Magnētiskie savienojumi ir bezkontakta savienojumi, kas izmanto magnētisko lauku, lai pārnestu griezes momentu, spēku vai kustību no viena rotējoša elementa uz otru. Pārnešana notiek caur nemagnētisku ierobežojošu barjeru bez fiziska savienojuma. Savienojumi ir pretējie disku vai rotoru pāri, kas iestrādāti ar magnētiem.
Magnētiskā savienojuma izmantošana aizsākās ar Nikola Teslas veiksmīgiem eksperimentiem 19. gadsimta beigās. Tesla bezvadu apgaismojuma lampas, izmantojot tuva lauka rezonanses induktīvo savienojumu. Skotu fiziķis un inženieris sers Alfrēds Jūings 20. gadsimta sākumā attīstīja magnētiskās indukcijas teoriju. Tas noveda pie vairāku tehnoloģiju izstrādes, izmantojot magnētisko savienojumu. Magnētiskie savienojumi lietojumos, kuriem nepieciešama ļoti precīza un izturīgāka darbība, ir notikuši pēdējā pusgadsimta laikā. Uzlaboto ražošanas procesu briedums un retzemju magnētisko materiālu pieaugošā pieejamība padara to iespējamu.
Lai gan visi magnētiskie savienojumi izmanto vienas un tās pašas magnētiskās īpašības un pamata mehāniskos spēkus, ir divi veidi, kas atšķiras pēc konstrukcijas.
Divi galvenie veidi ietver:
-Disku tipa savienojumi ar divām viena pret aci novietotām disku pusēm, kas iestrādātas ar virkni magnētu, kur griezes moments tiek pārnests pa spraugu no viena diska uz otru
- Sinhronā tipa savienojumi, piemēram, pastāvīgo magnētu savienojumi, koaksiālie savienojumi un rotora savienojumi, kur iekšējais rotors ir ievietots ārējā rotora iekšpusē un pastāvīgie magnēti pārnes griezes momentu no viena rotora uz otru.
Papildus diviem galvenajiem veidiem magnētiskie savienojumi ietver sfērisku, ekscentrisku, spirālveida un nelineāru dizainu. Šīs magnētiskās sakabes alternatīvas palīdz izmantot griezes momentu un vibrāciju, ko īpaši izmanto bioloģijā, ķīmijā, kvantu mehānikā un hidraulikā.
Vienkāršāk sakot, magnētiskie savienojumi darbojas, izmantojot pamatkoncepciju, ka pretējie magnētiskie stabi piesaista. Magnētu pievilcība pārraida griezes momentu no vienas magnetizētas rumbas uz otru (no sakabes piedziņas elementa uz piedziņas elementu). Griezes moments raksturo spēku, kas griež objektu. Tā kā ārējais leņķiskais impulss tiek pielietots vienam magnētiskajam rumbam, tas virza otru, magnētiski pārraidot griezes momentu starp telpām vai caur nemagnētisku ierobežojošu barjeru, piemēram, sadalošo sienu.
Šī procesa radīto griezes momentu nosaka tādi mainīgie lielumi kā:
-Darba temperatūra
-Vide, kurā notiek apstrāde
- Magnētiskā polarizācija
-Stāvu pāru skaits
- Polu pāru izmēri, ieskaitot atstarpi, diametru un augstumu
- Pāru relatīvā leņķiskā nobīde
- Pāru maiņa
Atkarībā no magnētu un disku vai rotoru izlīdzināšanas magnētiskā polarizācija ir radiāla, tangenciāla vai aksiāla. Pēc tam griezes moments tiek pārnests uz vienu vai vairākām kustīgām daļām.
Magnētiskās sakabes tiek uzskatītas par labākām par tradicionālajām mehāniskajām sakabēm vairākos veidos.
