Pysyvät magneetit ja jäännösmagnetismi CNC-koneistetuissa osissa

Suunnitteletko uutta projektia kestomagneettikokoonpanoilla tai tarkkuusteräskomponenteilla? Kestomagneettien toiminnan ymmärtäminen auttaa sinua suunnittelemaan parempia tuotteita ja täyttämään CNC-koneistuksen vaatimuksesi.

Mikä on kestomagneetti?

Kestomagneetit ovat modernin tekniikan peruspilareita. Ne ylläpitävät jatkuvaa magneettikenttää ilman ulkoista virtalähdettä. On ehdottomasti vaivan arvoista tutustua kestomagneetin konseptiin ennen kuin tilaat magneetteihin liittyviä kokoonpanoja projektiisi; se säästää epäilemättä aikaasi ja vähentää kalliiden suunnittelumuutosten mahdollisuutta.

Kestomagneetin määritelmä

Kestomagneetti on materiaali, joka pitää magneettikentän yllä hyvin pitkään magnetoinnin jälkeen ilman sähköenergian lähdettä. Toisin kuin sähkömagneetti, se ei tarvitse tehoa säilyttääkseen magneettisen tilansa. Kestomagneetteja kutsutaan myös "koviksi magneeteiksi" tai "staattisiksi magneeteiksi". Materiaalitieteessä "kova magneetti" tarkoittaa materiaalia, jolla on korkea koersitiivisuus, mikä tarkoittaa, että se vastustaa erittäin voimakkaasti demagnetisoitumista.

Kestomagneettiesimerkkejä

Kestomagneetteja käytetään niin jokapäiväisessä elämässä kuin teollisissa sovelluksissakin. Seuraavassa on joitakin kestomagneetteja:

Arkipäivän kestomagneettiesimerkkejä

Käytämme kestomagneetteja päivittäin edes tajuamattamme sitä. Joitakin esimerkkejä ovat jääkaapin oven tiivisteet, kaappien salvat, kaiuttimet, älypuhelinten värinämoottorit, kuulokkeet ja valkotaulujen magneetit, jotka kaikki ovat niistä riippuvaisia.

Esimerkkejä teollisista kestomagneeteista

Toisaalta kestomagneetteja löytyy teollisuuden vaihdeservomoottoreista, tuuliturbiinigeneraattoreista, magneettikoodereista, lineaaritoimilaitteista, magneettikuvauslaitteista, magneettilaakereista ja CNC-koneistuspajoissa käytettävistä magneettisista työkappaleenpitimistä. Kaikki nämä sovellukset vaativat koteloiden, kiinnikkeiden tai napakappaleiden erittäin tarkkaa CNC-työstöä.

Kestomagneetti vs. pysyvä magneetti

"Kestomagneetti" on termi, jota käytetään itse fyysisestä materiaalista eli itse magnetoidusta materiaalista.

"Kestomagneettinen" on fyysinen ominaisuus eli jokin, jolla on pysyviä magneettisia ominaisuuksia, esim. kestomagneetti-istukka tai kestomagneettinen kytkentä. Ero on tärkeä kirjoittamisen, muistiinpanojen piirtämisen tai ostotilausten kannalta.

Kestomagneetti vs. väliaikainen magneetti vs. sähkömagneetti

Seuraava taulukko 01 näyttää pysyvän, tilapäisen ja sähkömagneetin väliset erot.

Taulukko 01: Pysyvän, tilapäisen ja sähkömagneetin väliset erot

Miten pysyvät magneetit toimivat?

Pysyvien magneettien ominaisuudet atomitasolla vaikuttavat siihen, miten näitä magneetteja ympäröivät osat suunnitellaan. Tämän ilmiön ymmärtäminen auttaa estämään kalliita virheitä valmistuksen aikana tai tuotteen loppukäytössä.

Tiede magnetismin takana

Jokaisella magneettisella materiaalilla on mikrorakenteessaan hyvin pieniä alueita, joita kutsutaan magneettisiksi domeeneiksi. Kuten alla olevassa kuvassa on esitetty, kussakin domeenissa elektronien spinit ovat järjestäytyneet vain yhteen suuntaan, mikä tekee kyseisestä alueesta magneettisen. Magnetisoimattoman teräskappaleen domeenit ovat satunnaisesti suuntautuneet, ja niiden magneettiset vaikutukset kumoavat toisensa. Jos materiaaliin kohdistetaan voimakas magneettikenttä, nämä domeenit kääntyvät kentän suuntaisesti. Kovassa magneettisessa materiaalissa domeenit pysyvät linjassa, vaikka magneettikenttä poistuisi. Juuri tätä jäljellä olevaa magnetismia pidetään kestomagneettina.

Miksi ferromagneettiset materiaalit voivat muuttua magneettisiksi

On olemassa joitakin materiaaleja, jotka voidaan magnetoida voimakkaasti. Joitakin yleisiä esimerkkejä ovat rauta, nikkeli, koboltti ja erilaiset rautapohjaiset seokset.

Niissä on kidehilarakenteita, jotka auttavat lähellä olevien atomien magneettisia momentteja asettumaan samaan suuntaan. Tämän ominaisuuden ansiosta niitä käytetään laajasti magneettisissa kokoonpanoissa, magneettipiireissä ja vuonohjauksessa.

Miksi pysyvät magneetit pitävät magnetismia ilman virtaa

Kovamagneettisille materiaaleille on ominaista voimakas demagnetisaation vastustuskyky (korkea koersitiivisuus). Tämä tarkoittaa, että vain erittäin voimakas demagnetisoiva kenttä voi pakottaa domeenit jälleen täysin satunnaisiksi. Ilman tätä demagnetisoivaa voimaa domeenit pysyvät yhtenäisessä tilassa, ja magneetti pystyy säilyttämään kenttänsä ikuisesti tai ainakin siihen asti, kunnes se kohtaa erittäin korkean lämpötilan, mekaanisen iskun tai demagnetisoivan kelan.

Pysyvien magneettien päätyypit

Kaikki kestomagneetit eivät ole samanlaisia. Erilaisilla magneeteilla on erilaiset lujuuden, lämpötilan kestävyyden, korroosionkestävyyden ja hinnan arvot. Magneetin valinta perustuu sen työympäristöön ja projektin tarpeisiin. Tässä on mitä suunnittelutiimisi on tiedettävä ennen tyypin valitsemista tiettyyn sovellukseen.

