Obecnie wiele zastosowań magnesów opiera się na zasadzie, że jednakowe bieguny odpychają się, a przeciwne bieguny przyciągają i adsorbują substancje ferromagnetyczne, takie jak różne urządzenia magnetyczne, struktury połączeń magnetycznych, urządzenia do separacji magnetycznej, urządzenia do transmisji magnetycznej itp.
W przypadku zastosowań magnetycznych wszyscy przywiązują dużą wagę do przyciągania magnesów. Można obliczyć siłę przyciągania magnesu. Poniższy wzór może służyć jako odniesienie. Należy jednak zauważyć, że domyślne warunki wzoru są idealne, to znaczy rozkład pola magnetycznego jest bardzo równomierny, a przenikalność magnetyczna przyciąganego obiektu jest bardzo wysoka (materiały słabo magnetyczne, takie jak stal nierdzewna serii 300 i niektóre inne stopy żelaza nie mają zastosowania), grubość i powierzchnia adsorpcji są wystarczające (zwiększanie grubości i powierzchni siła ssania nie zwiększy się, to znaczy niezależnie od wycieku magnetycznego), mimo że obliczona wartość może służyć jedynie jako odniesienie i nie może być używany jako dokładne obliczenie.
F(N)=2*S(m²)*B(T)²/μ0
Wśród nich S oznacza obszar adsorpcji, B oznacza gęstość strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej, a μ0 to dodatnia przenikalność magnetyczna powietrza (jest to stała, μ0=4π*10-7 ).
Jak poprawić przyciąganie magnesów?
Ze wzoru widać, że przyciąganie magnesu jest proporcjonalne do powierzchni adsorpcji i gęstości strumienia w szczelinie powietrznej. Można zauważyć, że zwiększenie obszaru adsorpcji i zwiększenie gęstości strumienia w szczelinie powietrznej to dwa główne sposoby poprawy przyciągania magnesu.
1. Zwiększ obszar adsorpcji
Przyciągany obiekt powinien co najmniej pokrywać powierzchnię adsorpcyjną magnesu, a grubość przyciąganego obiektu można zwiększyć, jeśli pozwalają na to warunki.
Kiedy magnes przyciąga żelazną płytkę:
Im większa powierzchnia żelaznej płyty, tym większa siła ssania między magnesem a żelazną płytą; gdy powierzchnia adsorpcji zrówna się z powierzchnią magnesu, tendencja siły ssania do wzrostu będzie stopniowo zwalniać. Gdy żelazna płyta jest wystarczająco duża, możliwe jest zwiększenie jej powierzchni. Siła ssania nie ulegnie poprawie;
Gdy powierzchnia żelaznej płyty jest taka sama, gdy grubość żelaznej płyty jest cienka, zwiększenie grubości żelaznej płyty może zwiększyć siłę ssania. Gdy płyta żelazna jest grubsza, wzrost siły ssania spowodowany zwiększeniem grubości płyty żelaznej będzie stopniowo się stabilizował, aż do braku poprawy.
2. Zwiększ gęstość strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej
Gdy powierzchnia adsorpcji S pozostaje niezmieniona, skuteczniejszą metodą jest zwiększenie siły ssania poprzez zwiększenie gęstości strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej i zmniejszenie wycieku magnetycznego. Namagnesowanie wielobiegunowe może skutecznie zmniejszyć wyciek magnetyczny.
Ze diagramu symulacji pola magnetycznego widać, że po zmianie magnesu na namagnesowanie bipolarne, wyciek strumienia magnetycznego jest znacznie zmniejszony, a duża część linii pola magnetycznego tworzy zamkniętą pętlę obwodu magnetycznego wewnątrz zaadsorbowanego kawałka żelaza.
Jeśli liczba biegunów zostanie dodatkowo zwiększona, a na spodzie magnesu zostanie dodany arkusz przewodzący magnetycznie, wyciek strumienia magnetycznego zostanie jeszcze bardziej zmniejszony, a siła ssania ulegnie dalszej poprawie.
Obecnym trendem w projektowaniu części magnetycznych jest maksymalizacja wykorzystania pola magnetycznego. Dzięki projektowaniu wielobiegunowych obwodów magnetycznych lub obwodów magnetycznych Halbacha lub przy zastosowaniu niektórych materiałów o dużej przenikalności magnetycznej pole magnetyczne może przejść przez jak największą część obiektu. Przyciąganie obiektów tworzy zamkniętą pętlę obwodu magnetycznego. Typowe zastosowania obejmują:
Magnesy gumowe są przeznaczone do magnesowania wielopoziomowego, niektóre są dwustronne, wielobiegunowe, a inne jednostronne, wielobiegunowe. Wydajność magnesów gumowych jest bardzo niska, ale po zaprojektowaniu wielobiegunowego obwodu magnetycznego pole magnetyczne jest gęsto rozmieszczone na powierzchni. Wyciek magnetyczny jest bardzo mały podczas adsorpcji, co skutkuje lepszym efektem adsorpcji;
Urządzenia magnetyczne, takie jak urządzenia odsysające do drzwi, są prowadzone przez arkusze przepuszczalne magnetycznie. Podczas adsorpcji obwód magnetyczny jest prawie tworzony z obiektu, który ma zostać zaadsorbowany. W ten sposób stopień wykorzystania pola magnetycznego jest bardzo wysoki. Intuicyjne doświadczenie przypomina małe magnetyczne urządzenie ssące. (Niektórzy nadal używają ferrytu), a siła ssania jest ogromna przy bezpośrednim kontakcie.
Projektowanie części magnetycznych jest nierozerwalnie związane z uwzględnieniem odległości adsorpcji. Wspomniana adsorpcja opiera się na kontakcie bezpośrednim. Jeśli odległość się zmienia, siła ssania często ulega znacznym zmianom. Poniższy rysunek przedstawia kilka typowych atrakcji magnetycznych z pojedynczym magnesem. Urządzenia i wielobiegunowe elementy magnetyczne kierują się podobną zasadą. Im więcej biegunów, tym większa siła ssania w odstępie 0, ale tłumienie staje się bardziej oczywiste wraz ze wzrostem odstępu.
