Какви магнити за магнитно свързване? Пълно ръководство

Магнитните съединители са гениални устройства, които предават въртящия момент между задвижващите и задвижваните компоненти без физически контакт. Това позволява изпомпваните течности и газове да останат затворени, докато мощността се предава през бариерата за изолиране.

В основата на магнитните съединения стоят постоянни магнити, разположени в противоположна полярност. Докато се въртят, магнитите генерират синхронизирани магнитни полета, които упражняват ротационна сила един върху друг. По този начин задвижващите и задвижваните компоненти се свързват магнитно, а не механично.

Но кои магнити са най-подходящи за магнитни съединения? И защо изборът на магнит е от значение?

В това пълно ръководство като професионалист производител на магнитни съединители, ще разгледаме всичко, което трябва да знаете за избора на магнити за магнитни съединения, включително:

• Ролята на магнитите в магнитните съединения
• Ключови свойства и характеристики на магнита
• Общи магнитни материали за съединители
• Проектиране и инженерни съображения
• Изпитване и валидиране на магнитни вериги

И още много други. Да се впуснем в това!

Защо магнитите са важни при магнитните съединения

Постоянните магнити са в основата на функционалността на магнитния съединител. Техните свойства определят основно производителността и надеждността на магнитното предаване на въртящия момент.

Чрез генериране на синхронизирани магнитни полета магнитите улесняват безконтактното предаване на ротационната сила от входните към изходните компоненти.

Магнитите за магнитни съединения трябва да осигуряват постоянна здравина и стабилност дори при взискателни среди, включващи топлина, корозия, вибрации или ударни натоварвания.

Размагнитването може сериозно да влоши производителността. Затова магнитите трябва да издържат на условията на работа за дълги периоди от време, без да губят магнетизма си.

Чрез избора на оптимални магнитни материали и конструирането на здрави магнитни възли производителите могат да повишат ефективността, издръжливостта и надеждността на системите за магнитно свързване.

Ключови свойства на магнитите за магнитни съединения

Няколко ключови фактора определят колко добре ще работят магнитите в приложенията за магнитно свързване:

1. Магнитна сила и стабилност

Това показва колко силно един постоянен магнит може да генерира магнитни полета. Магнитите с голяма сила и интензитет на потока могат да предадат по-голям въртящ момент през въздушна междина в сравнение с по-слабите магнити.

Магнитната стабилност се отнася до устойчивостта срещу размагнитване при експлоатационни условия, включващи топлина, вибрации, корозия и др. Стабилният магнетизъм през целия живот на продукта осигурява постоянна производителност на магнитния съединител.

2. Температурни показатели

Това определя обхвата на работната температура. Магнитите губят силата си над максималната си работна точка. Така че по-високите температурни рейтинги осигуряват по-широк прозорец за приложения, включващи топлина, без проблеми с размагнитването.

3. Устойчивост на корозия

Магнитите трябва да издържат на работната среда, без да влошават характеристиките си. Помпените съединения често са изложени на въздействието на влага, киселини или други химикали. За това спомагат подходящите покрития или корозионноустойчиви материали.

4. Механична якост

Крехките материали като керамиката имат висока магнитна якост, но ниска механична издръжливост. Те се нуждаят от поддържащи структури за устойчивост при механично натоварване. Магнитните вериги, проектирани за висока механична якост, предотвратяват проблемите с чупливостта.

Чрез оптимизиране на тези параметри чрез подходящ подбор на материали и инженерни решения магнитите могат да осигурят изключителна производителност през целия живот на продукта за магнитно свързване.

Какви магнити за магнитно свързване: Няколко вида

Различни материали за постоянни магнити намират приложение в магнитните съединителни възли в зависимост от експлоатационните изисквания и ценовите съображения.

1. Феритни магнити

Направени от железен оксид в комбинация със стронциев карбонат или бариев карбонат, тези керамични магнити осигуряват добра стойност за приложения с ниска до средна енергия, които не включват високи температури над 250°C.

Основни свойства:

• Умерена плътност на магнитния поток до 0,4 тесла
• Работа при температури под 250°C
• Ниски разходи
• Изисква се антикорозионна защита във влажна среда

Често срещаните конфигурации включват пръчки, дискове, блокове или пръстени, сглобени в магнитни вериги.

2. Самарий-кобалтови магнити

Предлагайки висока устойчивост на размагнитване и термична стабилност до 350°C, самариевият кобалт превъзхожда феритните и алниковите магнити за надеждност в екстремни среди.

Основни свойства:

• Висока магнитна сила
• Температурни показатели до 350°C
• Отлична устойчивост на корозия
• Издържа на вибрации и ударни натоварвания

Класовете 1:5 и 2:17 са с високо съдържание на кобалт. Но сортът 5:3 с по-ниско съдържание на кобалт е подходящ за по-чувствителни към разходите приложения.

3. Неодимови магнити от желязо и бор

Понастоящем най-силните постоянни магнити, налични в търговската мрежа, неодимовите магнити дават възможност за миниатюрни магнитни съединения с по-висока плътност на въртящия момент. Отличното им съотношение цена/производителност ги прави широко популярни.

