Magnetiske koblinger er berøringsfrie koblinger som bruker et magnetfelt for å overføre dreiemoment, kraft eller bevegelse fra ett roterende element til et annet. Overføringen skjer gjennom en ikke-magnetisk inneslutningsbarriere uten noen fysisk forbindelse. Koblingene er motstående par av skiver eller rotorer innebygd med magneter.
Bruken av magnetisk kobling går tilbake til vellykkede eksperimenter av Nikola Tesla på slutten av 1800-tallet. Tesla trådløst opplyste lamper som bruker nærfeltsresonans induktiv kobling. Den skotske fysikeren og ingeniøren Sir Alfred Ewing fremmet teorien om magnetisk induksjon ytterligere på begynnelsen av 1900-tallet. Dette førte til utviklingen av en rekke teknologier ved bruk av magnetisk kobling. Magnetiske koblinger i applikasjoner som krever svært presis og mer robust drift har funnet sted i det siste halve århundret. Modenheten til avanserte produksjonsprosesser og den økte tilgjengeligheten av magnetiske materialer av sjeldne jordarter gjør dette mulig.
Mens alle magnetiske koblinger bruker de samme magnetiske egenskapene og grunnleggende mekaniske kreftene, er det to typer som er forskjellige etter design.
De to hovedtypene inkluderer:
-Skive-type koblinger med to side-til-ansikt skivehalvdeler innebygd med en serie magneter der dreiemoment overføres over gapet fra en skive til den andre
-Koblinger av synkron type som permanentmagnetkoblinger, koaksialkoblinger og rotorkoblinger der en intern rotor er nestet inne i en ekstern rotor og permanentmagneter overfører dreiemoment fra en rotor til den andre.
I tillegg til de to hovedtypene inkluderer magnetiske koblinger sfæriske, eksentriske, spiralformede og ikke-lineære design. Disse magnetiske koblingsalternativene hjelper til med bruken av dreiemoment og vibrasjoner, spesielt brukt i applikasjoner for biologi, kjemi, kvantemekanikk og hydraulikk.
På de enkleste vilkårene fungerer magnetiske koblinger ved å bruke det grunnleggende konseptet som motsatte magnetiske poler tiltrekker seg. Tiltrekningen til magnetene overfører dreiemoment fra et magnetisert nav til et annet (fra drivelementet til koblingen til det drevne elementet). Dreiemoment beskriver kraften som roterer en gjenstand. Ettersom ekstern vinkelmoment påføres ett magnetisk nav, driver det det andre ved å overføre dreiemoment magnetisk mellom rommene eller gjennom en ikke-magnetisk inneslutningsbarriere, for eksempel en skillevegg.
Mengden dreiemoment som genereres av denne prosessen bestemmes av variabler som:
- Arbeidstemperatur
-Miljø som prosessering skjer i
- Magnetisk polarisering
-Antall stangpar
-Mål på stolpepar, inkludert gap, diameter og høyde
-Relativ vinkelforskyvning av parene
-Skift av parene
Avhengig av innrettingen av magnetene og skivene eller rotorene, er den magnetiske polarisasjonen radiell, tangentiell eller aksial. Dreiemoment overføres deretter til en eller flere bevegelige deler.
Magnetiske koblinger anses å være overlegne tradisjonelle mekaniske koblinger på flere måter.
Mangelen på kontakt med bevegelige deler:
- Reduserer friksjon
- Produserer mindre varme
- Utnytter den produserte kraften maksimalt
-Resultater i mindre slitasje
- Produserer ingen støy
-Eliminerer behovet for smøring
I tillegg tillater den vedlagte designen assosiert med spesielle synkrone typer magnetiske koblinger som kan produseres som støv-, væske- og rustsikre. Enhetene er korrosjonsbestandige og konstruert for å håndtere ekstreme driftsmiljøer. En annen fordel er en magnetisk utbryterfunksjon som etablerer kompatibilitet for bruk i områder med potensielle påvirkningsfarer. I tillegg er enheter som bruker magnetiske koblinger mer kostnadseffektive enn mekaniske koblinger når de er plassert i områder med begrenset tilgang. Magnetiske koblinger er et populært valg for testformål og midlertidig installasjon.
Magnetiske koblinger er svært effektive og effektive for en rekke overjordiske bruksområder, inkludert:
- Robotikk
-Kjemiteknikk
- Medisinske instrumenter
- Maskininstallasjon
- Matforedling
-Roterende maskiner
For tiden er magnetiske koblinger verdsatt for deres effektivitet når de er nedsenket i vann. Motorer innkapslet i en ikke-magnetisk barriere i væskepumper og propellsystemer lar den magnetiske kraften drive propellen eller deler av pumpen i kontakt med væske. Vannakselfeil forårsaket av invasjon av vann i et motorhus unngås ved å spinne et sett med magneter i en forseglet beholder.
Undervannsapplikasjoner inkluderer:
- Dykkere fremdriftskjøretøyer
-Akvariepumper
-Fjernstyrte undervannsfarkoster
Etter hvert som teknologien forbedres, blir magnetiske koblinger mer utbredt som erstatninger for frekvensomformere i pumper og viftemotorer. Et eksempel på betydelig industriell bruk er motorer i store vindturbiner.
Antallet, størrelsen og typen av magneter som brukes i et koblingssystem, samt det tilsvarende dreiemomentet som produseres, er betydelige spesifikasjoner.
Andre spesifikasjoner inkluderer:
- Tilstedeværelsen av en barriere mellom de magnetiske parene, som kvalifiserer apparatet for nedsenking i vann
- Den magnetiske polarisasjonen
-Antallet av bevegelige delers dreiemoment overføres magnetisk
Magnetene som brukes i magnetiske koblinger består av sjeldne jordartsmaterialer som neodymjernbor eller samariumkobolt. Barrierer som eksisterer mellom de magnetiske parene er laget av ikke-magnetiske materialer. Eksempler på materialer som ikke tiltrekkes av magneter er rustfritt stål, titan, plast, glass og glassfiber. Resten av komponentene festet til hver side av de magnetiske koblingene er identiske med de som brukes i ethvert system med tradisjonelle mekaniske koblinger.
Riktig magnetisk kobling må oppfylle det nødvendige dreiemomentnivået som er spesifisert for den tiltenkte operasjonen. Tidligere var styrken til magnetene en begrensende faktor. Oppdagelsen og økt tilgjengelighet av spesielle sjeldne jordartsmagneter øker imidlertid raskt evnen til magnetiske koblinger.
En annen vurdering er nødvendigheten av at koblingene er delvis eller helt nedsenket i vann eller andre former for væske. Magnetiske koblingsprodusenter tilbyr tilpasningstjenester for unike og konsentrerte behov.
