الاقتران المغناطيسي

الوصلة المغناطيسية هي عنصر ينقل عزم الدوران من عمود إلى آخر باستخدام مجال مغناطيسي ، بدلاً من وصلة ميكانيكية مادية. وتُعرف أيضاً باسم وصلات الدفع المغناطيسية، أو وصلات الأعمدة المغناطيسية، أو وصلات الأقراص المغناطيسية.

الاقتران المغناطيسي
الاقتران المغناطيسي

تتيح الوصلات المغناطيسية فصلًا ماديًا بين عمودَي الإدخال والإخراج، مما يُغني عن استخدام موانع التسرب التي تتآكل وتتلف مع مرور الوقت نتيجة احتكاك سطحين ببعضهما. كما تُستخدم الوصلات المغناطيسية لتسهيل الصيانة في الأنظمة التي تتطلب محاذاة دقيقة، إذ تسمح بانحراف أكبر عن المحور بين المحرك والعمود المُدار مقارنةً بالوصلات الفيزيائية.

تُستخدم الوصلات المغناطيسية في أغلب الأحيان لمضخات السوائل، وأنظمة المراوح، ومحركات المناجم، ومحركات السيور الناقلة ، ومصاعد الأفران.

التطبيقات

تستخدم بعض مركبات الدفع الخاصة بالغواصين والمركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد تحت الماء وصلات مغناطيسية لنقل عزم الدوران من المحرك الكهربائي إلى المروحة. كما يجري استكشاف استخدام التروس المغناطيسية في توربينات الرياح واسعة النطاق كوسيلة لتعزيز الموثوقية. [ 1 ] تتميز الوصلة المغناطيسية بعدة مزايا مقارنةً بصندوق الحشو التقليدي . [ 2 ] [ 3 ]

تستخدم بعض أحواض السمك مضخات ذات محرك مغناطيسي ، حيث يوجد وصلة مغناطيسية بين المحرك الموجود على الجانب الجاف من جدار الحوض والمروحة أو الدافعة الموجودة في الماء على الجانب الآخر من الجدار. [ 4 ] تتكون هذه الوصلة من قرصين ممغنطين متقابلين: المغناطيس المحرك على الجانب الجاف، والمغناطيس المُدار على الجانب المغمور. ينتقل عزم الدوران عن طريق قوى القص بين القرصين المغناطيسيين المتجاذبين، [ 5 ] ولكن هذا التجاذب قد يُنتج أيضًا حملاً محوريًا نتيجةً لشد القرصين على بعضهما البعض. يوجد تصميمان رئيسيان للنمط المغناطيسي على كل قرص. يُقلل أحد التصميمين الحمل المحوري عن طريق موازنة قسم جاذب مغناطيسيًا بقسم دافع مغناطيسيًا بالقرب من المحور. [ 6 ] [ 5 ] أما التصميم الآخر فيُعظم عزم الدوران ويقاوم الحمل المحوري الناتج باستخدام محمل دفع ميكانيكي .

يُعد المحرك المغناطيسي مثالاً آخر على الاقتران المغناطيسي.

غالباً ما تكون الوصلات المغناطيسية متزامنة، مما يعني أن سرعة عمود الإخراج تساوي سرعة عمود الإدخال (نسبة 1:1).

لا تحتوي التروس الأولى في سلسلة تروس ساعة أوميغا ميغاسونيك على أسنان؛ فبدلاً من ذلك، تعمل الأقطاب المغناطيسية الشمالية والجنوبية على التروس المتجاورة كأسنان وأخدود التروس المستقيمة ، مما يسمح لكل ترس بتحريك الترس التالي في السلسلة. [ 7 ] تتميز هذه التروس المغناطيسية، مثل التروس المستقيمة، بنسب تروس تتكون دائمًا من أعداد صحيحة صغيرة. [ 8 ]

تستخدم التروس المغناطيسية الأكثر تطوراً قطعاً قطبية لتعديل المجال المغناطيسي. ويمكن تصميمها بنسب تروس تتراوح من 1.01:1 إلى 1000:1. [ 9 ]

سمات

تتمتع الاقترانات المغناطيسية ببعض الخصائص البارزة: [ 10 ]

بدون اهتزاز

نظرًا لعدم وجود تلامس بين الجزء الفعال والجزء المُحرك في وصلة مغناطيسية، وعدم وجود مشكلة اتصال صلب، فإن التغيرات المفاجئة والاهتزازات لا تنتقل مباشرةً عبر الوصلة. وبالتالي، يمكن تجنب انتقال الاهتزازات، مما يؤدي إلى تشغيل ميكانيكي أكثر سلاسة.

حماية من الحمل الزائد

توفر الوصلات المغناطيسية حماية من التحميل الزائد أثناء التشغيل. فإذا زاد الحمل على الجزء المُدار عن الحد المسموح به، فقد ينفصل الجزآن عن بعضهما ويتوقف نقل عزم الدوران. وهذا يمنع تلف النظام، ويحمي كلاً من المحرك من الأحمال الزائدة والجزء المُدار من التشوه.

سهولة الصيانة

جهاز نقل الاقتران المغناطيسي بسيط نسبياً في هيكله، وهناك فجوة بين الجزء المحرك والجزء المُقاد، مما يسهل تركيبه وتفكيكه واستكشاف أعطاله وصيانته.

سهولة نقل الطاقة

يمكن للوصلات المغناطيسية نقل الطاقة عبر حركة خطية، أو حركة دورانية، أو حركة حلزونية مركبة (مزيج من الحركة الخطية والدورانية). ويمكن لهذا المزيج من طرق النقل هذه، بالإضافة إلى أشكال هندسية ميكانيكية مختلفة، أن يحقق نطاقًا واسعًا من الحركة المنتظمة في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

أمان

نظرًا لأن الوصلات المغناطيسية لا تخترق السطح الذي تعمل عليه، فإن المضخات التي تستخدم هذا النوع من الوصلات تتجنب التسرب تمامًا. وهذا أمر بالغ الأهمية، خاصةً إذا كان السائل أو الغاز المضخوخ أكّالًا أو سامًا أو قابلًا للاشتعال أو متفجرًا أو حمضيًا أو قلويًا أو ضارًا بأي شكل آخر. وهذا ما يجعل تقنية نقل الوصلات المغناطيسية مناسبة بشكل خاص في إنتاج البترول والمواد الكيميائية والأدوية، وفي صناعات عمليات آبار النفط البحرية، وصهر المعادن غير الحديدية، ومعالجة المعادن الرطبة ، وتصنيع الأغذية.

انظر أيضاً

مراجع