NdFeB радиациялық сақинасы: магниттік тізбек дизайнын түрлендіруге жетекшілік ететін негізгі технологияның жаңа буыны
Жоғары деңгейлі сервоқозғалтқыштарды шығаратын цехта инженерлер магниттік плиткалардың қосылу бұрыштарын мұқият реттеп, әлсіз магнит өрісінің бұрмалануын жоюға тырысады - ондаған жылдар бойы өнеркәсіпті мазалап келген мәселе. Бүгінгі таңда бұл қиындықты біртұтас сақина тыныш шешеді.
Синтерленген NdFeB радиалды бағдарланған магниттік сақиналары біртіндеп дәстүрлі сегменттелген магнитті плиткаларды біріктіру шешімдерін ауыстырады. Бұл біріктірілген магниттік сақина магнитті жоғалту және қиын құрастыру сияқты дәстүрлі тақтайша тәрізді блоктарды біріктірудің кемшіліктерін жеңеді.
Магниттік плиткаларды бекіту үшін жұмсақ магниттік материалдың жақтау құрылымын қажет ететін дәстүрлі біріктірілген магниттік сақиналардан айырмашылығы, радиациялық магниттік сақиналар магнит өрісінің біркелкі таралуы бар арнайы бағытталған сақина тәрізді тұрақты магниттің бір түрі болып табылады, қозғалтқыштың ауа саңылауы магнит өрісінің синусоидальды дәрежесін тиімді жақсартады.
01 Технологиялық жаңартудың фон
Дәстүрлі тұрақты магнитті щеткасыз қозғалтқыштар көбінесе сақина тәрізді магниттік тізбекті қалыптастыру үшін магнит плиткаларын біріктіруді пайдаланады, бірақ бұл дизайнда айқын кемшіліктер бар. Магниттік плиткаларды біріктіру шешімі плиткаларды бекіту үшін жұмсақ магниттік материалдың жақтау құрылымын қажет етеді, бұл магнит ағынының айтарлықтай жоғалуына әкеледі және қозғалтқыштың қуат коэффициенті мен тиімділігіне айтарлықтай әсер етеді.
Ең бастысы, қосылатын магниттік сақиналар өңдеу дәлдігінің жоғары талаптары, қиын құрастыру, магниттік полюстердің ауысуының нашар тегістігі және мотордың қатты шуынан зардап шегеді. Жасанды интеллект пен автоматтандыру технологияларының қарқынды дамуымен шағын, жеңіл және тиімді қозғалтқыштарға нарық сұранысы кеңейе түсуде, бұл дәстүрлі магнитті плиткаларды біріктіру технологиясын ағымдағы техникалық талаптарға сәйкес келмейтін етеді.
Бұл технологиялық қиын жағдай тұрақты магниттік шешімдердің жаңа буынын - NdFeB сәулелену магниттік сақиналарын зерттеуге және қолдануға түрткі болды. Дәстүрлі магнитті плиткалармен салыстырғанда, радиациялық сақиналар шағын, жоғары өнімді тұрақты магнитті қозғалтқыштар мен сенсорларды өндіру үшін таңдаулы негізгі материал компоненті ретінде пайда болды.
02 Негізгі технологияны салыстыру: радиациялық сақина мен сегменттелген магнитті тақтайшалар
Радиациялық сақиналар мен дәстүрлі сегменттелген магнитті плиткалар бірнеше өлшемдер бойынша айтарлықтай ерекшеленеді. тұрғысынан Құрылымдық тұтастық радиациялық магниттік сақиналар интегралды түрде қалыптасады, ал сегменттелген магнитті плиткалар бірнеше тәуелсіз магниттік блоктардан жиналады.