Neodyymimagneetit

Neodyymirauta-boorimagneeteilla on kaikista magneeteista korkein energiatulo, jopa 52 MGOe (Megagauss-Örsted). Suuren magneettisen lujuutensa vuoksi niitä käytetään usein pienissä, suuria voimia vaativissa sovelluksissa, kuten servomoottoreissa ja anturikokoonpanoissa. Niiden suurin haittapuoli on, että niiden enimmäiskäyttölämpötila on rajoitettu; vakiolaadut alkavat demagnetisoitua 80 °C:ssa, mutta erikoislaadut voivat nousta jopa 200 °C:seen. Lisäksi NdFeB-magneetit syöpyvät helposti ja ne on peitettävä suojapinnoitteilla, kuten nikkelillä, epoksilla tai sinkillä.

Samariumin kobolttimagneetit

Samariumkoboltti (SmCo) -magneetit ovat edelleen ensisijainen valinta käyttäjille, jotka tarvitsevat erittäin vahvoja magneetteja ja vakaata suorituskykyä yli 150 °C:ssa. SmCo Grade 2:17 -magneetit voivat toimia jatkuvasti jopa 300 °C:ssa. Ne ovat kalliimpia ja hauraampia kuin NdFeB-magneetit, mutta niillä on parempi magneettinen stabiilius ja vastustuskyky demagnetisoitumiselle korkeissa lämpötiloissa. Näitä käytetään enimmäkseen ilmailu- ja avaruusteollisuuden toimilaitteissa , korkean lämpötilan antureissa ja turbiinikonesovelluksissa.

Ferriitti- tai keraamiset magneetit

Ferriittimagneetit ovat yleisimmin käytettyjä alhaisten kustannustensa vuoksi. Niiden energiatuote on vaatimaton, tyypillisesti 1–4 MGOe, mutta ne ovat korroosionkestäviä, eivät tarvitse pinnoitetta ja niiden lämpötila-alue on 40 °C - +250 °C. Näitä magneetteja käytetään pääasiassa pienissä tasavirtamoottoreissa, ovensalvoissa, kaiuttimissa ja magneettiantureissa, joissa voima ei ole keskeinen tekijä.

Alnico-magneetit

Alnico-magneetit (alumiinin, nikkelin ja koboltin seokset) olivat tärkein kestomagneettien teknologia ennen harvinaisten maametallien magneettien keksimistä. Ne ovat erittäin pysyviä korkeissa lämpötiloissa jopa 540 °C:seen asti ja niillä on myös erittäin hyvä korroosionkestävyys. Toisaalta niiden koersitiivisuus on niin alhainen, että ne voidaan helposti demagnetoida. Niitä löytyy edelleen kitaran mikrofoneista, soittimista, mittareista ja vastaavista sovelluksista, jotka vaativat vakaata vuota melko korkeissa lämpötiloissa.

Kuinka valita kestomagneettityyppien välillä

Seuraava taulukko 02 näyttää tärkeimmät kriteerit ja niiden esimerkit kestomagneettien valintaan.

Taulukko 02: Kestomagneettityyppien valinnan pääkriteerit

Kovat magneettiset materiaalit ja pehmeät magneettiset materiaalit

Kovat magneettiset materiaalit säilyttävät magnetisminsa ulkoisen magneettisen lähteen poistamisen jälkeen. Kovilla magneettisilla materiaaleilla on kyky säilyttää magnetisminsa pitkään. Toisaalta pehmeät magneettiset materiaalit voidaan helposti magnetoida ja demagnetisoida. Tärkein syy tähän on se, että niiden demagnetisointiin tarvitaan vähemmän energiaa.

Mitä "kova" ja "pehmeä" tarkoittavat magnetismissa

Magnetismissa kova ja pehmeä viittaavat siihen, kuinka helposti materiaali voidaan magnetoida ja demagnetisoida. Jos materiaalia ei voida demagnetisoida helposti magnetoinnin jälkeen, se tarkoittaa, että se on kova magneetti.

Miksi tämä ero on tärkeä koneistetuissa osissa

Kovan ja pehmeän magneetin valinta on ratkaisevan tärkeää koneistetuissa osissa. Jos esimerkiksi antureissa tai roottorikokoonpanoissa valitaan pehmeä magneetti, se vaikuttaa suorituskykyyn ja vaatimusten täyttymättä jäämiseen.

Onko rauta, teräs vai ruostumaton teräs kestomagneetti?

Eri materiaaleilla on erilaiset magneettiset ominaisuudet. Niiden magnetismi riippuu valmistuksesta, mikrorakenteesta ja koostumuksesta. Seuraavassa osiossa käsitellään, miten eri materiaalit reagoivat magnetismiin:

Onko rauta kestomagneetti?

Rauta on vahva ferromagneettinen materiaali. Se ei kuitenkaan ole kestomagneetti. Syynä tähän on se, että ulkoisen magneettikentän poistaminen johtaa sen magneettisuuden menetykseen.

Onko teräs kestomagneetti?

Erilaisia ​​terästyyppejä käytetään laajalti kestomagneetteina. Niillä on kyky säilyttää magnetisaationsa altistettuaan ne magneettikentälle.

Onko ruostumaton teräs magneettista?

Ruostumattoman teräksen magnetoituminen riippuu sen kiderakenteesta. Hehkutettuja 304- ja 316-teräksiä pidetään yleensä ei-magneettisina tai vain heikosti magneettisina. Kylmämuokkaus, muovaus, koneistus ja hitsaus voivat kuitenkin lisätä paikallista magneettista permeabiliteettia, erityisesti tyypissä 304. Toisaalta ferriittinen ja martensiittinen ruostumaton teräs ovat magneettisia, mutta niitä ei yleisesti käytetä kestomagneetteina.

Jäännösmagnetismi teräsosissa

Jotkut teräsosat säilyttävät jäännösmagnetismin koneistuksen jälkeen teräksen magneettisten domeenien kohdistuessa koneistusprosessin kanssa. Koneistusprosessit, kuten hionta ja leikkaus, voivat jättää pienen pysyvän magneettisen vaikutuksen prosessin valmistuttua.

