Magnesy Neodymowe Pierścieniowe

Magnesy neodymowe pierścieniowe mają kształt walca z centralnym otworem przelotowym. Otwór umożliwia przeprowadzenie osi, trzpienia, wałka, śruby, przewodu lub innego elementu konstrukcyjnego. Ułatwia także współosiowe ustawienie magnesu podczas montażu.

Magnesy okrągłe z otworem sprawdzają się przede wszystkim w konstrukcjach, w których pole magnetyczne trzeba połączyć z centrycznym osadzeniem elementu. Sam otwór nie stanowi jednak mocowania mechanicznego – magnes należy odpowiednio przykleić, osadzić w gnieździe albo zabezpieczyć w inny sposób, bez wywoływania naprężeń w kruchym materiale.

Kierunek magnesowania i rozmieszczenie biegunów

W tej kategorii znajdują się spiekane magnesy neodymowe pierścieniowe magnesowane osiowo albo wzdłuż średnicy. Każdy z nich ma jedną parę biegunów: N i S. Nie są to pierścienie wielobiegunowe z naprzemiennymi biegunami rozmieszczonymi wokół obwodu.

Magnesy pierścieniowe magnesowane osiowo

W wariancie osiowym kierunek namagnesowania przebiega wzdłuż wysokości magnesu. Jeden biegun znajduje się na jednej płaskiej powierzchni pierścieniowej, a drugi na powierzchni przeciwległej.

Takie magnesy są odpowiednie między innymi do przyciągania elementów stalowych, zamknięć magnetycznych, uchwytów, pozycjonowania oraz osiowych obwodów magnetycznych.

Osiowo namagnesowany pierścień jest symetryczny względem swojej osi. Jego obrót wokół centralnego otworu nie powoduje więc okresowej zmiany pola.

Magnesy pierścieniowe magnesowane po średnicy

W pierścieniu magnesowanym średnicowo bieguny N i S znajdują się po przeciwnych stronach obwodu. Podczas obrotu magnesu wraz z wałkiem kierunek pola zmienia się względem nieruchomego czujnika.

Taki magnes neodymowy z otworem może współpracować z odpowiednio dobranym czujnikiem Halla lub magnetycznym czujnikiem kąta. Umożliwia między innymi pomiar położenia kątowego oraz prędkości obrotowej, generując jeden pełny okres pola na obrót.

Pole magnetyczne i siła przyciągania

Pole magnetyczne występuje zarówno w materiale magnesu, jak i w otaczającej go przestrzeni, również w obrębie centralnego otworu. Otwór wpływa na rozkład pola oraz zmniejsza ilość materiału magnetycznego w porównaniu z pełnym magnesem walcowym.

W przypadku magnesów osiowych pierścień ma zazwyczaj mniejszą siłę odrywania niż pełny magnes walcowy o tej samej średnicy zewnętrznej, wysokości, klasie materiału i kierunku namagnesowania. Wielkość różnicy zależy przede wszystkim od średnicy otworu, grubości ścianki oraz całej geometrii magnesu.

Wartość deklarowana jako udźwig lub siła odrywania odnosi się do idealnych warunków pomiarowych. Przy doborze produktu należy zatem uwzględnić odpowiedni zapas bezpieczeństwa.

Zastosowania magnesów neodymowych pierścieniowych

Zamknięcia, uchwyty i pozycjonowanie

Osiowo magnesowane magnesy neodymowe z otworem mogą być stosowane w:

1. zamknięciach magnetycznych,
2. uchwytach i elementach mocujących,
3. ogranicznikach i elementach pozycjonujących,
4. przyrządach montażowych,
5. modelach i niewielkich mechanizmach,
6. konstrukcjach osadzanych współosiowo na trzpieniu lub tulei.

Centralny otwór pomaga zachować położenie magnesu, ale przechodzący przez niego element nie może rozpierać ani punktowo obciążać kruchych krawędzi.

Głośniki i przetworniki elektroakustyczne

Osiowo namagnesowany magnes pierścieniowy może być częścią obwodu magnetycznego głośnika, słuchawki lub innego przetwornika elektroakustycznego. Wraz ze stalowymi nabiegunnikami wytwarza pole w szczelinie, w której porusza się cewka.

W takim zastosowaniu o działaniu układu decyduje nie tylko sam magnes, lecz także geometria nabiegunników, szerokość szczeliny, ustawienie cewki oraz właściwości całego obwodu magnetycznego.

Czujniki położenia i układy pomiarowe

Pierścienie magnesowane osiowo mogą służyć jako elementy uruchamiające czujniki zbliżeniowe, kontaktrony i czujniki położenia liniowego, jeżeli magnes z otworem zbliża się do czujnika lub przesuwa względem niego.

Modele magnesowane po średnicy mogą być montowane na wałkach i stosowane z kompatybilnymi czujnikami kąta obrotu. Nadają się między innymi do:

1. bezstykowego pomiaru położenia wału,
2. pokręteł i elementów regulacyjnych,
3. pomiaru kąta w zakresie do 360°,
4. wykrywania kierunku i prędkości obrotowej,
5. dwubiegunowych układów enkoderowych.

Geometrię magnesu, odległość od czujnika oraz dopuszczalne przesunięcie osiowe i promieniowe należy każdorazowo dobrać do wymagań producenta czujnika.

Specjalne mechanizmy obrotowe

Magnes pierścieniowy magnesowany po średnicy może pełnić funkcję dwubiegunowego wirnika w odpowiednio zaprojektowanym małym silniku lub generatorze. Para takich magnesów może również pracować w prostym, dwubiegunowym sprzęgle magnetycznym.

Mocowanie magnesów okrągłych z otworem

Magnes pierścieniowy można osadzić na trzpieniu, osi, tulei lub wałku. Pomiędzy magnesem a elementem montażowym należy pozostawić niewielki luz uwzględniający tolerancje wymiarowe oraz zmiany temperatury. Do trwałego zamocowania można zastosować klej dobrany do powłoki magnesu, materiału podłoża i warunków pracy, na przykład odpowiedni klej epoksydowy.

Nie należy stosować pasowania wciskowego jako standardowej metody montażu. Spiekany magnes neodymowy pierścieniowy jest twardy, ale kruchy. Naprężenia promieniowe powstające podczas wciskania na wałek mogą spowodować pęknięcie magnesu lub uszkodzenie jego powłoki ochronnej.

Magnesu nie wolno uderzać, zgniatać ani obciążać punktowo. Jeżeli przez otwór przechodzi śruba, jej łeb lub nakrętka nie powinny bezpośrednio dociskać zwykłego pierścienia. Obciążenie lepiej przenieść przez odpowiednie gniazdo, tuleję dystansową lub element ochronny.

Do montażu wkrętem przeznaczone są modele z otworem pogłębionym stożkowo. Pogłębienie umożliwia schowanie łba wkrętu, ale także w takim przypadku należy ograniczyć moment dokręcania i chronić magnes przed naprężeniami.

W układach pomiarowych trzeba dodatkowo sprawdzić wpływ trzpienia lub wałka na pole magnetyczne. Element wykonany ze stali ferromagnetycznej może zmienić rozkład pola i wskazania czujnika. W mechanizmach szybkoobrotowych należy natomiast uwzględnić wyważenie, temperaturę, siłę odśrodkową oraz niezależne zabezpieczenie magnesu przed oderwaniem.