የሮቦት መግነጢሳዊ ኢንኮደር ዳሳሽ በከፍተኛ የሙቀት መጠን መቀነስ - ለቀጣይ ስራ መፍትሄዎች

I. ችግሩ፡ የሮቦት ድብቅ ስጋት 'መገጣጠሚያ' ውድቀት

በኢንዱስትሪ ሮቦቶች፣ በትብብር ሮቦቶች እና በትክክለኛ ሰርቪስ ሲስተም ውስጥ ማግኔቲክ ኢንኮዲተሮች እንደ 'የጋራ ዳሳሾች' ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ። ኢንኮደር ዲስክ (መግነጢሳዊ ቀለበት) እና በሞተር ፍጥነት እና አቀማመጥ ላይ የእውነተኛ ጊዜ ግብረመልስ ይስጡ። ነገር ግን፣ በቀላሉ የማይታለፍ ጉዳይ ሮቦቶች በከፍተኛ ሙቀት ሁኔታዎች ውስጥ ያለማቋረጥ ሲሰሩ፣ መግነጢሳዊ ኢንኮደር ዲስኩ  ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቀነስ ሊያጋጥመው ይችላል ፣ ይህም ወደ የአቀማመጥ አስተያየት መንሸራተት፣ የአሁኑን መጨመር እና ሌላው ቀርቶ ደረጃ-መጥፋትን ያስከትላል።

መሐንዲሶች በእውነተኛው ዓለም ማረም ውስጥ ይህንን አጋጥሟቸዋል-ሞተሩ ከ 80 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ሲሰራ, የአቀማመጥ ግብረመልስ ቀስ በቀስ የተሳሳተ ይሆናል, እና ጥልቅ ምርመራ ካደረጉ በኋላ, ዋናው መንስኤ መግነጢሳዊ ኢንኮደር ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋረጥ ምክንያት ነው. ለረጅም ጊዜ ያለማቋረጥ መሮጥ ለሚያስፈልጋቸው የኢንዱስትሪ ሮቦቶች ይህ ችግር በተለይ ወሳኝ ነው - የማሽን ትክክለኛነትን ብቻ ሳይሆን የመሳሪያ ውድቀቶችን አልፎ ተርፎም የደህንነት አደጋዎችን ሊያስከትል ይችላል።

በአሁኑ ጊዜ ለመግነጢሳዊ ኢንኮደር ዲስኮች በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉት ሁለቱ ቁሳቁሶች  በመርፌ የሚቀረጽ ፌሪት  እና  የጎማ ማግኔት  (እንዲሁም ተጣጣፊ ፌሪትት ማግኔት) ናቸው። ለምንድን ነው እነዚህ ሁለት ቁሳቁሶች በከፍተኛ ሙቀቶች ውስጥ የሚቀንሱት, እና ይህ እንዴት ሊፈታ ይችላል? ይህ ጽሑፍ ከቁሳዊ ባህሪያት, የዲግኔትሽን ዘዴዎች እና መፍትሄዎች እይታዎች ጥልቅ ትንታኔ ይሰጣል.

II. ሁለት የተለመዱ ቁሳቁሶች እና የሙቀት ባህሪያቸው

1. በመርፌ የተቀረጸ Ferrite

በመርፌ የሚቀረጸው ፌሪይት ናይሎን (ወይም ሌላ ቴርሞፕላስቲክ ሙጫዎች) ከብረት ኦክሳይድ ዱቄት ጋር በመደባለቅ እንክብሎችን ይፈጥራል፣ ከዚያም በመርፌ የሚቀረጽ ነው። የእሱ ጥቅሞች ከፍተኛ የቅርጽ ነፃነት, እጅግ በጣም ጥሩ የመጠን ትክክለኛነት እና ለጅምላ ምርት ተስማሚነትን ያካትታሉ. በመግነጢሳዊ ኢንኮደር ዲስኮች መስክ በመርፌ የሚቀረጹ የፌሪትት ቀለበቶች በበርካታ ምሰሶዎች ትክክለኛ-ማግኔቲክስ ሊሆኑ እና በሞተር ቁጥጥር እና በሮቦት መገጣጠሚያዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ።