Magneettinen materiaali vs. pysyvä magneetti

Magneettinen materiaali ei ole aina kestomagneetti. Magneettinen materiaali voi säilyttää jonkin verran jäännösmagnetismia magneettikentälle altistumisen jälkeen, mutta tämä ei välttämättä tee siitä kestomagneettia. Koneistamattomat teräsosat voivat siksi osoittaa jäännösmagnetismia, vaikka ne eivät olisikaan kestomagneetteja.

Missä käytetään kestomagneetteja?

Pysyviä magneetteja käytetään monenlaisissa sovelluksissa. Pysyvien magneettien päätehtävänä on tuottaa magneettinen voima antureille, tarkkuuslaitteille, työkappaleen kiinnitykselle ja energianmuunnokselle. Seuraava osio ja kuva antavat pääajatuksen pysyvien magneettien sovelluksista:

Pysyvät magneetit moottoreissa ja generaattoreissa

Moottorissa kestomagneetit tuottavat magneettikentän, joka muuntaa sähköenergian mekaaniseksi liikkeeksi. Generaattoreissa kestomagneetit muuntavat mekaanisen liikkeen sähköenergiaksi.

Pysyvät magneetit antureissa ja enkoodereissa

Monet anturit ja enkooderit käyttävät kestomagneetteja. Nämä magneetit tarjoavat vakaan magneettikentän, joka tuottaa tarkkoja signaaleja nopeuden, sijainnin ja liikkeen havaitsemiseksi.

Pysyvät magneetit lääketieteellisissä ja tarkkuuslaitteissa

Pysyviä magneetteja käytetään laajalti lääketieteellisissä ja tarkkuuslaitteissa, kuten kirurgisissa työkaluissa, magneettikuvausjärjestelmissä ja laboratoriolaitteissa. Pysyvät magneetit varmistavat tarkan paikannuksen, tunnistuksen ja vakaan suorituskyvyn.

Kestomagneetit magneettisessa kiinnityksessä ja työkappaleen pitämisessä

Kestomagneetteja käytetään magneettisissa kiinnitys- ja työkappaleenpitimissä magneettisen työkappaleen pitämiseen hitsaus- ja koneistusprosessin aikana. CNC-koneistuspajoissa käytetään magneettisia istukoita ja kiinnittimiä tarpeettomien perinteisten mekaanisten kiinnittimien välttämiseksi.

Miten pysyvät magneetit asennetaan

Pysyviä magneetteja käytetään yleisesti yhdessä jalustojen, levyjen ja koteloiden kanssa mekaanisen tuen tarjoamiseksi. Tämä auttaa suojaamaan kestomagneettia vaurioilta. Seuraavassa osiossa selitetään yleisimmät menetelmät kestomagneettien asentamiseksi ja niiden valmistukseen:

Liimattu kiinnitys

Tämä menetelmä on yleinen teollisissa sovelluksissa, koska se on edullinen. Tässä menetelmässä kestomagneetit kiinnitetään kiinnitysalustoihin, levyihin ja koteloon kaksikomponenttisilla rakenteellisilla epoksiliimoilla.

Liimattua kiinnitystä ei kuitenkaan suositella ainoaksi kiinnitysmenetelmäksi turvallisuuskriittisillä tai voimakkaasti kuormitetuilla alueilla. Liiman lujuus voi heikentyä pitkäaikaisen tärinän, iskun, kuoriutumiskuormituksen, lämpövaihteluiden, kosteuden tai kemikaalialtistuksen aikana, mikä lisää magneetin irtoamisen riskiä. Jos rakenteelliset kuormitukset ovat merkittäviä, käytä koneistettua taskua, jossa on kiinnityslevy, holkki, puristin tai kansi, ja käsittele liimaa vain toissijaisena kiinnityksenä.

Upotettu kiinnitys

Tässä kestomagneetit asennetaan koneistettuihin taskuihin, onteloihin. Tämän jälkeen magneetit kiinnitetään liimoilla. Tämä auttaa suojaamaan magneettia iskuilta, korroosiolta ja vaurioilta.

Mekaaninen pito

Mekaanisessa kiinnityksessä kestomagneetti kiinnitetään fyysisesti puristimella, kiinnittimellä ja kotelolla. Tämä auttaa suojaamaan magneettia tärinältä, iskuilta ja lämpötilan vaihteluilta.

Kapseloitu kiinnitys

Tässä kestomagneetti on täysin kiinnitetty epoksihartsista, ruostumattomasta teräksestä ja kumista valmistettuun koteloon. Tämä auttaa ylläpitämään kestomagneetin suorituskykyä estämällä korroosion, kemikaalien ja iskujen aiheuttamat vauriot.

Magneettisen piirin kiinnitys

Tässä kestomagneetit asennetaan ferromagneettisten komponenttien, kuten koteloiden, levyjen ja napakappaleiden, sisään. Sitten nämä magneetit kiinnitetään liimaus- ja puristussovitusmenetelmillä.

Asennussuunnittelun tekijät

Kestävyyden ja luotettavan suorituskyvyn varmistamiseksi on otettava huomioon seuraavat tekijät:

• Magneettisen voiman vaatimus
• Magneettilaadun valinta käyttölämpötilan mukaan.
• Valitse sopiva kiinnitystapa välttääksesi iskut, iskut, korroosion ja kestomagneetin vaurioitumisen.
• Maksimoi magneettinen hyötysuhde ottamalla huomioon ilmaraot ja teräskomponentit.

Pysyvät magneetit koneistetuissa osissa

Koneistamissa osissa käytetään kestomagneetteja magneettisen voiman aikaansaamiseksi. Koneistamia osia, kuten akseleita, ikeitä, napapalkkeja ja puristimia, käytetään magneettien pitämiseen ja suojaamiseen.

Magneetti toiminnallisena ytimenä

Koneistetuissa osissa oleva kestomagneetti toimii toiminnallisena ytimenä, joka tuottaa magneettisen voiman eri sovelluksiin.

Koneistetut kotelot, holkit, kiinnikkeet ja pidikkeet

Koneistetut kotelot, holkit, kiinnikkeet ja pidikkeet pitävät magneetit paikoillaan. Nämä osat ohjaavat magneettikenttää oikeaan suuntaan ja suojaavat kestomagneetteja korroosiolta, iskuilta ja tärinältä.

