Магнітныя муфты - гэта бескантактавыя муфты, якія выкарыстоўваюць магнітнае поле для перадачы крутоўнага моманту, сілы або руху ад аднаго верціцца элемента да іншага. Перадача адбываецца праз немагнітны бар'ер без фізічнага злучэння. Муфты ўяўляюць сабой супрацьлеглыя пары дыскаў або ротараў, убудаваных у магніты.
Выкарыстанне магнітнай сувязі ўзыходзіць да паспяховых эксперыментаў Ніколы Тэслы ў канцы 19 стагоддзя. Бесправадное асвятленне лямпаў Tesla з выкарыстаннем рэзананснай індуктыўнай сувязі блізкага поля. Шатландскі фізік і інжынер сэр Альфрэд Юінг у пачатку 20-га стагоддзя развіў тэорыю магнітнай індукцыі. Гэта прывяло да распрацоўкі шэрагу тэхналогій з выкарыстаннем магнітнай сувязі. Магнітныя муфты ў прыкладаннях, якія патрабуюць высокадакладнай і больш надзейнай працы, мелі месца ў апошнія паўстагоддзя. Сталасць перадавых вытворчых працэсаў і павелічэнне даступнасці рэдказямельных магнітных матэрыялаў робяць гэта магчымым.
У той час як усе магнітныя муфты выкарыстоўваюць аднолькавыя магнітныя ўласцівасці і асноўныя механічныя сілы, ёсць два тыпы, якія адрозніваюцца канструкцыяй.
Два асноўных тыпу ўключаюць:
-Муфты дыскавага тыпу з дзвюма размешчанымі тварам да твару паловамі дыска, убудаванымі ў шэраг магнітаў, дзе крутоўны момант перадаецца праз зазор ад аднаго дыска да іншага
- Муфты сінхроннага тыпу, такія як муфты з пастаяннымі магнітамі, кааксіяльныя муфты і ротарныя муфты, дзе ўнутраны ротар укладзены ў знешні ротар, а пастаянныя магніты перадаюць крутоўны момант ад аднаго ротара да іншага.
Акрамя двух асноўных тыпаў, магнітныя муфты ўключаюць у сябе сферычныя, эксцэнтрычныя, спіральныя і нелінейныя канструкцыі. Гэтыя альтэрнатыўныя варыянты магнітнага злучэння дапамагаюць у выкарыстанні крутоўнага моманту і вібрацыі, у прыватнасці, для біялогіі, хіміі, квантавай механікі і гідраўлікі.
Прасцей кажучы, магнітныя сувязі працуюць з выкарыстаннем фундаментальнай канцэпцыі прыцягнення супрацьлеглых магнітных полюсаў. Прыцягненне магнітаў перадае крутоўны момант ад адной намагнічанай ступіцах да іншай (ад вядучага элемента муфты да кіраванага). Крутоўны момант апісвае сілу, якая круціць аб'ект. Калі знешні вуглавы момант прыкладваецца да аднаго магнітнага канцэнтратара, ён рухае другі, перадаючы крутоўны момант магнітна паміж прасторамі або праз немагнітны ўтрымліваючы бар'ер, напрыклад, раздзяляльную сцяну.
Колькасць крутоўнага моманту, які ствараецца ў выніку гэтага працэсу, вызначаецца такімі зменнымі, як:
-Рабочая тэмпература
-Асяроддзе, у якім адбываецца апрацоўка
-Магнітная палярызацыя
-Колькасць пар полюсаў
-Памеры пар полюсаў, уключаючы зазор, дыяметр і вышыню
-Адноснае вуглавое зрушэнне пар
- Зрух пар
У залежнасці ад выраўноўвання магнітаў і дыскаў або ротараў, магнітная палярызацыя бывае радыяльнай, тангенцыйнай або восевай. Затым крутоўны момант перадаецца на адну або некалькі рухомых частак.
Магнітныя муфты лічацца лепшымі, чым традыцыйныя механічныя муфты ў некалькіх адносінах.
