Ang mga magnetic coupling ay mga non-contact coupling na gumagamit ng magnetic field upang ilipat ang torque, puwersa o paggalaw mula sa isang umiikot na miyembro patungo sa isa pa. Nagaganap ang paglipat sa pamamagitan ng isang non-magnetic containment barrier nang walang anumang pisikal na koneksyon. Ang mga coupling ay magkasalungat na pares ng mga disc o rotor na naka-embed na may mga magnet.
Ang paggamit ng magnetic coupling ay nagsimula sa matagumpay na mga eksperimento ni Nikola Tesla noong huling bahagi ng ika-19 na siglo. Tesla wireless na nagsisindi ng mga lamp gamit ang near-field resonant inductive coupling. Ang Scottish physicist at engineer na si Sir Alfred Ewing ay higit pang nagsulong ng teorya ng magnetic induction noong unang bahagi ng ika-20 siglo. Ito ay humantong sa pagbuo ng isang bilang ng mga teknolohiya gamit ang magnetic coupling. Ang mga magnetic coupling sa mga application na nangangailangan ng lubos na tumpak at mas matatag na operasyon ay naganap sa huling kalahating siglo. Ang kapanahunan ng mga advanced na proseso ng pagmamanupaktura at ang pagtaas ng kakayahang magamit ng mga bihirang earth magnetic na materyales ay ginagawang posible ito.
Habang ang lahat ng magnetic couplings ay gumagamit ng parehong magnetic properties at basic mechanical forces, mayroong dalawang uri na naiiba sa disenyo.
Ang dalawang pangunahing uri ay kinabibilangan ng:
-Mga disc-type na coupling na nagtatampok ng dalawang face-to-face na mga bahagi ng disc na naka-embed na may isang serye ng mga magnet kung saan ang torque ay inililipat sa puwang mula sa isang disc patungo sa isa pa
-Mga synchronous-type na coupling tulad ng permanent magnet couplings, coaxial couplings at rotor couplings kung saan ang isang panloob na rotor ay nakapugad sa loob ng isang panlabas na rotor at ang mga permanenteng magnet ay naglilipat ng torque mula sa isang rotor patungo sa isa.
Bilang karagdagan sa dalawang pangunahing uri, ang mga magnetic coupling ay may kasamang spherical, sira-sira, spiral at nonlinear na mga disenyo. Ang mga alternatibong magnetic coupling na ito ay tumutulong sa paggamit ng torque at vibration, partikular na ginagamit sa mga aplikasyon para sa biology, chemistry, quantum mechanics, at hydraulics.
Sa pinakasimpleng termino, gumagana ang mga magnetic coupling gamit ang pangunahing konsepto na umaakit sa tapat ng mga magnetic pole. Ang pagkahumaling ng mga magnet ay nagpapadala ng metalikang kuwintas mula sa isang magnetized hub patungo sa isa pa (mula sa nagmamaneho na miyembro ng pagkabit hanggang sa hinimok na miyembro). Inilalarawan ng Torque ang puwersa na nagpapaikot sa isang bagay. Habang inilalapat ang panlabas na angular na momentum sa isang magnetic hub, hinihimok nito ang isa pa sa pamamagitan ng pagpapadala ng torque nang magnetic sa pagitan ng mga puwang o sa pamamagitan ng non-magnetic containment barrier gaya ng dividing wall.
Ang dami ng torque na nabuo ng prosesong ito ay tinutukoy ng mga variable tulad ng:
-Temperatura ng pagtatrabaho
-Kapaligiran kung saan nangyayari ang pagproseso
-Magnetic polarization
-Bilang ng mga pares ng poste
-Mga sukat ng mga pares ng poste, kabilang ang gap, diameter at taas
-Relative angular offset ng mga pares
-Paglipat ng mga pares
Depende sa pagkakahanay ng mga magnet at disc o rotors, ang magnetic polarization ay radial, tangential o axial. Pagkatapos ay ililipat ang metalikang kuwintas sa isa o higit pang gumagalaw na bahagi.
Ang mga magnetic coupling ay itinuturing na superior sa tradisyonal na mechanical couplings sa maraming paraan.
