Shanghai keemiatehase pumbaruumis on kaks aastat pidevalt töötanud püsimagnetühendusega magnetajamiga pump, ilma ühegi lekketa. Enne moderniseerimist vajas mehaaniliselt suletud pump hooldust vähemalt kord kvartalis.
Mehaaniliste seadmete maailmas on kahe pöörleva võlli ühendamine võimsuse edastamiseks alati olnud kriitiline probleem. Traditsioonilise lahendusena on mehaanilised sidurid tööstuses teeninud üle sajandi. Kuid uus magnetilistel põhimõtetel põhinev tehnoloogia – püsimagneti sidumine – mängib oma ainulaadsete eeliste tõttu võtmeväljades üha olulisemat rolli.
Põhiline erinevus kahe tüüpi haakeseadiste vahel
Mehaanilised sidurid on mehaanilised komponendid, mis edastavad energiat füüsiliste ühenduste kaudu. Nende ühiseks tunnuseks on vajadus otsese või kaudse füüsilise kontakti järele. Neid saab liigitada kolme põhitüüpi: jäigad liitmikud (rakenduste jaoks, kus kahte võlli saab täpselt joondada), painduvad ühendused (suudavad kompenseerida võllidevahelist suhtelist nihet) ja ohutusmuhvid (ülekoormuskaitsega).
Püsimagnetühendused seevastu on uut tüüpi haakeseadised, mis kasutavad peamootori ja käitatava masina ühendamiseks püsimagnetite magnetjõudu. Nende põhiprintsiibiks on 'kontaktivaba ülekanne' – haruldaste muldmetallide püsimagnetite vastastikmõju ja magnetväljade omadus tungida läbi ruumi ja aine mehaanilise energia edastamiseks.
Võrdlusmõõde |
Mehaaniline ühendus |
Püsimagneti ühendus |
Ühendusmeetod |
Füüsiline kontaktühendus |
Kontaktivaba magnetühendus |
Peamised komponendid |
Ühenduse korpus, poldid, elastsed elemendid jne. |
Välisrootor, sisemine rootor, kaitsekest |
Lekkeoht |
Võimalik leke dünaamilistel tihenditel |
Täielikult suletud, leke puudub |
Kompensatsioonivõime |
Paindlikel muhvidel on piiratud kompensatsioon |
Mitmesuunaline kompensatsioon (aksiaalne, radiaalne, nurk) |
Hooldusvajadused |
Nõuab regulaarset ülevaatust, määrimist, kulunud osade väljavahetamist |
Hooldusvaba, määrdevaba |
Kaitsefunktsioon |
Saadaval mõnede turvaühendustega |
Sisseehitatud ülekoormuskaitse |
Mehaaniliste sidurite traditsioon ja piirangud
Mehaanilise haakeseadise perekonnal on palju liikmeid. Näiteks võivad rasketehnikas laialdaselt kasutatavad hammasrattaühendused edastada tohutut pöördemomenti ja kompenseerida ulatuslikku nihkumist. Samal ajal toetuvad lihtsa struktuuriga painduvad tihvtühendused kummist elastsetele hülssidele pehmendamiseks ja vibratsiooni summutamiseks, muutes need sobivaks sagedasteks käivitamisrakendusteks.
Nende ühine puudus seisneb aga 'kontaktis' endas. Otsene füüsiline kontakt tähendab pidevat hõõrdumist ja kulumist , mistõttu on vaja regulaarset hooldust või osade väljavahetamist. Veelgi olulisem on see, et kui sidur peab edastama jõudu läbi suletud tõkke (nt pumba korpuse), peab pöörlev võll ulatuma korpusest välja, luues 'dünaamilise tihendi' lekkepunkti, mida on raske täielikult kõrvaldada. Sellistes tööstusharudes nagu kemikaalid, ravimid jne, kus käideldakse mürgiseid, ohtlikke, kalleid või kõrge puhtusastmega aineid, on isegi jälgede lekkimine vastuvõetamatu.
Kuidas püsimagnetühendused töötavad
Püsimagnetühendused lahendavad selle probleemi nutikalt. Nende struktuur on nagu 'magnetiline võileib': veovõll on ühendatud püsimagnetitega varustatud välimise rootoriga, veovõll on ühendatud sisemise rootoriga, mis on samuti varustatud püsimagnetitega ning need kaks on täielikult eraldatud pitseeritud kattega, mida nimetatakse 'sulguriks' või 'isolatsioonikangiks'. sisemine ja välimine rootor. Kui ajamiots pöörleb, 'lohistab' magnetvälja ühendus ajami otsa sünkroonseks pöörlemiseks.
Kaitsekest muudab pöörleva dünaamilise tihendi statsionaarseks staatiliseks tihendiks, saavutades täieliku isoleerimise , vältides seega põhimõtteliselt leket. ülekandekomponentide Püsimagnetite paigutuse alusel jagunevad need peamiselt silindrilisteks ja ketastüüpideks. Silindriline struktuur on praegu tavapärane, kuna sellel on suur ülekanderaadius, see suudab edastada suurt pöördemomenti ja tekitab väga väikese aksiaaljõu.