Адсутнасць кантакту з рухомымі часткамі:
-Зніжае трэнне
- Вырабляе менш цяпла
-Максімальнае выкарыстанне магутнасці
-У выніку меншы знос
-Не стварае шуму
- Пазбаўляе ад неабходнасці змазкі
Акрамя таго, закрытая канструкцыя, звязаная з пэўнымі сінхроннымі тыпамі, дазваляе вырабляць магнітныя муфты пыла-, вадкастойкімі і нержавеючымі. Прылады ўстойлівыя да карозіі і распрацаваны для працы ў экстрэмальных умовах працы. Яшчэ адна перавага - функцыя магнітнага адрыву, якая забяспечвае сумяшчальнасць для выкарыстання ў месцах з патэнцыйнай небяспекай удару. Акрамя таго, прылады, якія выкарыстоўваюць магнітныя муфты, з'яўляюцца больш эканамічна эфектыўнымі, чым механічныя муфты, калі знаходзяцца ў месцах з абмежаваным доступам. Магнітныя муфты з'яўляюцца папулярным выбарам для мэт тэсціравання і часовай ўстаноўкі.
Магнітныя муфты з'яўляюцца вельмі эфектыўнымі і эфектыўнымі для шматлікіх надземных прыкладанняў, уключаючы:
-Робататэхніка
-Хімічнае машынабудаванне
- Медыцынскія інструменты
-Машынная ўстаноўка
- Апрацоўка харчовых прадуктаў
- Ротарныя машыны
У цяперашні час магнітныя муфты цэняцца за іх эфектыўнасць пры апусканні ў ваду. Рухавікі, змешчаныя ў немагнітны бар'ер у вадкасных помпах і прапелерных сістэмах, дазваляюць магнітнай сіле кіраваць прапелерам або часткамі помпы, якія кантактуюць з вадкасцю. Няспраўнасць вадзянога вала, выкліканая пранікненнем вады ў корпус рухавіка, можна пазбегнуць шляхам кручэння набору магнітаў у герметычным кантэйнеры.
Падводныя праграмы ўключаюць:
- Вадалазныя рухальныя машыны
-Акварыўмныя помпы
- Падводныя апараты з дыстанцыйным кіраваннем
Па меры ўдасканалення тэхналогіі магнітныя муфты становяцца ўсё больш распаўсюджанымі ў якасці замены прывадаў з рэгуляванай хуткасцю ў помпах і рухавіках вентылятараў. Прыкладам значнага прамысловага выкарыстання з'яўляюцца рухавікі ў вялікіх ветраных турбінах.
Колькасць, памер і тып магнітаў, якія выкарыстоўваюцца ў сістэме злучэння, а таксама адпаведны крутоўны момант з'яўляюцца важнымі характарыстыкамі.
Іншыя характарыстыкі ўключаюць:
-Наяўнасць бар'ера паміж магнітнымі парамі, які дазваляе апарату апускацца ў ваду
- Магнітная палярызацыя
-Колькасць рухомых частак круцячы момант перадаецца магнітным шляхам
Магніты, якія выкарыстоўваюцца ў магнітных муфтах, складаюцца з рэдказямельных матэрыялаў, такіх як неадым, жалеза, бор або самарый-кобальт. Бар'еры, якія існуюць паміж магнітнымі парамі, зроблены з немагнітных матэрыялаў. Прыкладамі матэрыялаў, якія не прыцягваюцца магнітамі, з'яўляюцца нержавеючая сталь, тытан, пластык, шкло і шкловалакно. Астатнія кампаненты, прымацаваныя да абодвух бакоў магнітных муфт, ідэнтычныя тым, якія выкарыстоўваюцца ў любой сістэме з традыцыйнымі механічнымі муфтамі.
Правільная магнітная муфта павінна адпавядаць неабходнаму ўзроўню крутоўнага моманту, указанаму для меркаванай працы. У мінулым сіла магнітаў была абмежавальным фактарам. Аднак адкрыццё і павелічэнне даступнасці спецыяльных рэдказямельных магнітаў хутка растуць магчымасці магнітных сувязей.
Другое меркаванне - гэта неабходнасць частковага або поўнага апускання муфт у ваду ці іншыя формы вадкасці. Вытворцы магнітных муфт прадастаўляюць паслугі па наладцы для унікальных і канцэнтраваных патрэб.
