé à proximité de l'aimant permanent, le champ magnétique attire et maintient l'objet en place. La force d'aimantation est généralement exprimée en termes de capacité de levage maximale (CMU).

Une fois que l'aimant est activé, il reste opérationnel tant que le matériau magnétique conserve ses propriétés magnétiques. Les aimants de levage permanents sont souvent compacts et légers par rapport aux électroaimants, avec des modèles comme l'aimant de levage 1000 kg offrant une capacité de levage considérable, ce qui facilite leur utilisation dans diverses applications. L'aimant de levage 200 kg se distingue par sa taille réduite et sa facilité de manipulation, idéal pour des opérations de levage de plus petite échelle. L'aimant de levage 500 kg se distingue également par sa polyvalence et sa capacité à gérer des charges de taille moyenne dans des environnements industriels variés.

Fonctionnement des électroaimants de levage

Les électroaimants de levage dépendent d'une source d'alimentation électrique pour générer un champ magnétique. Un électroaimant est une bobine électrique qui produit un champ magnétique lorsqu'un courant électrique le traverse. La bobine est enroulée autour d'un noyau ferromagnétique. L'électroaimant peut être activé ou désactivé en ajustant le courant électrique qui traverse la bobine.

Lorsque l'électricité est coupée, le champ magnétique disparaît, permettant la libération de la charge. Un avantage clé est la capacité de contrôler précisément la force magnétique en ajustant l'intensité du courant électrique. Cela permet une adaptation aux différentes charges et situations de levage.

Le prix d'un électro-aimant de levage dépend de sa capacité de levage et de la qualité des matériaux utilisés. En raison de leur capacité à être activés et désactivés rapidement, les électroaimants sont souvent utilisés dans des applications nécessitant un contrôle plus dynamique sur la manipulation de charges. L'inconvénient est qu'ils nécessitent une source d'alimentation électrique continue pendant l'opération.
Les fabricants d'électro-aimants de levage proposent souvent des options personnalisées pour répondre aux besoins spécifiques des clients.

Quelles sont les exigences de sécurité et de conformité pour un aimant de levage ?

Les fabricants d’aimant de levage fournissent souvent un coefficient de sécurité garantissant une marge de sécurité pendant la manutention :
  • Pour de nombreuses applications, un coefficient de sécurité standard de 3:1 est souvent utilisé. Cela signifie que la capacité de levage maximale (Capacité Maximale Utile - CMU) de l'aimant est trois fois supérieure à la charge maximale prévue. Par exemple, si la charge maximale prévue est de 1000 kg, l'aimant aurait une CMU d'au moins 3000 kg.
  • Dans certaines applications ou industries, un coefficient de sécurité de 4:1 ou même 5:1 peut être recommandé. Ce coefficient est crucial pour pallier les erreurs de calcul de la force d'aimantation réelle et les effets dynamiques de l'appareil de levage.

Normes légales et caractéristiques

Les aimants de levage sont soumis à des normes légales : Directive machines 2006/42 CE, EN 13155, et EN 12100. Ces réglementations spécifient les prescriptions de sécurité et de conception des matériels de prise de charge.

Les caractéristiques à prendre en compte incluent : les matériaux utilisés, le coefficient de sécurité, la Capacité Maximale Utile (CMU), la force d'aimantation, les types d'aimants, les systèmes de commutation, et les facteurs influençant la capacité de levage.
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