Магнетне спојнице су бесконтактне спојнице које користе магнетно поље за пренос обртног момента, силе или кретања са једног ротирајућег члана на други. Пренос се одвија кроз немагнетну заштитну баријеру без икакве физичке везе. Спојнице су супротни парови дискова или ротора уграђених магнетима.
Употреба магнетне спреге датира још од успешних експеримената Николе Тесле крајем 19. века. Тесла је бежично упалио лампе користећи резонантну индуктивну спрегу блиског поља. Шкотски физичар и инжењер сер Алфред Јуинг је још више унапредио теорију магнетне индукције почетком 20. века. То је довело до развоја бројних технологија које користе магнетну спрегу. Магнетне спојнице у апликацијама које захтевају високо прецизан и робуснији рад догодиле су се у последњих пола века. Зрелост напредних производних процеса и повећана доступност магнетних материјала ретких земаља омогућавају ово.
Док све магнетне спојнице користе исте магнетне особине и основне механичке силе, постоје два типа која се разликују по дизајну.
Два главна типа укључују:
- Спојнице типа диска које садрже две половине диска лицем у лице уграђене са низом магнета где се обртни момент преноси преко отвора са једног диска на други
-Синхроне спојнице као што су спојнице са трајним магнетом, коаксијалне спојнице и спојнице ротора где је унутрашњи ротор смештен унутар спољашњег ротора, а трајни магнети преносе обртни момент са једног ротора на други.
Поред два главна типа, магнетне спојнице укључују сферне, ексцентричне, спиралне и нелинеарне дизајне. Ове алтернативе магнетне спојнице помажу у коришћењу обртног момента и вибрација, посебно се користе у апликацијама за биологију, хемију, квантну механику и хидраулику.
Најједноставније речено, магнетне спојнице раде користећи основни концепт да се супротни магнетни полови привлаче. Привлачење магнета преноси обртни момент са једног магнетизованог чворишта на друго (са погонског члана спојнице на погонски елемент). Обртни момент описује силу која ротира објекат. Како се спољашњи угаони момент примењује на једно магнетно чвориште, оно покреће друго преносећи обртни момент магнетским путем између простора или кроз немагнетну заштитну баријеру као што је преградни зид.
Количина обртног момента генерисана овим процесом одређена је променљивама као што су:
-Радна температура
-Окружење у којем се одвија обрада
-Магнетна поларизација
-Број парова стубова
-Димензије парова стубова, укључујући размак, пречник и висину
-Релативни угаони помак пара
-Промена парова
У зависности од поравнања магнета и дискова или ротора, магнетна поларизација је радијална, тангенцијална или аксијална. Обртни момент се затим преноси на један или више покретних делова.
Магнетне спојнице се сматрају супериорнијим од традиционалних механичких спојница на неколико начина.
Недостатак контакта са покретним деловима:
-Смањује трење
-Производи мање топлоте
- Максимално користи произведену снагу
-Резултује мање хабања
- Не производи буку
- Елиминише потребу за подмазивањем
Додатно, затворени дизајн повезан са одређеним синхроним типовима омогућава да се магнетне спојнице производе као отпорне на прашину, течност и рђу. Уређаји су отпорни на корозију и пројектовани за рад у екстремним радним окружењима. Још једна предност је функција магнетног одвајања која успоставља компатибилност за употребу у подручјима са потенцијалним опасностима од удара. Поред тога, уређаји који користе магнетне спојнице су исплативији од механичких спојница када се налазе у подручјима са ограниченим приступом. Магнетне спојнице су популаран избор за потребе тестирања и привремене инсталације.
Магнетне спојнице су високо ефикасне и ефикасне за бројне надземне примене укључујући:
-Роботика
- Хемијско инжењерство
-Медицински инструменти
-Машинска инсталација
-Прерада хране
-Ротационе машине
Тренутно су магнетне спојнице цењене због њихове ефикасности када су потопљене у воду. Мотори затворени у немагнетну баријеру унутар пумпи за течност и система пропелера омогућавају магнетној сили да управља пропелером или деловима пумпе у контакту са течношћу. Отказивање воденог вратила узроковано продором воде у кућиште мотора избегава се окретањем сета магнета у запечаћеном контејнеру.
Подводне апликације укључују:
-Ронилачка погонска возила
-Акваријумске пумпе
-Подводна возила на даљинско управљање
Како се технологија побољшава, магнетне спојнице постају све заступљеније као замена за погоне са променљивом брзином у пумпама и моторима вентилатора. Пример значајне индустријске употребе су мотори у великим ветротурбинама.
Број, величина и тип магнета који се користе у систему спојнице, као и одговарајући обртни момент који се производи су значајне спецификације.
Остале спецификације укључују:
- Присуство баријере између магнетних парова, која квалификује апарат за потапање у воду
-Магнетна поларизација
-Број обртног момента покретних делова се преноси магнетно
Магнети који се користе у магнетним спојницама састоје се од материјала ретких земаља као што су неодимијум гвожђе бор или самаријум кобалт. Баријере које постоје између магнетних парова су направљене од немагнетних материјала. Примери материјала које не привлаче магнети су нерђајући челик, титанијум, пластика, стакло и фиберглас. Остатак компоненти причвршћених на обе стране магнетних спојница је идентичан онима који се користе у било ком систему са традиционалним механичким спојницама.
Исправна магнетна спојница мора да испуњава захтевани ниво обртног момента који је наведен за предвиђени рад. У прошлости је снага магнета била ограничавајући фактор. Међутим, откриће и повећана доступност специјалних магнета ретких земаља убрзано повећавају могућности магнетних спојница.
Друго разматрање је неопходност да спојнице буду делимично или у потпуности потопљене у воду или друге облике течности. Произвођачи магнетних спојница пружају услуге прилагођавања за јединствене и концентрисане потребе.
