Magnetske spojke su beskontaktne spojke koje koriste magnetsko polje za prijenos momenta, sile ili kretanja s jednog rotirajućeg člana na drugi. Prijenos se odvija kroz nemagnetsku zaštitnu barijeru bez ikakve fizičke veze. Spojke su nasuprotni parovi diskova ili rotora u koje su ugrađeni magneti.
Upotreba magnetske sprege datira još od uspješnih eksperimenata Nikole Tesle u kasnom 19. stoljeću. Tesla je bežično palio svjetiljke koristeći rezonantnu induktivnu spregu blizu polja. Škotski fizičar i inženjer Sir Alfred Ewing još je unaprijedio teoriju magnetske indukcije početkom 20. stoljeća. To je dovelo do razvoja brojnih tehnologija koje koriste magnetsko spajanje. Magnetske spojke u aplikacijama koje zahtijevaju vrlo precizan i robusniji rad pojavile su se u posljednjih pola stoljeća. Zrelost naprednih proizvodnih procesa i povećana dostupnost magnetskih materijala rijetkih zemalja to čine mogućim.
Dok sve magnetske spojke koriste ista magnetska svojstva i osnovne mehaničke sile, postoje dvije vrste koje se razlikuju po dizajnu.
Dvije glavne vrste uključuju:
-Spojnice tipa diska koje sadrže dvije polovice diska licem u lice ugrađene u niz magneta gdje se okretni moment prenosi preko raspora s jednog diska na drugi
- Spojke sinkronog tipa kao što su spojke s trajnim magnetima, koaksijalne spojke i spojnice rotora gdje je unutarnji rotor ugniježđen unutar vanjskog rotora, a permanentni magneti prenose moment s jednog rotora na drugi.
Uz dvije glavne vrste, magnetske spojke uključuju sferne, ekscentrične, spiralne i nelinearne izvedbe. Ove alternative magnetskog spajanja pomažu u korištenju okretnog momenta i vibracija, posebno se koriste u aplikacijama za biologiju, kemiju, kvantnu mehaniku i hidrauliku.
Najjednostavnije rečeno, magnetske spojke rade koristeći temeljni koncept da se suprotni magnetski polovi privlače. Privlačenje magneta prenosi zakretni moment s jedne magnetizirane glavčine na drugu (od pogonskog člana spojke do pogonskog člana). Okretni moment opisuje silu koja rotira predmet. Kako se vanjski kutni moment primjenjuje na jedno magnetsko čvorište, ono pokreće drugo magnetskim prijenosom momenta između prostora ili kroz nemagnetsku zaštitnu barijeru kao što je pregradni zid.
Količina zakretnog momenta koju stvara ovaj proces određena je varijablama kao što su:
-Radna temperatura
-Okruženje u kojem se odvija obrada
- Magnetska polarizacija
-Broj pari polova
-Dimenzije parova polova, uključujući razmak, promjer i visinu
-Relativni kutni pomak parova
- Smjena parova
Ovisno o poravnanju magneta i diskova ili rotora, magnetska polarizacija je radijalna, tangencijalna ili aksijalna. Moment se tada prenosi na jedan ili više pokretnih dijelova.
Magnetske spojke smatraju se superiornijima od tradicionalnih mehaničkih spojnica na nekoliko načina.
Nedostatak kontakta s pokretnim dijelovima:
-Smanjuje trenje
-Proizvodi manje topline
- Maksimalno iskorištava proizvedenu snagu
-Rezultira manjim trošenjem i habanjem
-Ne proizvodi buku
-Eliminira potrebu za podmazivanjem
Osim toga, zatvorena konstrukcija povezana s određenim sinkronim tipovima omogućuje proizvodnju magnetskih spojki otpornih na prašinu, tekućine i hrđu. Uređaji su otporni na koroziju i projektirani za rad u ekstremnim radnim okruženjima. Još jedna prednost je značajka magnetskog odvajanja koja uspostavlja kompatibilnost za korištenje u područjima s potencijalnim opasnostima od sudara. Osim toga, uređaji koji koriste magnetske spojke su isplativiji od mehaničkih spojnica kada se nalaze u područjima s ograničenim pristupom. Magnetske spojke popularan su izbor za potrebe testiranja i privremene instalacije.
Magnetske spojke vrlo su učinkovite i učinkovite za brojne nadzemne primjene uključujući:
-Robotika
-Kemijsko inženjerstvo
- Medicinski instrumenti
-Strojna instalacija
-Prerada hrane
-Rotacijski strojevi
Trenutno su magnetske spojke cijenjene zbog njihove učinkovitosti kada su uronjene u vodu. Motori zatvoreni u nemagnetsku barijeru unutar tekućinskih pumpi i sustava propelera dopuštaju magnetskoj sili da upravlja propelerom ili dijelovima pumpe u kontaktu s tekućinom. Kvar vodene osovine uzrokovan prodorom vode u kućište motora izbjegava se okretanjem seta magneta u zatvorenoj posudi.
Podvodne primjene uključuju:
-Ronilačka pogonska vozila
- Pumpe za akvarij
-Daljinski upravljana podvodna vozila
Kako se tehnologija poboljšava, magnetske spojke postaju sve prisutnije kao zamjena za pogone promjenjive brzine u pumpama i motorima ventilatora. Primjer značajne industrijske uporabe su motori unutar velikih vjetroturbina.
Broj, veličina i vrsta magneta koji se koriste u sustavu spojke, kao i odgovarajući proizvedeni moment značajne su specifikacije.
Ostale specifikacije uključuju:
- Prisutnost barijere između magnetskih parova, koja kvalificira uređaj za uranjanje u vodu
- Magnetska polarizacija
-Moment broja pokretnih dijelova prenosi se magnetski
Magneti koji se koriste u magnetskim spojnicama sastoje se od rijetkih zemaljskih materijala kao što su neodim željezo bor ili samarij kobalt. Barijere koje postoje između magnetskih parova izrađene su od nemagnetskih materijala. Primjeri materijala koje magneti ne privlače su nehrđajući čelik, titan, plastika, staklo i fiberglas. Ostatak komponenti pričvršćenih na obje strane magnetskih spojnica identičan je onima koji se koriste u bilo kojem sustavu s tradicionalnim mehaničkim spojkama.
Ispravna magnetska spojka mora zadovoljiti potrebnu razinu zakretnog momenta specificiranu za namjeravani rad. U prošlosti je snaga magneta bila ograničavajući faktor. Međutim, otkriće i povećana dostupnost posebnih magneta rijetkih zemalja ubrzano povećavaju mogućnosti magnetskih spojki.
Drugo razmatranje je nužnost da spojnice budu djelomično ili potpuno uronjene u vodu ili druge oblike tekućine. Proizvođači magnetskih spojnica pružaju usluge prilagodbe za jedinstvene i koncentrirane potrebe.