ይሁን እንጂ በመርፌ የተቀረጸው ፌሪትት ጉልህ የሆነ ጉድለት አለው -  ለሙቀት ከፍተኛ ስሜት . ከፍ ባለ የሙቀት መጠን ፣ መግነጢሳዊ ባህሪያቱ እየቀነሰ ይሄዳል ፣ እና መበላሸት ሊከሰት ይችላል። በተለምዶ በመርፌ የሚቀረጸው ፌሪይት የሚሠራው የሙቀት መጠን ከ -40 ዲግሪ ሴንቲግሬድ እስከ 120 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ነው። ከዚህ ክልል ባሻገር, መግነጢሳዊ አፈፃፀም መቀነስ ይጀምራል. በይበልጥ የሚያሳስበው በመርፌ የሚቀረጽ ፌሪትት በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ የማስገደድ ችሎታ ስላለው ለውጭ መግነጢሳዊ መስኮች ብቻ ሳይሆን ለከፍተኛ ሙቀት የማይቀለበስ መግነጢሳዊ ኪሳራም የተጋለጠ ነው።

2. የጎማ ማግኔት (ተለዋዋጭ የፌሪት ማግኔት)

የጎማ ማግኔቶች የሚሠሩት የተጣመረ የፌሪት ዱቄትን ከተዋሃዱ ጎማዎች (እንደ ኒትሪል ጎማ ወይም ክሎሮፕሬን ላስቲክ) በማዋሃድ እና ከዚያም በካሊንደሪንግ፣ በማውጣት ወይም በመርፌ መቅረጽ ነው። እነሱ ተጣጣፊ, ተጣጣፊ እና ሊቆረጡ የሚችሉ ናቸው, እና እንዲሁም በማግኔት ኢንኮዲዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ.

ተለምዷዊ የጎማ ማግኔቶች በ አካባቢ የሙቀት መጠን ገደብ አላቸው  80 ዲግሪ ሴንቲግሬድ . ተራ የጎማ ማግኔቶች በ 80 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ ከ 72 ሰአታት በኋላ ከ 3% ያነሰ መግነጢሳዊ ቅነሳን ያሳያሉ. ነገር ግን, የሙቀት መጠኑ የበለጠ ቢጨምር, የመርሳት አደጋ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል. የጎማ ማግኔቶችን የሙቀት መቋቋም በዋነኝነት የሚወሰነው በጎማ ማትሪክስ ነው - ከፍተኛ ሙቀትን የሚቋቋም ጎማዎችን እንደ ሲሊኮን ጎማ በመጠቀም ፣ የላይኛው ወሰን ወደ 150-200 ° ሴ ከፍ ሊል ይችላል።

III. በሙቀት እንቅስቃሴ ውስጥ የከፍተኛ ሙቀት መጓደል አካላዊ ዘዴ፡ መግነጢሳዊ ጎራዎች 'አቅጣጫ ማጣት'

ከፍተኛ የሙቀት መጠን መበላሸትን ለመረዳት በመጀመሪያ መግነጢሳዊ ቁሳቁሶች ለምን መግነጢሳዊ እንደሆኑ መረዳት አለባቸው።

የቁሳቁስ መግነጢሳዊነት የሚመነጨው በእቃው ውስጥ ካሉ ጥቃቅን መግነጢሳዊ ክልሎች የታዘዘ አሰላለፍ ነው -  መግነጢሳዊ ጎራዎች . በክፍል ሙቀት ውስጥ, እነዚህ ጎራዎች በአብዛኛው በተመሳሳይ አቅጣጫ የተስተካከሉ ናቸው, ማክሮስኮፕ ማግኔቲክስ ያመነጫሉ. የሙቀት መጠኑ ሲጨምር፣ በጎራዎቹ ውስጥ ያለው የአተሞች የሙቀት እንቅስቃሴ እየጠነከረ ይሄዳል፣ ይህም በመጀመሪያ የታዘዘውን የጎራ መዋቅር ይረብሸዋል እና መግነጢሳዊ ጊዜዎች እንዲዛቡ ያደርጋል። በውጤቱም, ሁለቱም  መልሶ ማቋቋም (Br)  እና  ማስገደድ (ኤች.ሲ.ሲ) ወደ ተለያዩ ዲግሪዎች ይቀንሳሉ, ይህም የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬን ማዳከም ያሳያል. የማግኔት

በመርፌ የተቀረጸው ፌሪቲ እና የጎማ ማግኔቶች ሁኔታው ​​​​ይበልጥ የተወሳሰበ ነው-ሁለቱም ቁሳቁሶች  የተጣበቁ ማግኔቶች  - ማግኔቲክ ዱቄት (የፌሪት ዱቄት) በፖሊመር ማያያዣ የተዋሃዱ ናቸው. ከፍተኛ ሙቀት በራሱ የዱቄት መግነጢሳዊ ዶሜይን ዝግጅት ላይ ተጽእኖ ከማሳደሩም በተጨማሪ የቢንደር ባህሪያትን (ማለስለስ, እርጅና, ወዘተ) ይለውጣል, ይህ ደግሞ የዱቄቱን ስርጭት እና አጠቃላይ መግነጢሳዊ አፈፃፀምን ይጎዳል.