Ang kakulangan ng pakikipag-ugnay sa mga gumagalaw na bahagi:
-Binabawasan ang alitan
-Nagbubunga ng mas kaunting init
-Gumagawa ng maximum na paggamit ng kapangyarihan na ginawa
-Nagreresulta sa mas kaunting pagkasira
-Hindi gumagawa ng ingay
-Inalis ang pangangailangan para sa pagpapadulas
Bilang karagdagan, ang nakapaloob na disenyo na nauugnay sa mga partikular na magkakasabay na uri ay nagbibigay-daan sa mga magnetic coupling na gawin bilang dust-proof, fluid-proof at rust-proof. Ang mga aparato ay lumalaban sa kaagnasan at ininhinyero upang mahawakan ang matinding mga kapaligiran sa pagpapatakbo. Ang isa pang benepisyo ay isang tampok na magnetic breakaway na nagtatatag ng pagiging tugma para sa paggamit sa mga lugar na may potensyal na mga panganib sa epekto. Bilang karagdagan, ang mga device na gumagamit ng mga magnetic coupling ay mas matipid kaysa sa mechanical coupling kapag matatagpuan sa mga lugar na may limitadong access. Ang mga magnetic coupling ay isang popular na pagpipilian para sa mga layunin ng pagsubok at pansamantalang pag-install.
Ang mga magnetic coupling ay lubos na mahusay at epektibo para sa maraming aplikasyon sa itaas ng lupa kabilang ang:
-Robotics
-Chemical engineering
-Mga instrumentong medikal
-Pag-install ng makina
-Pagproseso ng pagkain
-Mga rotary machine
Sa kasalukuyan, ang mga magnetic coupling ay pinahahalagahan para sa kanilang pagiging epektibo kapag nakalubog sa tubig. Ang mga motor na nakapaloob sa isang non-magnetic barrier sa loob ng mga liquid pump at propeller system ay nagbibigay-daan sa magnetic force na patakbuhin ang propeller o mga bahagi ng pump na nakikipag-ugnayan sa likido. Ang pagkabigo ng water shaft na sanhi ng paglusob ng tubig sa isang motor housing ay maiiwasan sa pamamagitan ng pag-ikot ng isang set ng magnet sa isang selyadong lalagyan.
Kasama sa mga aplikasyon sa ilalim ng tubig ang:
-Mga sasakyang pampaandar ng maninisid
-Mga bomba ng aquarium
-Mga sasakyan sa ilalim ng dagat na malayuan na pinapatakbo
Habang umuunlad ang teknolohiya, nagiging mas laganap ang mga magnetic coupling bilang mga kapalit para sa variable speed drive sa mga pump at fan motor. Ang isang halimbawa ng makabuluhang paggamit sa industriya ay ang mga motor sa loob ng malalaking wind turbine.
Ang bilang, laki at uri ng mga magnet na ginamit sa isang sistema ng pagkabit pati na rin ang kaukulang torque na ginawa ay makabuluhang mga detalye.
Kasama sa iba pang mga pagtutukoy ang:
-Ang pagkakaroon ng isang hadlang sa pagitan ng mga magnetic na pares, na nagpapangyari sa apparatus para sa paglubog sa tubig
-Ang magnetic polarization
-Ang bilang ng mga gumagalaw na bahagi ng metalikang kuwintas ay inililipat nang magnetically
Ang mga magnet na ginagamit sa mga magnetic coupling ay binubuo ng mga bihirang materyal sa lupa tulad ng neodymium iron boron o samarium cobalt. Ang mga hadlang na umiiral sa pagitan ng mga magnetic na pares ay gawa sa mga di-magnetic na materyales. Ang mga halimbawa ng mga materyales na hindi naaakit ng magnet ay hindi kinakalawang na asero, titanium, plastik, salamin at fiberglass. Ang natitira sa mga bahagi na nakakabit sa magkabilang panig ng magnetic couplings ay kapareho ng mga ginagamit sa anumang sistema na may tradisyonal na mechanical couplings.
Ang tamang magnetic coupling ay dapat matugunan ang kinakailangang antas ng torque na tinukoy para sa nilalayong operasyon. Noong nakaraan, ang lakas ng mga magnet ay isang limitasyon na kadahilanan. Gayunpaman, ang pagtuklas at pagtaas ng pagkakaroon ng mga espesyal na rare earth magnet ay mabilis na lumalagong mga kakayahan ng magnetic couplings.
Ang pangalawang pagsasaalang-alang ay ang pangangailangan ng mga coupling na bahagyang o ganap na lumubog sa tubig o iba pang mga anyo ng likido. Ang mga tagagawa ng magnetic coupling ay nagbibigay ng mga serbisyo sa pagpapasadya para sa natatangi at puro pangangailangan.