Napakappaleet, ikeet ja vuonohjauskomponentit

Seuraavia komponentteja käytetään magneettikentän keskittämiseen ja tehokkuuden lisäämiseen:

• Napakärjet: Ne keskittävät magneettikentän haluttuun paikkaan.
• Ikkunat: Ne lisäävät magneettikentän tehokkuutta tarjoamalla paluureitin.
• Vuonohjaus: Se vähentää magneettisia häviöitä.

Miksi CNC-työstö on tärkeää kestomagneettikokoonpanoissa

CNC-työstöllä on tärkeä rooli kestomagneettikokoonpanoissa, sillä se tuottaa magneetteja kiinnittäviä ja suojaavia komponentteja. Näitä osia ovat kiinnitysjalustat, levyt, kiinnikkeet, holkit ja kotelot.

Tiukat kokoonpanotoleranssit

Kestomagneetit ja niitä ympäröivät komponentit on kohdistettava tehokkuuden maksimoimiseksi. Tätä varten CNC-koneet valmistavat komponentit tiukoilla toleransseilla varmistaakseen komponenttien sopivuuden ja tarkan asemoinnin.

Parempi samankeskisyys ja heitto

Parempi samankeskisyys ja pieni heitto saavutetaan valmistamalla komponentit tiukoilla toleransseilla CNC-koneistuksella. Tämä johtaa maksimaaliseen tehokkuuteen ja luotettavaan suorituskykyyn.

Prototyypistä tuotantoon -tuki

CNC-koneistus auttaa valmistajia alustavasta prototyypistä lopulliseen täysimittaiseen tuotantoon. Prototyyppivaiheessa CNC-koneet mahdollistavat kiinnitysten, kiinnikkeiden, holkkien ja levykomponenttien testaamisen ja parantamisen. Täysimittakaavaisessa tuotannossa voidaan saavuttaa toistuva tuotanto tarkoilla toleransseilla.

Magneettiset komponentit ja magneettiset kokoonpanot

Teknologian kehittyessä kestomagneetit tarjoavat entistä tarkempaa ja luotettavampaa suorituskykyä. Mutta niiden suorituskyky ei riipu pelkästään itsestään magneetista, vaan myös kohdistuksella, suojauksella ja tarkalla mittatarkkuudella on tärkeä rooli. Seuraavassa osiossa selitetään yleisimmät teolliset magneettikokoonpanot ja magneettisten komponenttien ja magneettikokoonpanojen tärkeimmät erot.

Mikä on magneettinen komponentti?

Yksi perusosa, jota käytetään perusmagneettikentän luomiseen. Esimerkkejä ovat ydin ja kelat.

Mikä on magneettinen kokoonpano?

Magneettinen kokoonpano koostuu yhdestä tai useammasta kestomagneetista sekä kotelosta, levyistä, holkeista, ikeistä ja akseleista.

Kestomagneetti vs. magneettinen kokoonpano

Seuraava taulukko 03 näyttää kestomagneetin ja magneettikokoonpanon tärkeimmät erot.

Taulukko 03: Kestomagneetin ja magneettikokoonpanon tärkeimmät erot.

Yleiset teollisuusmagneettikokoonpanot

Teollisuuden magneettikokoonpanot koostuvat magneeteista ja niiden osista. Tämä johtaa maksimaaliseen magneettiseen suorituskykyyn. Yleisimmät teolliset magneettikokoonpanot on lueteltu alla:

Potin magneetit

Se koostuu teräskupista, joka keskittää magneettikentän. Pottimagneetissa kestomagneetti on suljettu teräskupin sisään.

Magneettiset kytkimet

Tässä käytetään kestomagneettia liikkeen siirtämiseen osasta toiseen ilman kosketusta. Niitä käytetään kemialliseen käsittelyyn ja vuotamattomaan toimintaan.

Roottorin magneettikokoonpanot

Roottorimagneettikokoonpanoissa kestomagneetti on asennettu roottoriin. Pyörivä magneettikenttä on vuorovaikutuksessa staattorikäämityksen kanssa, mikä johtaa liikkeen syntymiseen.

Anturimagneettikokoonpanot

Anturimagneettikokoonpanoissa kestomagneetti yhdistetään tukiosiin, kuten koteloon ja kiinnikkeisiin. Nämä magneetit tarjoavat hallitun magneettisen voiman tunnistus- ja paikannussovelluksiin.

Magneettiset työkappaleen kiinnityskokoonpanot

Magneettisia työkappaleenpitimiä käytetään työkappaleen pitämiseen vakaana kestomagneettien avulla. Tämä on yleistä CNC-koneistuksessa, jyrsinnässä ja hionnassa.

Miten kestomagneettikokoonpanojen osat koneistetaan?

Kestomagneettikokoonpanot eivät sisällä pelkästään magneettia, vaan ne sisältävät myös muita magneettien tukemiseen tarkoitettuja komponentteja. Nämä koneenosat on koneistettava tarkasti oikean istuvuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi.

Osien koneistus magneetin ympärillä

Pidikkeet, magneettikotelo, holkit, taskut, ike ja takarautalevy ovat joitakin yleisiä magneetin ympärillä olevia työstöosia.

• Metallit

Akseleiden, napakappaleiden, kiinnikkeiden ja koteloiden valmistukseen käytetään jyrsintää, hiontaa, kierteitystä ja sorvausta.

• Muovit

Magneettisissa kokoonpanoissa käytetään muoviosia, kuten välikappaleita, eristeitä, suojuksia ja tukirakenteita. Näiden osien yleisiä valmistusmenetelmiä ovat jyrsintä, CNC-jyrsintä, tarkkuuskoneistus ja sorvaus.

• Muuta

Komposiitti- ja keraamisia materiaaleja työstetään laserleikkauksella, vesileikkauksella ja hiontamenetelmillä. Tämä on tärkeää sovelluksissa, jotka vaativat suurta kulutuskestävyyttä ja magneettisten kokoonpanojen painon vähentämiseksi.

Riskit magneetin kokoonpanon aikana

Vaikka itse magneettia ei koneistettaisi, sitä ympäröivät komponentit tai kokoonpanoprosessi voivat silti vahingoittaa sitä. Pääriskejä ovat mekaaninen lohkeilu, lämmön aiheuttama magneettisen suorituskyvyn heikkeneminen ja pinnoitteen vaurioituminen, joka voi myöhemmin johtaa korroosioon.

Haketus

Useimmiten kestomagneetit ovat hauraita, ja kokoonpanon tai törmäyksen aikainen isku johtaa materiaalin lohkeamiseen.