በሁለት ዓይነት ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቀነስ መለየት አስፈላጊ ነው.

·  ሊቀለበስ የሚችል ዲማግኔትዜሽን ፡ መግነጢሳዊ አፈጻጸም የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ ይቀንሳል ነገር ግን የሙቀት መጠኑ ወደ መደበኛው ሲመለስ ያገግማል።

የማይቀለበስ  ዲማግኔትዜሽን ፡ የሙቀት መጠኑ ከተወሰነ ገደብ በላይ ሲያልፍ፣ የጎራ አወቃቀሩ በቋሚነት ይቀየራል፣ እና ዋናው መግነጢሳዊ ባህሪያቶች ከቀዝቃዛ በኋላም ሊመለሱ አይችሉም።

ለቀጣይ የሮቦት አሠራር በጣም አሳሳቢው ስጋት  የማይቀለበስ ዲማግኔትዜሽን ነው  - አንዴ ከተከሰተ, የመቀየሪያ ዲስኩ መግነጢሳዊ ምልክት ጥንካሬ በቋሚነት ይቀንሳል, ይህም የመቀየሪያውን የመለኪያ ትክክለኛነት በቀጥታ ይጎዳል.

IV. ስልታዊ መፍትሄዎች

በመርፌ የሚቀረጽ ፌሪት እና የጎማ ማግኔት ኢንኮደር ዲስኮች ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቀነስን ለመፍታት መፍትሄዎችን ከሁለት አቅጣጫዎች መከተል ይቻላል-የቁሳቁስ ደረጃ እና የስርዓት ዲዛይን ደረጃ።

መፍትሄ 1፡ የቁሳቁስ ደረጃ ማሻሻል እና ማሻሻል

1. ከፍተኛ-ሙቀትን የሚቋቋም የመርፌ ቅርጽ ያለው ፌሪይትን ይምረጡ

በመርፌ የሚቀረጸው ፌሪይት የሚሠራው የሙቀት መጠን አልተስተካከለም። የመግነጢሳዊ ዱቄት አሠራሩን እና የቢንደር አሠራሩን በማመቻቸት, የሙቀት መከላከያው በከፍተኛ ሁኔታ ሊጨምር ይችላል. ለምሳሌ፣ ናይሎን 6 ወይም ፒፒኤስ (polyphenylene ሰልፋይድ) እንደ ማያያዣው በመጠቀም የፌሪትት ቁሶች በ180 ዲግሪ ሴንቲግሬድ አካባቢ አጥጋቢ የምርመራ ውጤት አሳይተዋል። ጥናቶች እንደሚያመለክቱት ተገቢውን መጠን ያለው የቲኤኤፍ ቅባት መጨመር የፔሌት ፍሰትን እና መግነጢሳዊ ባህሪያትን ያሻሽላል። መግነጢሳዊ ዱቄቱን ከተጣመሩ ወኪሎች ጋር የሚደረግ ሕክምና በመርፌ የሚቀረጹ ማግኔቶችን ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊያሳድግ ይችላል።

2. ከፍተኛ-ሙቀትን የሚቋቋም የጎማ ማግኔቶችን ይምረጡ

የተለመዱ የላስቲክ ማግኔቶች የሙቀት መጠኑ 80 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ነው ነገር ግን ከፍተኛ ሙቀት ያላቸውን የጎማ ስርዓቶችን (ለምሳሌ ተራውን ጎማ በሲሊኮን ጎማ በመተካት) የላይኛው ገደብ ወደ 150-200 ° ሴ ከፍ ሊል ይችላል. የባለቤትነት መብት የተሰጣቸው ቴክኖሎጂዎች እንደሚያሳዩት ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያላቸውን የጎማ ስርዓቶችን ከፌሪት ዱቄት ጋር በትክክል በማዘጋጀት እና በሂደት ማመቻቸት የጎማ ማግኔቶች ከፍተኛ የአገልግሎት ሙቀት 120-170 ° ሴ ሊደርስ ይችላል። እንደ SR/NBR ያሉ የተዋሃዱ የጎማ ስርዓቶች ከ120 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ጥሩ የሙቀት መረጋጋትን ያሳያሉ።

በተግባራዊ ምርጫ የእቃውን የሙቀት መጠን ከመሳሪያው የሙቀት መጠን ጋር ለማዛመድ ይመከራል.

