Magnesy trwałe – uniwersalne elementy do mocowania

Budowa magnesów

Magnesy trwałe zostały skonstruowane w taki sposób, by można je było łatwo dopasować do wymaganej aplikacji. Poszczególne typy magnesów różnią się od siebie rodzajem użytego materiału magnetycznego, materiałem, z którego wykonano obudowę, sposobem mocowania oraz kształtem. Większość z nich wyposażono dodatkowo w ekranowanie, zabezpieczające otoczenie przed niepożądanym namagnesowaniem.

Stal nierdzewna i ocynkowana, guma oraz mosiądz to materiały, z których zostały wykonane obudowy. Dzięki takiej różnorodności materiałów ułatwione staje się stosowanie ich w wymagających środowiskach (np. trudne warunki atmosferyczne, narażenie na korozję, wibracje) lub w aplikacjach, w których występuje kontakt z delikatnymi powierzchniami.

Obudowy

Obudowy magnesów, ze względu na kształt i materiał, dzieli się na:

• płaskie,
• walcowe,
• rozwidlone.

Obudowy płaskie w kształcie dysku wykonane są ze stali ocynkowanej, lakierowanej na czerwono, lub stali nierdzewnej (aplikacje wymagające odpowiedniego zabezpieczenia przed korozją). Ich montaż wykonuje się za pomocą klejenia, mocowania na wcisk, lub przez połączenia śrubowe (przygotowany otwór przelotowy pod wkręt stożkowy, obudowa z trzpieniem gwintowanym lub z otworem gwintowanym, nieprzelotowym). Dodatkowo dla tej grupy magnesów i ich różnych sposobów mocowania dostępne są obudowy stalowe cynkowane z osłoną gumową. Osłona ta zabezpiecza przed uszkodzeniem powierzchnie robocze i kompensuje drgania. Obudowy tego typu zostały przedstawione na fot. 2.

Obudowy walcowe wykonane są ze stali ocynkowanej, lakierowanej na czerwono lub mosiężnej (fot. 3), natomiast obudowy rozwidlone to odlewy nieekranowane, lakierowane na czerwono (fot. 4).

Materiały rdzenia

Rdzenie magnesów trwałych mogą być wykonane z:

• ferrytu,
• połączenia aluminium niklu i kobaltu (AlNiCo),
• samaru i kobaltu (SmCo),
• neodymu (neodymu, żelaza i boru – NdFeB).

W przypadku ferrytu stosuje się twardy materiał ferromagnetyczny (HF) – SrFe, czyli ferryt strontu. Magnesy ferromagnetyczne (80 proc. stanowi w nich tlenek żelaza) są wytwarzane w procesie spiekania. Tak jak wszystkie materiały ceramiczne, magnesy ferrytowe są bardzo twarde, kruche oraz nie poddają się obróbce skrawaniem. Mog

Aluminium-nikiel-kobalt (AlNiCo) to materiał wyjątkowo twardy i ciężki, ale może być poddawany obróbce. Magnesy AlNiCo (główne pierwiastki chemiczne to aluminium, nikiel, kobalt i żelazo) mogą być produkowane metodami metalurgicznymi (odlewy) albo drogą metalurgii proszków (spiekanie). Materiał ten nie wymaga zabezpieczenia antykorozyjnego i jest warty polecenia w przypadkach, gdy pole magnetyczne musi być stabilne i niezmienne, także przy różnych wartościach temperatury. Maksymalna temperatura pracy tego materiału wynosi 450 °C.

Samar-kobalt (SmCo) to materiał o bardzo wysokiej sile magnetycznej. Magnesy samarowo-kobaltowe (SC) są wytwarzane w procesie spiekania. Materiał ten jest bardzo twardy, kruchy oraz nie poddaje się obróbce skrawaniem. Magnetyczna siła przytrzymania (udźwig) zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Jest bardzo trudny do rozmagnesowania. Jego temperatura pracy nie powinna przekraczać 200 °C.

Neodym – neodym-żelazo-bor (NdFeB)
– to materiał wytwarzany metodą metalurgii proszków (spiekanie). Materiał ten jest bardzo twardy, kruchy oraz nie poddaje się obróbce skrawaniem. Ten typ materiału charakteryzuje się najwyższą siłą magnetyczną i najmniejszym efektem rozmagnesowania. Maksymalna temperatura pracy wynosi 80 °C. Wartość magnetycznej siły przytrzymania zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.

Siła przyciągania

Głównymi czynnikami, spośród pozostałych, mającymi wpływ na siłę przyciągania magnesu są:

• izolacja powietrzna (lub inne materiały nieprzewodzące pola magnetycznego),
• rodzaj powierzchni (chropowatość i kształt),
• temperatura,
• stosunek materiału ferromagnetycznego do stali lub jego zdolność do całkowitego wchłonięcia strumienia pola magnetycznego (zakłada się, że czyste żelazo jest materiałem w 100 proc. przyciąganym przez magnes, a wraz ze zmniejszeniem jego zawartości w stali oraz zwiększeniem zawartości składników stopowych, wartość siły przyciągania maleje i kształtuje się tak, jak to przedstawiono w tab. 2).

Należy także pamiętać, że elementy hartowane są złymi przewodnikami strumienia magnetycznego, dlatego w ich przypadku siła przyciągania jest mniejsza. Siła przyciągania magnetycznego może też zostać osłabiona przez zmiany temperatury lub czynniki chemiczne (kontakt z cieczami, gazami itp.).

Zastosowania magnesów

Do najpopularniejszych zastosowań magnesów trwałych należą:

• mocowanie wszelkiego rodzaju osłon, pokryw i drzwiczek,
• ustalanie detali w urządzeniach kontrolnych i pomiarowych (jest to przydatne zwłaszcza wtedy, gdy zakres ruchu głowicy pomiarowej uniemożliwia zastosowanie tradycyjnych elementów dociskających),
• wstępne pozycjonowanie detali w procesie spawania, zgrzewania itp.,
• przytrzymanie części w przyrządach montażowych, np. w stemplu wciskającym jeden element w drugi,
• chwytanie i podnoszenie elementów w automatycznych liniach transportujących.

Szczegółowe dane dotyczące poszczególnych rodzajów magnesów można znaleźć na stronie www.magnesy-24h.pl.

źródło: Elesa+Ganter Polska