тұрғысынан Магниттік өрістің біркелкілігі радиациялық магниттік сақиналар синусоидалы толқын пішіні және магниттік полюстердің арасындағы шағын өту аймақтары бар үздіксіз магнит өрісінің таралуына ие, ал сегменттелген магнитті тақтайшалар айқын магнит өрісінің бұрмалануларын және жергілікті әлсіздік аймақтарын көрсетеді.
Құрастырудың күрделілігі де маңызды мәселе болып табылады. Радиациялық сақиналарды құрастыру процесі жеңілдетілген, магнитті плиткаларды кесу, орналастыру және байланыстыру сияқты оннан астам қадамдарды болдырмайды. Керісінше, сегменттелген магнитті плиткалар күрделі құрастыру процестерін және бірнеше өңдеу қадамдарын талап етеді.
тұрғысынан Құрылымдық беріктік радиациялық сақиналар тұтастай агломерацияланады, қосылыс немесе байланыстырудан физикалық байланыс әлсіздіктерін жояды және олар соққыға тамаша төзімділік пен дірілге төзімділікті көрсетеді. Салыстыру үшін сегменттелген магнитті плиткалардың физикалық қосылымның әлсіз жақтары бар.
тұрғысынан Экономикалық тиімділік радиациялық сақиналардың бастапқы өндірістік шығындары жоғары болғанымен, олар өмірлік цикл шығындарында айтарлықтай артықшылықтар береді. Сегменттелген магнитті плиткалар, керісінше, күрделі процестер мен өнімділік шектеулеріне байланысты ұзақ мерзімді шығындарға ұшырайды.
Сонымен қатар, тұрғысынан қозғалтқыштың өнімділігі радиациялық сақиналар қозғалтқыштың ауа саңылауының магнит өрісінің синусоидальды дәрежесін айтарлықтай жақсартады, жұмыс шуы мен дірілді азайтады. Сегменттелген магнитті плиткалар, алайда, магнит өрісінің бұрмалануы мен плиткалар арасындағы бос орындарға байланысты тұрақсыз қозғалтқыш жұмысын және жоғары шуды тудырады.
03 Техникалық классификация және өндірістік процестер
NdFeB сәулелену магниттік сақиналарын өндіру әдістеріне байланысты бірнеше түрге бөлуге болады: байланысқан NdFeB сәулелену магниттік сақиналары, ыстық экструдталған NdFeB сәулелік магниттік сақиналары және ұнтақ металлургиясының агломерленген NdFeB сәулелік магниттік сақиналары.
Байланыстыру процесі салыстырмалы түрде жетілген және қымбат емес, сондықтан байланыстырылған NdFeB радиациялық сақиналары ең үлкен өндіріс үлесін құрайды. Дегенмен, байланыстырылған магниттік сақиналардың тығыздығы мен өнімділігі төмен, бұл олардың жоғары деңгейлі қолдану сценарийлерінде дамуын шектейді.
Керісінше, өнімділігі жоғары агломерленген және ыстық престеу/ыстық деформацияланған NdFeB сәулелену магниттік сақиналары жоғары магниттік өнімділікті ұсынады, бірақ үлкен техникалық қиындықтарға тап болады. NdFeB дәндерінің жеңіл магниттелу осі мен қатты магниттелу осінің бағыттары арасындағы шөгу коэффициенттері мен термиялық кеңею коэффициенттеріндегі елеулі айырмашылықтарға байланысты бұл магниттік сақиналар дайындау, магниттеу және жинау кезінде Фрагментацияға бейім болады, бұл Дайын өнімнің төмен жылдамдығына және жалпы жоғары бағаға әкеледі.
04 Көп домендік қолданбалар
NdFeB радиациялық магниттік сақиналары көптеген жоғары деңгейлі өрістерде кең қолдану перспективаларын көрсетті. Өнеркәсіптік автоматтандыру саласында радиациялық сақиналар сервоқозғалтқыштар мен өнеркәсіптік роботтар сияқты жоғары жылдамдықты, жоғары дәлдіктегі басқару қозғалтқыштары үшін әсіресе қолайлы.