Kontakta trūkums ar kustīgām daļām:
- Samazina berzi
-Ražo mazāk siltuma
- Maksimāli izmanto saražoto jaudu
- Rezultātā tiek samazināts nodilums
- Nerada troksni
-Novērš nepieciešamību pēc eļļošanas
Turklāt slēgtais dizains, kas saistīts ar noteiktiem sinhrono tipu veidiem, ļauj izgatavot magnētiskos savienojumus kā putekļu necaurlaidīgus, necaurlaidīgus un nerūsējošus. Ierīces ir izturīgas pret koroziju un konstruētas tā, lai tās darbotos ekstremālā darba vidē. Vēl viena priekšrocība ir magnētiskā atdalīšanas funkcija, kas nodrošina saderību lietošanai vietās ar potenciālu trieciena risku. Turklāt ierīces, kas izmanto magnētiskos savienojumus, ir rentablākas nekā mehāniskās sakabes, ja tās atrodas zonās ar ierobežotu piekļuvi. Magnētiskie savienojumi ir populāra izvēle testēšanas nolūkos un pagaidu uzstādīšanai.
Magnētiskie savienojumi ir ļoti efektīvi un efektīvi daudziem virszemes lietojumiem, tostarp:
-Robotika
- Ķīmijas inženierija
-Medicīnas instrumenti
- Mašīnu uzstādīšana
-Pārtikas pārstrāde
- Rotācijas mašīnas
Pašlaik magnētiskie savienojumi tiek novērtēti to efektivitātes dēļ, kad tie ir iegremdēti ūdenī. Motori, kas ir ietverti nemagnētiskā barjerā šķidruma sūkņos un dzenskrūves sistēmās, ļauj magnētiskajam spēkam darbināt dzenskrūvi vai sūkņa daļas, kas saskaras ar šķidrumu. Ūdens vārpstas kļūme, ko izraisa ūdens iekļūšana motora korpusā, tiek novērsta, pagriežot magnētu komplektu noslēgtā traukā.
Zemūdens lietojumi ietver:
- Ūdenslīdēju piedziņas transportlīdzekļi
-Akvārija sūkņi
-Attālināti vadāmi zemūdens transportlīdzekļi
Tehnoloģijai pilnveidojoties, magnētiskie savienojumi kļūst arvien izplatītāki, aizstājot mainīga ātruma piedziņas sūkņos un ventilatora motoros. Nozīmīga rūpnieciskā lietojuma piemērs ir motori lielās vēja turbīnās.
Sakabes sistēmā izmantoto magnētu skaits, izmērs un veids, kā arī atbilstošais radītais griezes moments ir nozīmīgas specifikācijas.
Citas specifikācijas ietver:
- Barjeras klātbūtne starp magnētiskajiem pāriem, kas ļauj aparātu iegremdēt ūdenī
- Magnētiskā polarizācija
- Kustīgo daļu skaits griezes moments tiek pārnests magnētiski
Magnēti, ko izmanto magnētiskajās sakabēs, sastāv no retzemju materiāliem, piemēram, neodīma dzelzs bora vai samārija kobalta. Barjeras, kas pastāv starp magnētiskajiem pāriem, ir izgatavotas no nemagnētiskiem materiāliem. Materiālu piemēri, kurus magnēti nepiesaista, ir nerūsējošais tērauds, titāns, plastmasa, stikls un stikla šķiedra. Pārējās sastāvdaļas, kas piestiprinātas abās magnētisko savienojumu pusēs, ir identiskas tām, kuras tiek izmantotas jebkurā sistēmā ar tradicionālajiem mehāniskajiem savienojumiem.
Pareizai magnētiskajai sakabei jāatbilst paredzētajai darbībai noteiktajam griezes momenta līmenim. Agrāk magnētu stiprums bija ierobežojošs faktors. Tomēr īpašu retzemju magnētu atklāšana un pieaugošā pieejamība ir strauji augošas magnētisko savienojumu iespējas.
Otrs apsvērums ir nepieciešamība, lai savienojumi būtu daļēji vai pilnībā iegremdēti ūdenī vai citos šķidrumos. Magnētisko savienojumu ražotāji nodrošina pielāgošanas pakalpojumus unikālām un koncentrētām vajadzībām.