Lämpövauriot

Hionta- ja koneistustoimintojen aikana syntyy korkeita lämpötiloja. Tämä vaikuttaa kestomagneettien suorituskykyyn.

Pinnoitteen vauriot

Magneettien pinnoite voi vaurioitua kokoonpanon aikana. Väärinkäsitelty ja korroosio voivat lyhentää niiden käyttöikää.

Kestomagneettikokoonpanojen toleranssivaatimukset

Ilmaraon toleranssi

Ilmaraon toleranssi on pohjimmiltaan magneetin ja sen vastakomponentin välinen sallittu etäisyys. Tasapainotus mekaanisen turvallisuuden kanssa on tärkeää maksimaalisen magneettikentän saavuttamiseksi.

Tasaisuus ja rinnakkaisuus

Tasomaisuustoleranssi on magneettisen pinnan sallittu poikkeama täysin tasaisesta pinnasta. Tämä vaikuttaa ilmarakoon ja kokoonpanon kokonaissuorituskykyyn. Yhdensuuntaisuus määritellään kahdeksi yhdensuuntaiseksi pinnaksi, jotka varmistavat vakion suunnan toisiinsa nähden. Jos yhdensuuntaisuustoleranssi ylitetään tai pienennetään, se vaikuttaa ilmarakoon ja siten magneettiseen suorituskykyyn.

Samankeskisyys ja heitto

Samankeskisyys tarkoittaa magneetin keskiakselin ja akselin linjausta referenssiakselin kanssa. Parempi samankeskisyys auttaa ylläpitämään tasaisen ilmavälin ja tasaisemman magneettisen suorituskyvyn. Toisaalta heitto on pyörivän pinnan poikkeama ihanteellisesta pyörimisliikkeestään. Liiallinen heitto johtaa kohinaan, epätasaiseen magneettikenttään ja vaihtelevaan ilmaväliin pyörimisen aikana.

Sijoittumisen tarkkuus

Paikannustarkkuus tarkoittaa sitä, kuinka tarkasti magneetti sijoitetaan oikeaan paikkaan. Magneetin tarkka sijoittelu johtaa oikeansuuntaisen magneettikentän syntymiseen.

Liimavälys

Liimavälys on magneetin ja sen vastinpinnan välinen rako. Riittävä rako johtaa liiman tasaiseen leviämiseen ja erinomaiseen tarttumiseen.

Puristussovitus- ja kiinnitysominaisuudet

Puristussovitteessa magneetin mitat ovat hieman suurempia kuin reikä, johon se asennetaan. Suurten mittojen ansiosta magneetti sopii tiiviisti ilman liimoja. Tärinän ja suuren pyörimisnopeuden aikana kiinnitysominaisuus estää magneetteja liikkumasta.

Napaisuuden ja suunnan hallinta

Napaisuuden ohjauksessa etelä- ja pohjoisnavat sijoitetaan tarkasti vaatimusten mukaisesti. Suunnan ohjauksessa magneetti puolestaan ​​sijoitetaan oikeaan suuntaan. Oikea napaisuus ja suuntaus estävät kokoonpanon suorituskyvyn heikkenemisen.

Pysyvien magneettiosien pintakäsittelyt ja pinnoitteet

Erilaisia ​​pinnoitteita ja pintakäsittelyjä käytetään kestävyyden lisäämiseksi, korroosion estämiseksi ja ulkonäön parantamiseksi.

Yleiset magneettipinnoitteet

Yleisen magneettipinnoitteen päätoiminnot ja visuaaliset vaikutukset selitetään alla:

Nikkelipinnoite

Nikkelipinnoite antaa kirkkaan hopeanhohtoisen metallinhohtoisen pinnan. Nikkelipinnoite parantaa ulkonäköä, tarttuvuutta ja suojaa korroosiolta.

Epoksipinnoite

Epoksipinnoite antaa lasimaisen kiiltävän ulkonäön. Epoksipinnoitteita käytetään suojaamaan pintaa ympäristöltä.

Sinkkipinnoite

Sinkkipinnoite antaa kirkkaan hopeanvärisen ulkonäön. Se on yleisesti käytetty, kustannustehokas, lisää kestävyyttä ja suojaa korroosiolta.

Paryleenipinnoite

Tämän pinnoitekerroksen paksuus on hyvin ohut. Siksi sitä käytetään kohteissa, joissa vaaditaan tarkkaa mittatarkkuutta. Pinnoite antaa läpinäkyvän ulkonäön ja sillä on seuraavat toiminnot:

• Kulumis- ja pintasuojaus
• Säilyttää magneettisen suorituskyvyn
• Sähköeristys
• Ruostesuojaus

Koneistettujen metalliosien pintakäsittelyt

Pinnan viimeistely on koneistettujen metalliosien viimeinen vaihe. Tämä on välttämätöntä pitkäaikaisen suorituskyvyn saavuttamiseksi erilaisissa ympäristöissä.

anodisointi

Anodisoinnissa metalliin muodostetaan alumiinioksidikerros, joka suojaa korroosiolta ja lisää kulutuskestävyyttä.

passivointi

Tässä menetelmässä vapaa rauta poistetaan ruostumattoman teräksen pinnalta. Korroosionkestävyyttä voidaan lisätä optimoimalla luonnollinen oksidikerros.

Mustaoksidi

Se muuttaa metallin pintakerroksen kemiallisesti magnetiittikerrokseksi. Kuten pinnoite ja pinnoitus, musta oksidikerros ei muuta merkittävästi komponenttien mittoja.

Sähkötön nikkeli

Tämä kerros antaa hopeanhohtoisen metallisen ulkonäön ja tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden. Kerros kerrostuu tasaisesti pinnalle ilman ulkoista virtalähdettä.

Sinkkipinnoitus

Pinnalle kerrostuu sinkkikerros, joka antaa sille kirkkaan hopeansinisen ulkonäön.

