Magnetne spojnice su beskontaktne spojnice koje koriste magnetsko polje za prijenos obrtnog momenta, sile ili kretanja s jednog rotirajućeg člana na drugi.Prijenos se odvija kroz nemagnetnu zaštitnu barijeru bez ikakve fizičke veze.Spojnice su suprotni parovi diskova ili rotora ugrađenih magnetima.
Upotreba magnetne sprege datira još od uspešnih eksperimenata Nikole Tesle u kasnom 19. veku.Tesla je bežično upalio lampe koristeći rezonantnu induktivnu spregu bliskog polja.Škotski fizičar i inženjer Sir Alfred Ewing dalje je unapredio teoriju magnetne indukcije početkom 20. veka.To je dovelo do razvoja brojnih tehnologija koje koriste magnetnu spregu.Magnetne spojke u aplikacijama koje zahtijevaju visoko precizan i robusniji rad dogodile su se u posljednjih pola stoljeća.Zrelost naprednih proizvodnih procesa i povećana dostupnost magnetnih materijala rijetkih zemalja to čini mogućim.
Dok sve magnetne spojnice koriste ista magnetna svojstva i osnovne mehaničke sile, postoje dvije vrste koje se razlikuju po dizajnu.
Dvije glavne vrste uključuju:
- Spojnice tipa diska koje sadrže dvije okrenute licem u lice polovine diska ugrađene sa nizom magneta gdje se obrtni moment prenosi preko otvora s jednog diska na drugi
-Sinhrone spojnice kao što su spojnice s trajnim magnetom, koaksijalne spojnice i spojnice rotora gdje je unutrašnji rotor smješten unutar vanjskog rotora, a trajni magneti prenose okretni moment s jednog rotora na drugi.
Pored dva glavna tipa, magnetne spojnice uključuju sferne, ekscentrične, spiralne i nelinearne dizajne.Ove alternative magnetne spojnice pomažu u korištenju obrtnog momenta i vibracija, posebno korištenih u aplikacijama za biologiju, hemiju, kvantnu mehaniku i hidrauliku.
Najjednostavnije rečeno, magnetne spojnice rade koristeći osnovni koncept da se suprotni magnetni polovi privlače.Privlačenje magneta prenosi obrtni moment s jednog magnetiziranog čvorišta na drugo (od pogonskog člana spojnice na pogonski element).Obrtni moment opisuje silu koja rotira predmet.Kako se vanjski ugaoni moment primjenjuje na jedno magnetno čvorište, ono pokreće drugo tako što magnetski prenosi moment između prostora ili kroz nemagnetnu zaštitnu barijeru kao što je pregradni zid.
Količina obrtnog momenta stvorenog ovim procesom određena je varijablama kao što su:
-Radna temperatura
-Okruženje u kojem se odvija obrada
-Magnetna polarizacija
-Broj parova stubova
-Dimenzije parova polova, uključujući razmak, prečnik i visinu
-Relativni ugaoni pomak para
-Promena parova
U zavisnosti od poravnanja magneta i diskova ili rotora, magnetna polarizacija je radijalna, tangencijalna ili aksijalna.Obrtni moment se zatim prenosi na jedan ili više pokretnih dijelova.
Magnetne spojnice se smatraju superiornijim od tradicionalnih mehaničkih spojnica na nekoliko načina.
Nedostatak kontakta sa pokretnim dijelovima:
-Smanjuje trenje
-Proizvodi manje toplote
- Maksimalno koristi proizvedenu snagu
-Rezultira manje habanja
-Ne proizvodi buku
- Eliminiše potrebu za podmazivanjem
Dodatno, zatvoreni dizajn povezan sa određenim sinkronim tipovima omogućava da se magnetne spojnice proizvode kao otporne na prašinu, tečnost i rđu.Uređaji su otporni na koroziju i dizajnirani za rad u ekstremnim radnim okruženjima.Još jedna prednost je karakteristika magnetnog odvajanja koja uspostavlja kompatibilnost za upotrebu u područjima s potencijalnim opasnostima od udara.Osim toga, uređaji koji koriste magnetne spojnice su isplativiji od mehaničkih spojnica kada se nalaze u područjima s ograničenim pristupom.Magnetne spojnice su popularan izbor za potrebe testiranja i privremene instalacije.
Magnetne spojnice su visoko efikasne i učinkovite za brojne nadzemne primjene uključujući:
-Robotika
-Kemijski inženjering
-Medicinski instrumenti
-Mašinska instalacija
-Obrada hrane
-Rotacione mašine
Trenutno su magnetne spojnice cijenjene zbog njihove efikasnosti kada su potopljene u vodu.Motori zatvoreni u nemagnetnu barijeru unutar pumpi za tečnost i sistema propelera omogućavaju magnetnoj sili da upravlja propelerom ili delovima pumpe u kontaktu sa tečnošću.Otkazivanje vodenog vratila uzrokovano prodorom vode u kućište motora izbjegava se okretanjem seta magneta u zatvorenoj posudi.
Podvodne primjene uključuju:
-Ronilačka pogonska vozila
-Akvarijumske pumpe
-Podvodna vozila na daljinsko upravljanje
Kako se tehnologija poboljšava, magnetne spojnice postaju sve zastupljenije kao zamjene za pogone s promjenjivom brzinom u pumpama i motorima ventilatora.Primjer značajne industrijske upotrebe su motori u velikim vjetroturbinama.
Broj, veličina i vrsta magneta koji se koriste u sistemu spojnice, kao i odgovarajući obrtni moment koji se proizvodi su značajne specifikacije.
Ostale specifikacije uključuju:
-Prisustvo barijere između magnetnih parova, koja osposobljava aparat za uranjanje u vodu
-Magnetna polarizacija
-Broj pokretnih dijelova obrtni moment se prenosi magnetski
Magneti koji se koriste u magnetnim spojnicama sastoje se od rijetkih zemljanih materijala kao što su neodimij željezo bor ili samarijum kobalt.Barijere koje postoje između magnetnih parova napravljene su od nemagnetnih materijala.Primjeri materijala koje ne privlače magneti su nehrđajući čelik, titan, plastika, staklo i fiberglas.Ostatak komponenti pričvršćenih na obje strane magnetnih spojnica identičan je onima koji se koriste u bilo kojem sistemu s tradicionalnim mehaničkim spojnicama.
Ispravna magnetna spojnica mora zadovoljiti potreban nivo obrtnog momenta koji je naveden za predviđeni rad.U prošlosti je snaga magneta bila ograničavajući faktor.Međutim, otkriće i povećana dostupnost specijalnih magneta rijetkih zemalja ubrzano povećavaju mogućnosti magnetnih spojnica.
Drugo razmatranje je neophodnost da spojnice budu djelimično ili potpuno potopljene u vodu ili druge oblike tečnosti.Proizvođači magnetnih spojnica pružaju usluge prilagođavanja za jedinstvene i koncentrisane potrebe.
