Magnetinės jungtys yra nekontaktinės jungtys, kurios naudoja magnetinį lauką sukimo momentui, jėgai ar judėjimui perkelti iš vieno besisukančio elemento į kitą. Perkėlimas vyksta per nemagnetinę izoliavimo barjerą be jokio fizinio ryšio. Movos yra priešingos diskų arba rotorių poros, įmontuotos magnetais.
Magnetinės jungtys buvo naudojamos sėkmingai Nikola Tesla eksperimentuose XIX amžiaus pabaigoje. „Tesla“ belaidžiu būdu apšviestos lempos, naudojant artimojo lauko rezonansinę indukcinę jungtį. Škotų fizikas ir inžinierius seras Alfredas Ewingas XX amžiaus pradžioje toliau plėtojo magnetinės indukcijos teoriją. Dėl to buvo sukurta daugybė technologijų, naudojančių magnetinę jungtį. Magnetinės jungtys tais atvejais, kai reikia labai tikslaus ir tvirtesnio veikimo, buvo panaudoti per pastarąjį pusę amžiaus. Pažangių gamybos procesų branda ir padidėjęs retųjų žemių magnetinių medžiagų prieinamumas leidžia tai padaryti.
Nors visos magnetinės jungtys naudoja tas pačias magnetines savybes ir pagrindines mechanines jėgas, yra dviejų tipų, kurie skiriasi pagal dizainą.
Du pagrindiniai tipai apima:
-Diskinės jungtys, turinčios dvi priešais esančias disko puses, įmontuotas magnetų serija, kur sukimo momentas per tarpą perduodamas iš vieno disko į kitą
- Sinchroninio tipo jungtys, tokios kaip nuolatinio magneto jungtys, bendraašės jungtys ir rotoriaus jungtys, kai vidinis rotorius yra išorinio rotoriaus viduje, o nuolatiniai magnetai perduoda sukimo momentą iš vieno rotoriaus į kitą.
Be dviejų pagrindinių tipų, magnetinės jungtys apima sferines, ekscentrines, spiralines ir netiesines konstrukcijas. Šios magnetinės jungties alternatyvos padeda naudoti sukimo momentą ir vibraciją, ypač naudojamos biologijos, chemijos, kvantinės mechanikos ir hidraulikos srityse.
Paprasčiausiai tariant, magnetinės jungtys veikia pagal pagrindinę koncepciją, kad priešingi magnetiniai poliai traukia. Magnetų trauka perduoda sukimo momentą nuo vienos įmagnetintos stebulės į kitą (nuo movos varančiojo elemento iki varomojo elemento). Sukimo momentas apibūdina jėgą, kuri suka objektą. Kai išorinis kampinis impulsas yra taikomas vienam magnetiniam stebuliui, jis varo kitą, perduodamas sukimo momentą magnetiniu būdu tarp tarpų arba per nemagnetinę izoliacinę barjerą, pvz., skiriamąją sieną.
Šio proceso sukuriamo sukimo momento dydis nustatomas pagal tokius kintamuosius kaip:
- Darbinė temperatūra
-Aplinka, kurioje vyksta apdorojimas
- Magnetinė poliarizacija
-Stulpų porų skaičius
-Stulpų porų matmenys, įskaitant tarpą, skersmenį ir aukštį
-Santykinis kampinis porų poslinkis
- Porų pasikeitimas
Priklausomai nuo magnetų ir diskų arba rotorių išlyginimo, magnetinė poliarizacija yra radialinė, tangentinė arba ašinė. Tada sukimo momentas perduodamas vienai ar daugiau judančių dalių.
Magnetinės movos keliais atžvilgiais yra pranašesnės už tradicines mechanines movas.
Kontakto su judančiomis dalimis trūkumas:
- Sumažina trintį
- Gamina mažiau šilumos
- Maksimaliai išnaudoja pagamintą galią
- Dėl to sumažėja susidėvėjimas
- Nekelia triukšmo
- Pašalina tepimo poreikį
Be to, uždara konstrukcija, susijusi su tam tikrais sinchroniniais tipais, leidžia gaminti magnetines jungtis kaip dulkėms, skysčiams ir rūdijimui. Įrenginiai yra atsparūs korozijai ir suprojektuoti taip, kad galėtų dirbti ekstremaliomis darbo sąlygomis. Kitas privalumas yra magnetinio atskyrimo funkcija, kuri užtikrina suderinamumą naudoti vietose, kuriose gali kilti smūgio pavojus. Be to, prietaisai, naudojantys magnetines jungtis, yra ekonomiškesni už mechanines jungtis, kai jie yra ribotos prieigos vietose. Magnetinės movos yra populiarus pasirinkimas bandymams ir laikinam montavimui.
Magnetinės jungtys yra labai veiksmingos ir veiksmingos daugeliui antžeminių įrenginių, įskaitant:
-Robotika
- Chemijos inžinerija
- Medicinos instrumentai
- Mašinų montavimas
- Maisto perdirbimas
- Rotacinės mašinos
Šiuo metu magnetinės jungtys yra vertinamos dėl savo efektyvumo panardintos į vandenį. Skysčių siurblių ir oro sraigtų sistemose esantys varikliai, uždengti nemagnetine barjeru, leidžia magnetinei jėgai valdyti oro sraigtą arba jo dalis, kurios liečiasi su skysčiu. Vandens veleno gedimo, kurį sukelia vandens įsiskverbimas į variklio korpusą, išvengiama sukant magnetų rinkinį sandariame inde.
Povandeninės programos apima:
- Narų varomos transporto priemonės
- Akvariumo siurbliai
- Nuotoliniu būdu valdomos povandeninės transporto priemonės
Tobulėjant technologijoms, magnetinės movos tampa vis labiau paplitusios kaip siurblių ir ventiliatorių variklių kintamo greičio pavarų pakaitalai. Reikšmingo naudojimo pramonėje pavyzdys yra varikliai didelėse vėjo turbinose.
Sukabinimo sistemoje naudojamų magnetų skaičius, dydis ir tipas bei atitinkamas sukuriamas sukimo momentas yra svarbios specifikacijos.
Kitos specifikacijos apima:
- Tarp magnetinių porų yra barjeras, leidžiantis aparatą panardinti į vandenį
- Magnetinė poliarizacija
-Judančių dalių sukimo momentas perduodamas magnetiniu būdu
Magnetai, naudojami magnetinėse movose, sudaryti iš retųjų žemių medžiagų, tokių kaip neodimio geležies boras arba samariumo kobaltas. Tarp magnetinių porų esantys barjerai yra pagaminti iš nemagnetinių medžiagų. Medžiagų, kurių netraukia magnetai, pavyzdžiai yra nerūdijantis plienas, titanas, plastikas, stiklas ir stiklo pluoštas. Likę komponentai, pritvirtinti prie abiejų magnetinių jungčių pusių, yra identiški tiems, kurie naudojami bet kurioje sistemoje su tradicinėmis mechaninėmis movomis.
Tinkama magnetinė jungtis turi atitikti reikiamą sukimo momento lygį, nurodytą numatytam darbui. Anksčiau magnetų stiprumas buvo ribojantis veiksnys. Tačiau specialių retųjų žemių magnetų atradimas ir padidėjęs jų prieinamumas sparčiai auga magnetinių jungčių galimybėmis.
Antrasis aspektas yra būtinybė, kad jungtys būtų iš dalies arba visiškai panardintos į vandenį ar kitą skystį. Magnetinių movų gamintojai teikia pritaikymo paslaugas pagal unikalius ir koncentruotus poreikius.