Magnetülekandega kaasnevad transformatiivsed eelised
Lisaks lekkega seotud valupunktide kõrvaldamisele toovad püsimagnetühendused mitmeid jõudluse täiustusi.
Amortisatsioon, vibratsioonisummutus ja kaitse: magnetühendus on loomulik 'pehme ühendus'. Kui koormusots äkitselt kinni kiilub, libisemine , mis võib sisemise ja välimise rootori vahel tekkida pehmendab tõhusalt lööke ning kaitseb mootorit ja seadmeid. Kui pöördemoment ületab kavandatud piiri, võib haakeseade täielikult libiseda, saavutades mittepurustava ülekoormuskaitse.
Suurepärane nihketaluvus: magnetvälja ühendus võimaldab sisemise ja välimise rootori vahel teatud aksiaalset, radiaalset ja nurkset kõrvalekallet. See tähendab, et võlli täpse joondamise nõue paigaldamise ajal on oluliselt vähenenud , lihtsustades paigaldamist ja kohandades seadme töö ajal tekkida võivaid deformatsioone.
Kõrge kasutegur ja energiasääst: kuna puudub mehaaniline kontakt ja kulumine, on selle ülekandetõhusus äärmiselt kõrge, lähenedes 100%. Samal ajal võimaldab selle tühikäivituskarakteristikud mootoril sujuvalt käivituda peaaegu koormuseta, vähendades käivitusvoolu (1/2 kuni 2/3 võrra), mis säästab energiat ja pikendab mootori eluiga.
Kuidas valida: rakendus määrab
Need kaks tehnoloogiat ei ole lihtsas asendussuhtes, vaid neil on sõltuvalt rakendusestsenaariumist oma tugevad küljed.
Püsimagnetühendused on eelistatud valik järgmistel juhtudel:
· Ranged tihendusnõuded: pumbad, segistid ja muud seadmed, mis käitlevad tuleohtlikke, plahvatusohtlikke, mürgiseid, söövitavaid, kalleid või kõrge puhtusastmega aineid sellistes tööstusharudes nagu kemikaalid, nafta, farmaatsia-, toiduaine- ja galvaniseerimine.
· Veealused või vaakumkeskkonnad: näiteks sukelpumbad, vaakumpumbad jne, kus nende hooldusvabad omadused on väga soodsad.
· Suured hoolduskulud või ebamugavad sündmused: töötlevad tööstused, mis nõuavad pikki töötsükleid ja vähendatud seisakuaega hoolduseks.
Valdkonnad, kus mehaanilistel siduritel on endiselt eeliseid:
· Üliraske ja ülisuure pöördemomendiga jõuülekanne: mõne ülivõimsa ja ülisuure pöördemomendiga jõuülekanderakenduse puhul võivad traditsioonilised käigukastid siiski olla küpsed ja usaldusväärsed valikud.
· Äärmuslik kulutundlikkus: üldotstarbeliste masinate puhul, millel pole tihendusnõudeid ja mis on head töötingimused, on mehaanilistel haakeseadistel märkimisväärne esialgne kulueelis.
· Äärmuslikud temperatuurid: püsimagnetite magnetism langeb teatud kõrgete temperatuuride korral, samas kui mõned metallist mehaanilised ühendused taluvad kõrgemaid temperatuure.
Intelligentsus ja tulevikutrendid
Püsimagnetühenduse tehnoloogia areneb endiselt. Praegused uurimisvaldkonnad hõlmavad magnetahela ja pooluste disaini optimeerimist, et edastada suurem pöördemoment vähema magnetilise materjaliga. Mõned täiustatud tooted on hakanud integreerima intelligentseid jälgimissüsteeme , mis suudavad jälgida pöördemomenti, libisemist ja temperatuuri reaalajas, võimaldades prognoositavat hooldust.
See tehnoloogia on pälvinud riikliku tunnustuse. Näiteks 'Suur elastne, sama nihkega kontaktivaba sünkroonse püsimagnetiga ülekandetehnoloogia' on lisatud riiklikku energiasäästu ja vähese süsinikdioksiidiheitega tehnoloogia edendamise kataloogi , rõhutades selle olulist potentsiaali energiasäästu ja heitkoguste vähendamisel.
Mehaanilised haakeseadised toetavad jätkuvalt tööstuse selgroogu oma vastupidavuse ja töökindlusega. Püsimagnetühendused, nagu vaikne uuendaja, kasutavad nähtamatuid magnetjõu jooni, et edastada tõhusat ja täiesti ohutut võimsust üle nende kriitiliste suletud piiride, kus rike ei ole võimalik.
Materjaliteaduse ja projekteerimisprotsesside edusammudega jätkub see dialoog 'kontakt' ja 'mittekontakti' ülekande vahel, ajendades üheskoos mehaanikatööstust suurema tõhususe, töökindluse ja intelligentsuse poole.
