Wielu znajomych może mieć takie pytanie, czy magnesy o tej samej wydajności i objętości mają taką samą siłę ssania? W Internecie mówi się, że siła ssąca anMagnes NdFeBjest 640 razy większy od własnego ciężaru. Czy to jest wiarygodne?

W rzeczywistości to pytanie można rozdzielić, to znaczy jakie czynniki są związane z przyciąganiem magnesu. Przede wszystkim musi być jasne, że magnesy mają siłę adsorpcji tylko dla materiałów ferromagnetycznych. Istnieją tylko trzy rodzaje materiałów ferromagnetycznych w temperaturze pokojowej, to jest żelazo, kobalt, nikiel i ich stopy, i nie mają one siły adsorpcji dla materiałów nieferromagnetycznych.

Niektóre wzory do obliczania ssania można znaleźć w Internecie:

F=k*B²*S/2

F=0,577*S*B²

Czy te formuły są dokładne? Odpowiedź jest niedokładna, ale trend nie stanowi problemu. Wielkość ssania magnesu jest związana z siłą pola magnetycznego i powierzchnią adsorpcji. Im większe natężenie pola magnetycznego, tym większy obszar adsorpcji i większe ssanie.

Następne pytanie brzmi: czy magnesy o tej samej objętości, które są płaskie, cylindryczne i wydłużone, mają taką samą siłę ssania? Jeśli nie, który ma największe ssanie?

Przede wszystkim pewne jest, że moc ssania nie jest taka sama. Który rodzaj ssania jest największy, musimy odnieść się do definicji maksymalnego iloczynu energii magnetycznej. Gdy punkt pracy magnesu znajduje się w pobliżu maksymalnego iloczynu energii magnetycznej, magnes ma maksymalną energię roboczą. Siła adsorpcji magnesu jest również przejawem pracy, więc odpowiadająca jej siła ssąca jest również największa. Należy tutaj zauważyć, że przyciągany obiekt musi być wystarczająco duży, aby całkowicie pokryć rozmiar bieguna magnetycznego, tak aby można było zignorować materiał, rozmiar, kształt i inne czynniki przyciąganego obiektu.

Jak ocenić, czy punkt pracy magnesu znajduje się w punkcie maksymalnego nagromadzenia energii magnetycznej. Gdy magnes znajduje się w stanie bezpośredniej adsorpcji z przyciąganym materiałem, jego siła adsorpcji jest określona przez pole magnetyczne szczeliny powietrznej i wielkość obszaru adsorpcji. Weźmy na przykład magnes cylindryczny, gdy H/D≈0,6, jego środek Pc≈1, a siła przyciągania jest największa, gdy znajduje się w pobliżu punktu pracy maksymalnego iloczynu energii magnetycznej. Jest to również zgodne z prawem, zgodnie z którym magnesy są zwykle projektowane jako stosunkowo płaskie adsorbenty. Biorąc za przykład magnes N35 D10*6, poprzez symulację FEA można obliczyć, że siła ssąca żelaznej płyty wynosi około 27 N, prawie osiągając maksymalną wartość magnesu o tej samej objętości, która jest 780 razy większa od jego własnej wagi.

Thekwadratowy magnesjest podobny dookrągły magnes. Gdy jest bezpośrednio adsorbowany na przyciąganym materiale, środek Pc≈1, to znaczy, że znajduje się w pobliżu punktu pracy maksymalnego iloczynu energii magnetycznej, a siła ssania osiągnie maksymalną wartość magnesu o tej samej objętości, na przykład 10*10*6,5 lub 15*10*8.

Oczywiście powyższe to tylko stan adsorpcji pojedynczego bieguna magnesu. Jeśli jest to namagnesowanie wielobiegunowe, siła ssania będzie zupełnie inna.

Dlaczego siła ssąca zmienia się tak bardzo po tym, jak magnes o tej samej objętości zostanie namagnesowany wielobiegunowo? Dzieje się tak dlatego, że powierzchnia adsorpcji S pozostaje niezmieniona, a wartość gęstości strumienia magnetycznego B przechodzącego przez przyciągany obiekt znacznie wzrasta. Na poniższym diagramie linii sił magnetycznych widać, że gęstość linii sił magnetycznych przechodzących przez blachę żelazną znacznie wzrasta dla wielobiegunowego magnesu namagnesowanego. Nadal weźmy jako przykład magnes N35 D10 * 6, jest on wykonany z magnesowania bipolarnego, a siła ssąca płytki żelaznej adsorpcyjnej symulacji FEA jest około 1100 razy większa od jej własnej wagi.

Po przekształceniu magnesu w magnesowanie wielobiegunowe, każdy biegun jest odpowiednikiem bardziej smukłego magnesu, a jego wartość Pc uległa zmianie, więc nie można go już obliczyć zgodnie z wartością Pc całkowitego rozmiaru, więc jego optymalny rozmiar to już nie H/D≈0,6, ale bardziej płaski magnes. Konkretny rozmiar jest związany z metodą magnesowania wielobiegunowego i liczbą biegunów.