Miten ympäristö vaikuttaa pinnoitteen valintaan

Käyttöympäristö on ratkaiseva tekijä pinnoitteen valinnassa. Pinnoitteen altistuminen erilaisille ympäristöille voi vaikuttaa sen suorituskykyyn. Seuraavassa on joitakin suositeltuja pinnoitteita eri ympäristöihin:

• Kosteus ja kosteus: kemiallinen nikkeli, epoksipinnoite
• Kemiallinen altistuminen: Epoksi- ja paryleenipinnoite
• Kuluminen ja hankautuminen: Nikkelipinnoitus ja kemiallinen nikkelipinnoitus

Kun koneistetut osat magnetoituvat vahingossa

Koneistetut osat magnetoituvat joskus vahingossa. Seuraavissa komponenteissa ja tarkastustekniikoissa voi esiintyä jäännösmagnetismia. Komponentit on demagnetisoitava, jotta vältetään vaikutus suorituskykyyn. Tämä ilmiö on yleinen ferromagneettisissa materiaaleissa, kuten ruostumattomassa teräksessä.

Magneettinen työskentely

Magneettisessa työkappaleen kiinnityksessä työkappale vakautetaan voimakkaan magneettisen voiman avulla. Pitkäaikainen altistuminen magneettikentälle voi kuitenkin jättää jäännösmagnetismia.

Magneettinen hiukkastarkastus

Magneettijauhetarkastusta käytetään pinnan ja aluspintojen halkeamien tarkistamiseen. Jos materiaalissa on jo jäljellä olevaa magnetismia (työstöprosessista), se johtaa magneettisten hiukkasten kertymiseen väärälle alueelle ja antaa väärän virheilmoituksen.

Magneettinen nosto ja käsittely

Komponentti voi magnetoitua magneettisten nosto- ja käsittelytoimintojen aikana. Komponenttien jäännösmagnetisaatio voi vetää puoleensa lähellä olevia komponentteja, kuten metalleja ja lastuja.

Kosketus voimakkaisiin magneettisiin työkaluihin

Koneistuksen aikana osat voivat magnetoitua, kun ne koskettavat voimakkaita magneettisia työkaluja ja magneettista istukkaa.

Hionta ja hienot metallihiukkaset

Hiomisen aikana voi muodostua hienoja metallihiukkasia. Nämä hiukkaset voivat vetää puoleensa jäämiä ja magnetoida komponentteja. Siksi asianmukainen puhdistus ja demagnetointi ovat välttämättömiä tämän ongelman ratkaisemiseksi.

Miksi vahingossa tapahtuva magnetoituminen on tärkeää ennen lähetystä

Koneistuksen jälkeen jäännösmagnetismi voi aiheuttaa metallilastujen jäämistä osiin, häiritä magneettitarkastusta tai tarttua toisiinsa käsittelyn ja kuljetuksen aikana. Siksi vahingossa magnetisoituneet komponentit tulisi demagnetoida ennen lähetystä kontaminaation, tarkastusvirheiden ja käsittelyongelmien välttämiseksi.

Jäännösmagnetismi koneistetuissa osissa

Seuraavassa osiossa annetaan käsitys jäännösmagnetismista, demagnetisaation vaikutuksesta, syistä ja tärkeydestä.

Mikä on jäännösmagnetismi?

Koneistuksen jälkeen komponentteihin jäävää magneettikenttää kutsutaan jäännösmagnetismiksi. Se on pohjimmiltaan tuote, jota ei tarvita koneistuksen jälkeen. Jäännösmagnetismin yleisiä syitä on lueteltu alla:

• Magneettinen työkappaleen kiinnitys
• Hiontatoiminnot
• Magneettiset nosto- ja käsittelylaitteet
• Magneettijauhetarkastus (MPI)
• Altistuminen voimakkaille sähkömagneettisille kentille

Miksi teräsosat voivat säilyttää jäännösmagnetismin

Koneistuksen jälkeen joidenkin teräsosien sisäiset magneettiset domeenit eivät palaa neutraaliin tilaan. Nämä osat säilyttävät saman kohdistuksen jopa ulkoisen magneettikentän poistamisen jälkeen. Siksi jotkut teräsosat voivat säilyttää jäännösmagnetismin.

Miten jäännösmagnetismi vaikuttaa puhdistukseen

Teräsakseli saattaa säilyttää magnetismin hiomisen jälkeen. Hiomisen ja ulkoisen magneettikentän poistamisen jälkeen jotkin domeenit pysyvät linjassa. Tämä johtaa pieniin metallihiukkasiin, jotka voivat vetää puoleensa magneetteja.

Miten jäännösmagnetismi vaikuttaa kokoonpanoon

Kokoonpanon aikana vaihteiston koneistettujen osien jäännösmagnetismi voi vetää puoleensa metallilastuja. Tämä vaikuttaa mittatarkkuuteen ja vaikeuttaa linjausta.

Miten jäännösmagnetismi vaikuttaa tarkastukseen

Koneistettujen osien jäännösmagnetismi voi myös vaikuttaa magneettijauhetarkastukseen. Jäännösmagnetismin vuoksi magneettijauhe voi kerääntyä alueelle, jossa ei ole vikaa.

Miten jäännösmagnetismi vaikuttaa laakereihin, antureihin ja tarkkuusväleihin

Seuraavassa osiossa selitetään, miten jäännösmagnetismi vaikuttaa antureihin, tarkkuusväleihin ja laakereihin.

• Laakeri: Laakerin jäännösmagnetismikomponentti voi vetää puoleensa voiteluaineen metallihiukkasia. Tämä johtaa ylikuumenemiseen ja lyhentää laakerin käyttöikää.
• Tarkkuusraot: Jäännösmagnetismi voi vetää puoleensa pieniä teräshiukkasia pinnalla. Tämä johtaa laakeripintojen välisten rakojen pienenemiseen. Tämä vaikuttaa suorituskykyyn, lisää kitkaa ja aiheuttaa ongelmia komponenttien asennuksessa.
• Anturit: Teräskomponentissa oleva jäännösmagneettikenttä voi häiritä anturin tarkoitettua magneettista signaalia. Tämä johtaa signaalivirheen aiheuttamiin vaikutuksiin lukemaan.

Magnetointisuunta magneettisovelluksissa

Selvitetään tässä osiossa, miten magneettista suuntaa käytetään magneettisovelluksissa:

Mikä on magnetisaatiosuunta

Suuntaa, johon magneettiset domeenit suuntautuvat magnetisointiprosessin aikana, kutsutaan magnetisointisuunnaksi.

Yleiset magnetisointisuunnat

Nämä ovat yleisiä magnetisaatiosuuntia:

Aksiaalinen magnetointi

Tämän tyyppistä magnetointisuuntaa käytetään kiekko- ja rengasmagneeteissa. Tällaisessa magnetoinnissa magneettikenttä kulkee suoraan magneetin keskiakselin tai paksuuden läpi.