Основни свойства:

• Много висока плътност на магнитния поток над 1,4 Тесла
• Температурен клас около 180°C (може да бъде повишен чрез инженерни решения)
• Предразположени към корозия, освен ако не са покрити с покритие
• Крехък материал, изискващ структурна поддръжка

Неодимовите магнити често се предлагат с никел, мед, ниобий или епоксидни покрития за предотвратяване на корозия. Неръждаемите корпуси също така предпазват магнитните сглобки от разрушаване във влажна среда.

4. Алуминиеви никел-кобалтови магнити

С високата си устойчивост на размагнитване и стабилна работа до 500°C магнитите Alnico са подходящи за високотемпературни приложения, включително магнитни съединения за космическа употреба. Тяхната способност да работят без външни покрития се оказва ценна за издържане на екстремна топлина.

Основни свойства:

• Работа при температури до 550°C
• Устойчивост на размагнитване
• По-скъпи от керамичните или феритните магнити
• Ниска плътност на магнитния поток около 0,7 Тесла

Отляти в необходимите форми, магнитите Alnico се сглобяват в клъстери, за да осигурят необходимата плътност на магнитния поток за предаване на въртящия момент в съединителите.

5. Гъвкави магнити

Гъвкавите магнитни материали, състоящи се от феритен или неодимов прах, свързан в гъвкава смолиста матрица, като винил или пластмаса, позволяват по-лесно сглобяване и тънки магнитни слоеве за миниатюрни съединения.

Основни свойства:

• Предлага се на листове или екструдирани профили
• Механична здравина
• Сравнително ниска магнитна сила
• Склонност към размагнитване без подсилване

Ограничената енергийна плътност на гъвкавите магнити ги прави неподходящи за приложения с високи изисквания, освен ако дебелината им не бъде увеличена или нямат структурна основа.

Съображения за проектиране на магнитен съединител

При проектирането на магнитни съединители инженерите отчитат няколко параметъра, включително:

Работни условия: Това включва очакваните температури, влажност, нива на вибрации, ударни натоварвания и излагане на химикали, с които магнитите ще се сблъскат. В магнитната верига се вграждат съответните защитни механизми.

Изисквания за въртящ момент: Характеристиките на натоварването определят нуждите от предаване на въртящия момент. По-големите натоварвания се нуждаят от по-силни магнитни полета и усилващи механизми като полюсни обувки, за да се осигури достатъчна сила на въртене.

Размери на въздушната междина: Ограниченията в пространството налагат такива аспекти като дебелината на магнита и размерите на полюсите. Минимизирането на въздушната междина повишава ефективността на магнитната връзка. Но минималната междина се оказва задължителна за механичния клирънс.

Минимизиране на вихровите токове: Конвенционалните контейнери за съхранение, изработени от проводими метални елементи, са склонни да допускат вихрови токове под въртящо се магнитно поле, което нагрява съединенията. Подходящите непроводящи материали предотвратяват тази загуба на енергия.

Оптимизация на магнитни вериги: Фактори като пропускливост Коефициентът и потокът на изтичане се настройват точно, за да се постигне максимална ефективност на магнитната връзка при дадени ограничения по отношение на пространството, материалите и разходите.

Изпитване на ефективността на магнита

Доставчиците на магнити и производителите на магнитни съединения провеждат различни тестове по време на разработването на продукта и осигуряването на качеството:

Компютърна симулация: Софтуерът за анализ на крайни елементи помага да се визуализира разпределението на магнитното поле и изтичането на потока, за да се идентифицират областите за подобрение на геометрията на магнитите или методите за сглобяване.

Изпитване на магнитната сила: Гаусовите измерватели измерват повърхностната плътност на потока на магнитите, за да се гарантира последователност и съответствие със спецификациите. намалял с течение на времето или поради демагнетизиране, предизвиква подходящи коригиращи действия.

Тестване на температурата: Магнитите се подлагат на тестове в целия диапазон на работната температура, включително дългосрочно излагане на високи температури, когато това е оправдано, за да се потвърди термичната стабилност.

Измерване на въртящия момент: Устройствата на стенда за изпитване помагат за характеризиране на изходния въртящ момент, твърдостта и други параметри както при стайни температури, така и в работния температурен диапазон, за да се определи количествено очакваната производителност на място.

Подобно охарактеризиране и усъвършенстване гарантира, че магнитните сглобки в магнитните съединения осигуряват изключителна производителност на полето през целия жизнен цикъл на продукта.

В заключение

В това ръководство разгледахме често срещаните варианти на магнити за магнитни съединения, основните свойства, които трябва да се търсят, съображенията за проектиране, както и аспектите на тестването. Със своята постоянно нарастваща ефективност и надеждност съединенията на базата на неодимови магнити продължават да придобиват все по-голямо значение в системите за индустриална автоматизация.

За да определите най-доброто решение за магнитно свързване, отговарящо на вашите специфични изисквания, консултирайте се с експертни инженерни екипи още в началото на фазата на проектиране за подходящи препоръки и подкрепа за персонализиране.