マグネットカップリング非接触での動力伝達
磁気カップリングは、物理的な接触なしにトルクを伝達するために磁界の力を利用する。従って、摩擦損失や摩耗なしに、内側ローターと外側ローター間の磁気カップリングを通して動力が伝達される。この発明は、旧来の機械式カップリングの概念を根本的に変え、回転シールを非回転シールに変更し、漏れのない動力伝達を可能にした。
素材の選択
マグネット
同軸磁気カップリングは、アウターローター、インナーローター、スペーサースリーブ、精密ベアリングシステムで構成されています。インナー・ローターとアウター・ローターの両方には、永久磁石が埋め込まれており、これらの磁石は円周に沿って北極と南極が交互に配置されているため、強い磁場が発生する。磁場が2つのローター間を効果的に結合するために、一般的に非磁性体であるスペーサースリーブが使用されます。ベアリングシステムは、高速運転時にローターを安定させる部品である。
住宅資材
ハウジングの材質は、機械的強度が高く、同時に腐食に強いものでなければならない。一般的なオプションは以下の通り：
ステンレススチール： SUS316は耐磁性、耐圧性に優れ、高圧または腐食性環境に適しており、304/316Lは一般工業用途に広く使用されている。
PVCだ： 耐食性に優れ、強酸・強アルカリ環境での使用に適していますが、機械的強度が低いため、低圧用途に最適です。
カスタマイズ・オプション： 保護性能をさらに高めるため、ご要望に応じて密閉溶接や複合素材を使用することもできる。
同軸磁気カップリング
同軸磁気カップリングは、アウター・ローター、インナー・ローター、スペーサー・スリーブ、精密ベアリング・システムで構成される。インナーローターとアウターローターには希土類磁石が埋め込まれ、円周に沿って北極と南極が交互に配置され、強力な磁界が発生する。スペーサースリーブは通常非磁性材料で作られ、作動媒体を隔離しながら内側ローターと外側ローター間の効果的な磁場結合を確保する。ベアリングシステムは、高速回転時のローターの安定性を確保する。
同軸磁気カップリングの同期伝動は、その主要な利点である。インナーローターとアウターローターは、磁界カップリングを介してスリップフリーの動力伝達を実現します。最大84Nmのトルクで、高トルクが要求される用途に適合します。その非接触設計により、潤滑が完全に不要となり、通常カップリングに特徴的な摩耗や漏れに関連するあらゆる問題が解消されます。このため、シャフトのミスアライメントに対する高い耐性が実現され、取り付けの柔軟性も大幅に向上します。
磁気駆動ポンプにおいて、同軸磁気カップリングの最も近代的で広範な用途は、化学、製薬、食品加工、真空機器産業で見られます。腐食性、毒性、可燃性流体の漏れがないことが望ましいプロセスで使用されます。
ディスク磁気カップリング
ディスク・マグネット・カップリングは、対向する2枚の平らなディスクでできている。それぞれのディスクには希土類磁石が埋め込まれており、その極は南北に交互に配置されている。トルクは2枚のディスクの間のエアギャップを通して伝達され、このギャップの大きさが伝達効率を決定する要因のひとつとなる。ディスクの形状が単純であるため、簡単に製造することができ、複雑なベアリングの配置なしに取り付けることができる。
これらのカップリングはコンパクトで、最大トルクは18.5Nmです。取り付けに関して優れた特徴があり、最大3°の角度ミスアライメント、または1/4インチの平行ミスアライメントが可能なため、シャフトアライメントが容易でない用途に非常に便利です。平面磁気吸引力を利用しているため、エアギャップが小さいほどトルクは増加するが、ディスクの表面積があまりないため、全体のトルク容量は低い。
ディスク磁気カップリングは、磁気スターラーや小型磁気駆動ポンプ、特に実験装置、バイオ医薬品、食品加工用の混合システムに広く使用されています。
技術的な利点
非接触でウェアフリー： 物理的な接触がないため、摩擦や摩耗がなく、機器の寿命が延びる。
リークゼロ： 電力は磁場を介して伝達され、絶縁バリアが完全な密閉を提供し、液体やガスの漏れを防ぐ。
低騒音・低振動： 機械的な接触がないため、スムーズな動作が保証され、騒音や振動が大幅に減少し、作業環境が改善される。
スルー・ウォール・パワー・トランスミッション： 磁場は非磁性体を貫通するため、駆動部と被駆動部を分離する用途に適している。
トルク制限： 負荷が設計トルクを超えると、磁気カップリングは自動的に「スリップ」し、過負荷による損傷からシステムを保護する。
簡単な取り付け： シャフトのミスアライメントに対する許容度が高いため、取り付けが簡単で、必要な精度が低くなります。
マグネットカップリングの寿命は、運転条件、負荷サイクル、メンテナンスの質に大きく依存し、通常15年から30年です。このコンポーネントの摩耗は、非接触設計により大幅に最小限に抑えられており、また、高級永久磁石材料を使用し、安全対策も施されているため、その寿命を延ばすことができます。
産業
省エネと振動の低減は、マグネットカップリングの最大の特徴であり、以下のような様々な産業で利用されている：
水処理： 水は廃水の汲み上げや化学薬品の混合に使われる。
化学と石油 この技術は、腐食性液体や可燃性液体の取り扱いに使用されてきた。
食品と医薬品： 純度の維持、汚染の防止、送電のため。
マリンと空調： 密封された、トラブルのないドライブの提供のために。
鉱業とセメント 険しい場所での極端なトルクのニーズを満たす。
カスタマイズ・ソリューション
専門メーカーとの提携によるものだ、 TOPMAG プロバイダーは、磁石の種類、ハウジングの材質、寸法設計に合わせてカップリングを構成することができます。これは、製造会社が無料で提供する技術的アドバイスと設計ソリューションの一部です。
磁気カップリングの選択には、以下の点を十分に検討する必要がある：
トルク要件： 負荷に応じて、同軸またはディスク・カップリングのいずれかを指定する。
動作条件： 温度、腐食条件、圧力のすべてを考慮しなければならない。
設置スペース： ディスクカップリングは限られたスペースで使用でき、同軸カップリングは高トルクが必要な場合に使用できる。
品質基準： 利用可能な産業資格を考慮しなければならない。
私は磁石に関するポピュラー・サイエンスの執筆に専念している。私の記事は主に、磁石の原理、応用、業界の逸話に焦点を当てています。読者の皆様に価値ある情報を提供し、磁石の魅力や意義をより深く理解していただくことが目標です。同時に、磁石にまつわる皆さんのご意見もお待ちしています。磁石の無限の可能性を一緒に探っていきましょう！
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