Radiaalinen magnetointi

Tässä tyypissä magnetointikuvio on suunnattu säteittäisesti eikä aksiaalisesti tai diametraalisesti. Sitä käytetään rengasmagneeteissa.

Diametrinen magnetointi

Tässä tyypissä magneettikentät kulkevat halkaisijan poikki. Sitä käytetään yleisesti sylinterimäisissä magneeteissa. Pohjois- ja etelänavat ovat vastakkaisilla kaarevilla sivuilla.

Moninapainen magnetointi

Yksinkertaisesti sanottuna moninapaisessa magnetoinnissa yhdessä magneetissa voi olla yli kaksi napaa. Tätä tyyppiä käytetään pyörivissä enkoodereissa, BLDC-moottoreissa ja servomoottoreissa.

Työpinnan ja tangon suuntaus

Työpinta viittaa magneetin pintaan, jonka on tarkoitus suorittaa magneettinen toiminto kokoonpanossa.

Napasuuntaus määrittää, missä pohjois- ja etelänavat sijaitsevat.

Ne tulisi mainita selvästi piirustuksissa, koska ne varmistavat oikean kokoonpanon, asianmukaisen magneettisen suorituskyvyn ja toiminnallisten vikojen ehkäisyn.

Koneistettujen osien demagnetisointi

Tässä osiossa annetaan tietoa koneistettujen osien demagnetisoinnista:

Mikä on demagnetisaatio?

Magneetin magneettisen voimakkuuden osittaista tai täydellistä menetystä kutsutaan demagnetisaatioksi.

Demagnetisointi vs. materiaalin tekeminen ei-magneettiseksi

Seuraava taulukko kuvaa lyhyesti demagnetisoinnin ja materiaalin ei-magneettiseksi tekemisen väliset erot.

Miten AC-demagnetisointi toimii

Tässä prosessissa materiaalin magneettiset domeenit pakotetaan toistuvasti vaihtamaan suuntaa heikkenevän magneettikentän vaikutuksesta. Pohjimmiltaan vaihtovirtademagnetisaatiossa käytetään vaihtuvaa magneettikenttää, mikä tarkoittaa, että kentän napaisuus muuttuu jatkuvasti.

Milloin ostajien tulisi pyytää demagnetointia

Seuraavassa on lueteltu tilanteet, joissa ostajien tulisi pyytää koneistettujen osien demagnetointia:

Magneettiistukan hiomisen jälkeen

Hiontaprosessi voi jättää osaan jäännösmagnetismia, mikä on vaarallista toiminnallisuuden, laadun ja kokoonpano-ongelmien kannalta myöhemmissä vaiheissa. Siksi ostajien on pyydettävä demagnetointia magneetti-istukan hiomisen jälkeen.

Magneettipartikkelitarkastuksen jälkeen

Magneettijauhetarkastuksen aikana magneettikentät voivat jäädä osaan, mikä vaikuttaa sen toimintaan myöhemmissä vaiheissa. Siksi demagnetointi on tehtävä magneettijauhetarkastuksen jälkeen.

Ennen tarkkaa puhdistusta

Demagnetisointi on vaadittava ennen tarkkuuspuhdistusta, koska osien magnetismi voi houkutella kontaminaatiota puhdistuksen aikana ja se auttaa saavuttamaan paremman pintakemian hallinnan.

Ennen kokoamista Lähellä antureita tai laakereita

• Osien magneettisuus voi luoda tahattoman paikallisen magneettikentän, joka voi vääristää anturien lukemia.
• Laakereiden tapauksessa magnetismi vetää puoleensa metallihiukkasia, minkä seurauksena hankauskuluminen kiihtyy.

Ennen hienoteräsosien pakkaamista

Hienoteräsosien pakkaamista edeltävä demagnetointi auttaa estämään metallihiukkasten vetämistä puoleensa, välttäen osien tarttumisen toisiinsa ja vähentäen korroosioriskiä.

CNC-osien magneettiin liittyviä piirustusohjeita

Seuraavassa kuvassa on CNC-osien magneetteihin liittyviä piirustusohjeita, jotka ovat hyödyllisiä osien suunnittelussa:

Magneetin asento

Magneetin sijainti on tärkeä ottaa huomioon, koska koko järjestelmän suorituskyky riippuu magneettikentän sijainnista suhteessa muihin komponentteihin. Lisäksi se varmistaa oikean kohdistuksen antureiden kanssa ja ylläpitää pyörimistarkkuutta.

Napaisuuden suunta

Napaisuus tarkoittaa, kumpi puoli magneetista on pohjoisessa vai etelässä. Se on tärkeää, koska:

• Anturin toiminta riippuu napaisuudesta.
• Pyörivät enkooderit vaativat tietyn napasuunnan.
• Moottorin ja toimilaitteen suorituskykyyn se vaikuttaa.

Ilmaaukko

Ilmarako vaikuttaa suoraan magneettiseen voimaan ja suorituskykyyn. Se on kriittinen, koska se ohjaa magneettivuota ja voimaa, joten CNC-piirustuksissa on määriteltävä ja ohjattava sitä tarkasti.

Taskutoleranssi

Taskun toleranssi määrittää, kuinka tarkasti magneetti sopii ja sijoittuu taskun sisään. Sillä on merkitystä, koska se:

• Estää magneetin liian löystymisen.
• Estää magneetin liian tiukalle kiristymisen.
• Varmistaa oikean ilmaraon.

Säilytysmenetelmä

Se on tärkeä CNC-osien magneettiin liittyvissä piirustuksissa, koska se estää magneetin liikkumisen, määrittää taskujen mitat ja toleranssit, estää magneetin vaurioitumisen ja varmistaa kokoonpanon yhdenmukaisuuden.

Pinnoitteen välys

Pinnoitteen välys on ratkaisevan tärkeä, koska pinnoite lisää paksuutta koneistetuille pinnoille. Se varmistaa magneetin oikean sovituksen, estää liiallisen puristussovitusvoiman ja ylläpitää kriittisiä ilmarakoja.

Käyttölämpötila

Se on tärkeää, koska magneettien magneettiset ominaisuudet muuttuvat lämpötilan mukaan. Käytön aikana lämpölaajeneminen vaikuttaa kokoonpanoon, ja materiaalivalinta riippuu lämpötilasta.