Отандық әзірленген радиациялық көп полюсті магниттік сақиналар пилоттық сынақтардан өтті және Қытайдағы импорттық сервоқозғалтқыштарға ұзақ мерзімді тәуелділікті жойып, төменгі ағынды кәсіпорындардың сервомотор жобаларына сәтті қолданылды. Сынақтарға сәйкес, мұндай магниттік сақиналарды пайдаланатын қозғалтқыштар дәстүрлі магниттік плитка шешімдерімен салыстырғанда қуаттың кем дегенде 10% ұлғаюын көрсетеді.
Сенсорлық технология саласында NdFeB магниттік сақиналары да маңызды рөл атқарады. Қытай ғылым академиясының Хэфэй физика ғылым институтының зерттеушілері азот оксиді мен азот диоксиді сияқты газдарды анықтауға арналған NdFeB тұрақты магнитті сақина массивіне негізделген Фарадей айналу спектроскопиялық сенсорын жасады.
Бұл сенсор тұрақты статикалық магнит өрісін жасау үшін бірдей қашықтықта орналасқан 14 бірдей NdFeB тұрақты магнит сақиналарын пайдаланады, магнит өрісінің орташа күші 346 Гаусс жетеді. Дәстүрлі электромагниттік катушкалар шешімдерімен салыстырғанда бұл қуат тұтынуды айтарлықтай азайтады.
Автокөлік және жоғары деңгейлі жабдықтар салаларында жабдықты автоматтандыру, дәлдік және тұрақты магнитті қозғалтқышты жобалау және өндіру технологияларының жетілдірілуімен, агломерленген NdFeB көп полюсті радиациялық магниттік сақиналарды қолданатын жоғары өнімді тұрақты магнитті сервоқозғалтқыштар автомобильдерде, CNC станоктарында, роботтарда және басқа да тұрмыстық техникада кең қолдану перспективаларына ие.
05 Технологиялық қиындықтар және болашақ тенденциялар
NdFeB радиациялық сақина технологиясы көптеген қиындықтарға тап болады, олардың ең маңыздысы күрделі дайындау технологиясы болып табылады . NdFeB материалдары дайындау, магниттеу және құрастыру кезінде Фрагментацияға бейім, бұл Дайын өнім көрсеткіштерінің төмендігіне және әдетте жоғары бағаларға әкеледі.
Өлшем шектеулері де маңызды мәселе. Ыстық басылған радиациялық сақиналар негізінен жұқа қабырғалы магнитті сақиналар болып табылады, диаметрі негізінен 30 мм-ден төмен және қабырғаларының қалыңдығы 3 мм-ден төмен. Агломерленген радиациялық сақиналарды сыртқы диаметрі 200 мм-ден асатын етіп шығаруға болатынына қарамастан, олар нарықта білікті мөлшерлеме мен шығын шектеулеріне байланысты сыртқы диаметрі 100 мм-ден төмен шағын диаметрлі магниттік сақиналармен шектеледі.
Дегенмен, бұл салада Қытай қуып келеді. Белгілі бір топтың «Тұрақты магнит сақинасының құрамдас бөлігі және оны дайындау әдісі» бойынша зерттеулері ұлттық өнертабысқа патенттік рұқсат алды.
Агломерленген NdFeB радиациялық магниттік сақиналар процесі оңтайландыруды және жетілдіруді жалғастыруда, әсіресе бағдарланған магнит өрісінің дизайны мен бағдарлау әдістерін одан әрі дамыту және оңтайландыру арқылы, бұл технология алдағы жылдарда үлкен жетістіктерге жетеді деп күтілуде.
SDM радиациялық сақина өнімдері жоғары өнімді тұрақты магнит қозғалтқыштарында, дәлдік датчиктерде және магнит өрісінің тұрақтылығына жоғары талаптары бар басқа өрістерде кеңінен қолданылады.