መፍትሄ 2: የስርዓት ዲዛይን እና የሙቀት አስተዳደር

1. የሙቀት ማከፋፈያ ንድፍ ማመቻቸት

ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቀነስ በመጨረሻው ከመጠን በላይ በሆነ የሙቀት መጠን ስለሚከሰት ውጤታማ የሙቀት አስተዳደር በጣም ቀጥተኛ አቀራረብ ነው። የተወሰኑ እርምጃዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

የመግነጢሳዊ ቀለበቱን የሙቀት መጠን ለመቀነስ ። መጨመር  የሙቀት ማጠራቀሚያዎችን ወይም የግዳጅ አየር ማቀዝቀዣን  በኤንኮደሩ ዙሪያ

·  ማስቀመጥ ። የሙቀት መከላከያ አወቃቀሮችን  የሙቀት ሽግግርን ለማገድ በሞተር ዊንዶው እና በኤንኮደር መካከል

·  መቀበል . የውሃ-ቀዝቃዛ ጃኬት ንድፎችን  በከፍተኛ ሙቀት ሁኔታዎች ውስጥ የማያቋርጥ ቅዝቃዜን ለማግኘት

2. በመግነጢሳዊ ዑደት ንድፍ ውስጥ የመጠባበቂያ ህዳግ

በመግነጢሳዊ ዑደት ዲዛይን ምዕራፍ ወቅት፣  የፍሰት ህዳግ ሊቀመጥ ይችላል፣ ይህም በምርቱ የሕይወት ዑደት ውስጥ የተረጋጋ አፈጻጸምን ያረጋግጣል። በከፍተኛ ሙቀት ከፊል መግነጢሳዊ ኪሳራን ለማካካስ አግባብ ያለው

3. መቆጣጠሪያ መርፌ የሚቀርጸው ሂደት ሙቀት

ማግኔቲክ ኢንኮደር ዲስክን በሚመረትበት ጊዜ, በመርፌ በሚቀረጽበት ጊዜ የማቀነባበሪያውን የሙቀት መጠን ለመቆጣጠር ትኩረት መሰጠት አለበት, ይህም መግነጢሳዊ ባህሪያትን ሊጎዳ ከሚችለው ከፍተኛ የሙቀት መጠን መራቅ አለበት.

V. ማጠቃለያ

በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በመርፌ የተቀረጹ ፌሪቲ እና የጎማ ማግኔት ኢንኮደር ዲስኮችን ማጉደል በመሰረቱ የሙቀት እንቅስቃሴ የታዘዘውን መግነጢሳዊ ዶሜይን መዋቅር የሚረብሽበት፣ መግነጢሳዊ ቅደም ተከተልን የሚቀንስበት አካላዊ ሂደት ነው። ይህ ጉዳይ በተለይ ቀጣይነት ባለው የሮቦት አሠራር ውስጥ ጎልቶ ይታያል።

መፍትሄዎች ከሁለት ደረጃዎች ሊቀርቡ ይችላሉ:  በቁሳዊ ደረጃ , ከፍተኛ ሙቀት-ተከላካይ ደረጃዎችን በመርፌ የተቀረጸ ፌሪቲ ወይም ከፍተኛ ሙቀት-ተከላካይ የጎማ ማግኔቶችን በመምረጥ;  በስርአት ደረጃ , ሙቀትን ማስወገድን በማመቻቸት, ትክክለኛ የሙቀት አስተዳደርን በመተግበር እና በማግኔት ዑደት ንድፍ ውስጥ የፍሰት ህዳጎችን በማስቀመጥ.

በእውነተኛ የምህንድስና አፕሊኬሽኖች ውስጥ በልዩ የሙቀት መጠን ፣ የወጪ በጀት እና ትክክለኛነት መስፈርቶች ላይ በመመርኮዝ አጠቃላይ መገምገም እና በጣም ተስማሚ መፍትሄ መምረጥ ይመከራል። ለነገሩ፣ ለረጅም ጊዜ በተረጋጋ ሁኔታ መሥራት ለሚያስፈልገው ሮቦት፣ የእያንዳንዱ 'መገጣጠሚያ' አስተማማኝነት ለአጠቃላይ ስኬት ወሳኝ ነው።