Magneettinen suorituskykykohde

Se on vähimmäisominaisuus, joka valmiin osan on saavutettava, jotta se voi suorittaa tarkoitetun tehtävänsä. On tärkeää ottaa huomioon:

1. Varmistaa toiminnallisten vaatimusten täyttymisen
2. Tarjoaa mitattavan hyväksynnän
3. Estää magneettien heikosti toimivat
4. Vähentää kokoonpanokentän vikoja

Jäännösmagnetismin raja

Koska ei-toivottu magnetismi voi häiritä CNC-osan toimintaa, kokoonpanoa ja tarkastusta, sitä tulisi pitää tärkeänä CNC-osien magneettipiirustuksissa.

Kuinka valita oikea räätälöityjen koneistusten toimittaja projektiisi

Kun tutkit räätälöityjen koneistusten toimittajia, varmista seuraavat asiat toimittajien kanssa ennen kuin valitset heidät projekteihisi:

Materiaalivalinnan tuki

Koska magnetismi on materiaalien luontainen ominaisuus, materiaalien valitseminen vaadittujen magneettisten vaatimusten mukaisesti on vaikea vaihe. Valitun toimittajan tulisi tukea tätä vaihetta.

Koneistuskyky

Toimittajan koneistuskyky on hyvin perustavanlaatuinen asia, koska se vaikuttaa pinnanlaatuun, mittatarkkuuteen ja lopulta suorituskykyyn. Siksi toimittajalla tulisi olla käytössään edistyneet CNC-koneet ja kokeneet käyttäjät suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi.

Kokemusta magneettikokoonpanosta

Toimittajaa, jolla on kokemusta magneettikokoonpanosta, tulisi priorisoida, koska kyseinen toimittaja tietää, miten magneettinavat ym. määritetään vaatimusten mukaisesti.

Esimerkiksi Tuofa CNC Machining , joka on valmistanut mittatilaustyönä tehtyjä osia lähes 20 vuoden ajan, auttaa asiakkaita osien demagnetisoinnissa ja varmistaa, että ne toimivat kokoonpanon ja toimituksen aikana. Lisäksi Tuofa tarjoaa myös puolikokoonpanopalveluita.

Pintakäsittelyn hallinta

Se on tärkeää, koska se vaikuttaa järjestelmän luotettavuuteen, kestävyyteen ja toiminnalliseen suorituskykyyn. Siksi toimittajalla tulisi olla erinomainen kokemus pintakäsittelyn hallinnasta.

Magnetointi ja napaisuuden hallinta

On tärkeää valita räätälöity koneistustoimittaja, koska se vaikuttaa:

• Toiminnallinen oikeellisuus
• Kokoonpanon käyttäytyminen
• Magneettipohjaisen järjestelmän turvallisuus

Tarkastuskyky

Tarkastus varmistaa, että koneistetuissa osissa ei ole vikoja, koska nämä viat vaikuttavat suorituskykyyn ja aiheuttavat lopulta katastrofeja. Siksi toimittaja tulisi valita, jolla on parhaat tarkastusteknologiat.

Pakkaus- ja puhtausvalvonta

Tämä minkä tahansa toimittajan kyky on tärkeä, koska se määrää, pysyykö täysin koneistettu osa käyttökelpoisena kokoonpanovaiheessa.

Koneistusominaisuudet, kokemus magneettikokoonpanosta, tarkastusominaisuudet, pakkausominaisuudet ja puhtaudenvalvonta ovat ominaisuuksia, jotka tulisi täyttää. Tuofa on toimittaja, jolla on edistyneet CNC-koneet ja kokeneet käyttäjät, ja joka voi tarjota puolikokoonpano-, kokoonpano- tai muita palveluita, mikä tekee meistä kokonaisvaltaisen ratkaisun.

Viestintä ennen tarjouksen tekemistä

Tarjousta edeltävä viestintä sisältää tekniset, valmistukseen, laatuun ja toimitukseen liittyvät tiedot, jotta toimittaja voi luoda tarkan ja valmistajan mukaisen tarjouksen ilman oletuksia.

Yhteenveto

On tärkeää ymmärtää kestomagneetti ja jäännösmagnetismi, erityisesti CNC-osien koneistuksessa. Tuotteen pidempää suorituskykyä ja luotettavuutta voidaan parantaa hallitsemalla magnetismia asianmukaisesti. Kestomagneetilla on kyky säilyttää magnetisminsa pitkään, jopa ulkoisen lähteen poistamisen jälkeen. Koneistetuissa osissa saattaa kuitenkin olla jonkin verran magnetismia. Tämä jäännösmagnetismi voi aiheuttaa ongelmia, kuten metalliosien vetovoiman jäännösmagnetismiin. Tällä on vaikutuksia koneistukseen ja kokoonpanoon. Tämä ongelma tulisi ratkaista valitsemalla oikea kestomagneetti ja demagnetoimalla koneistetut osat.

FAQ

Ovatko kestomagneetit vaihtovirtaa vai tasavirtaa?

Pysyvät magneetit, kuten neodyymimagneetti, tarjoavat tasaisen magneettikentän, joten se on tasavirtamagnetismia.

Onko olemassa oikeasti pysyvää magneettia?

Kyllä, todella kestomagneetteja on olemassa, ja ne voivat tarjota magneettikentän ilman ulkoista lähdettä pitkään.

Kuinka kauan kestomagneetti kestää?

Sopivissa käyttöolosuhteissa kestomagneetit voivat kestää kymmenestä sataan vuotta. Esimerkiksi samariumkoboltti (SmCo) voi kestää yli 100 vuotta.

Mikä on vahvin kestomagneetti?

Neodyymi-rautaboori (NdFeB) – N52-laatu on vahvin kestomagneetti. Sen käyttöikä on yli 100 vuotta ja magneettinen voima erittäin voimakas.

Miten valitsen oikean kestomagneettikokoonpanon projektiini?

Oikean kestomagneettikokoonpanon valinnassa on otettava huomioon tekijät, kuten vaadittu magneettinen voima, työskentelyilmaväli, magneetin kokorajoitukset, ympäristölle altistuminen, vaadittu käyttöikä, mekaaninen kiinnitysmenetelmä ja kustannusvaatimukset.