Магнитните съединители са безконтактни съединители, които използват магнитно поле за прехвърляне на въртящ момент, сила или движение от един въртящ се елемент към друг. Прехвърлянето се извършва през немагнитна защитна бариера без физическа връзка. Съединителите са противоположни двойки дискове или ротори, вградени с магнити.
Използването на магнитно свързване датира от успешните експерименти на Никола Тесла в края на 19 век. Безжично осветени лампи на Tesla, използващи резонансно индуктивно свързване в близко поле. Шотландският физик и инженер сър Алфред Юинг доразви теорията за магнитната индукция в началото на 20 век. Това доведе до разработването на редица технологии, използващи магнитно свързване. През последния половин век се появиха магнитни съединители в приложения, които изискват много прецизна и по-здрава работа. Зрелостта на напредналите производствени процеси и повишената наличност на редкоземни магнитни материали правят това възможно.
Въпреки че всички магнитни съединители използват едни и същи магнитни свойства и основни механични сили, има два типа, които се различават по дизайн.
Двата основни типа включват:
- Съединители от дисков тип, включващи две разположени лице в лице половини на диска, вградени с поредица от магнити, където въртящият момент се прехвърля през процепа от единия диск към другия
- Съединители от синхронен тип, като съединители с постоянен магнит, коаксиални съединители и съединители на ротор, където вътрешен ротор е вложен във външен ротор и постоянните магнити прехвърлят въртящ момент от единия ротор към другия.
В допълнение към двата основни вида, магнитните съединители включват сферични, ексцентрични, спирални и нелинейни конструкции. Тези алтернативи на магнитното свързване подпомагат използването на въртящ момент и вибрации, използвани специално в приложения за биология, химия, квантова механика и хидравлика.
Най-просто казано, магнитните връзки работят, като използват фундаменталната концепция, че противоположните магнитни полюси се привличат. Привличането на магнитите предава въртящ момент от една магнетизирана главина към друга (от задвижващия елемент на съединителя към задвижвания елемент). Въртящият момент описва силата, която върти обект. Тъй като външният ъглов импулс се прилага към единия магнитен хъб, той задвижва другия чрез предаване на въртящ момент по магнитен път между пространствата или през немагнитна ограничителна бариера като разделителна стена.
Размерът на въртящия момент, генериран от този процес, се определя от променливи като:
- Работна температура
- Среда, в която се извършва обработката
-Магнитна поляризация
-Брой двойки полюси
-Размери на двойки полюси, включително междина, диаметър и височина
-Относително ъглово изместване на двойките
-Разместване на двойките
В зависимост от подравняването на магнитите и дисковете или роторите, магнитната поляризация е радиална, тангенциална или аксиална. След това въртящият момент се прехвърля към една или повече движещи се части.
Магнитните съединители се считат за по-добри от традиционните механични съединители по няколко начина.
Липса на контакт с движещи се части:
-Намалява триенето
-Произвежда по-малко топлина
-Използва максимално произведената мощност
- Води до по-малко износване
-Не произвежда шум
-Елиминира необходимостта от смазване
В допълнение, затвореният дизайн, свързан с определени синхронни типове, позволява магнитните съединители да бъдат произведени като устойчиви на прах, течности и ръжда. Устройствата са устойчиви на корозия и са проектирани да се справят с екстремни работни среди. Друго предимство е функцията за магнитно отцепване, която установява съвместимост за използване в зони с потенциални опасности от удар. Освен това устройствата, използващи магнитни съединители, са по-рентабилни от механичните съединители, когато са разположени в зони с ограничен достъп. Магнитните съединители са популярен избор за тестови цели и временен монтаж.
Магнитните съединители са високоефективни и ефективни за множество надземни приложения, включително:
- Роботика
-Инженерна химия
-Медицински инструменти
-Машинен монтаж
- Преработка на храни
-Ротационни машини
Понастоящем магнитните съединители се ценят заради тяхната ефективност, когато са потопени във вода. Двигателите, затворени в немагнитна бариера в течните помпи и витлови системи, позволяват на магнитната сила да управлява витлото или частите на помпата в контакт с течност. Повредата на водния вал, причинена от нахлуването на вода в корпуса на двигателя, се избягва чрез въртене на набор от магнити в запечатан контейнер.
Подводните приложения включват:
- Задвижващи превозни средства за водолази
- Помпи за аквариум
- Дистанционно управлявани подводни превозни средства
С подобряването на технологията магнитните съединители стават все по-разпространени като заместители на задвижвания с променлива скорост в помпи и двигатели на вентилатори. Пример за значителна промишлена употреба са двигателите в големите вятърни турбини.
Броят, размерът и типът на магнитите, използвани в съединителната система, както и съответният произведен въртящ момент са важни спецификации.
Другите спецификации включват:
-Наличие на бариера между магнитните двойки, квалифицираща апарата за потапяне във вода
- Магнитната поляризация
-Въртящият момент на броя на движещите се части се предава магнитно
Магнитите, използвани в магнитните съединители, се състоят от редкоземни материали като неодимов желязо, бор или самариев кобалт. Бариерите, които съществуват между магнитните двойки, са направени от немагнитни материали. Примери за материали, които не се привличат от магнити, са неръждаема стомана, титан, пластмаса, стъкло и фибростъкло. Останалите компоненти, прикрепени от двете страни на магнитните съединители, са идентични с тези, използвани във всяка система с традиционни механични съединители.
Правилният магнитен съединител трябва да отговаря на необходимото ниво на въртящ момент, посочено за планираната работа. В миналото силата на магнитите е била ограничаващ фактор. Въпреки това, откриването и повишената наличност на специални редкоземни магнити бързо увеличава възможностите на магнитните съединители.
Второ съображение е необходимостта съединителите да бъдат частично или изцяло потопени във вода или други форми на течност. Производителите на магнитни съединители предоставят услуги за персонализиране за уникални и концентрирани нужди.
