تروس مغناطيسية

يشبه الترس المغناطيسي الترس الميكانيكي التقليدي في الشكل والوظيفة، ولكنه يستخدم المغناطيس بدلاً من الأسنان. فعندما يقترب مغناطيسين متقابلين، يتنافران؛ وعند وضعهما على حلقتين، يعمل المغناطيسان كالأسنان. وعلى عكس رد الفعل العكسي الصلب في الترس المستقيم، حيث يدور الترس بحرية حتى يلامس الترس المجاور، يتميز الترس المغناطيسي برد فعل عكسي مرن. ونتيجة لذلك، تستطيع التروس المغناطيسية تطبيق الضغط بغض النظر عن الزاوية النسبية. ورغم أنها توفر نسبة حركة مماثلة للترس التقليدي، إلا أن هذه التروس تعمل دون تلامس، وهي مقاومة لتآكل أسطح التلامس، ولا تصدر ضوضاء، ويمكن أن تنزلق دون أن تتلف.

يمكن استخدام التروس المقترنة مغناطيسيًا في الفراغ دون الحاجة إلى تزييت، أو في العمليات التي تتضمن حواجز محكمة الإغلاق. وهذا يُعد ميزة في البيئات القابلة للانفجار أو البيئات الخطرة الأخرى حيث تشكل التسريبات خطرًا حقيقيًا.

تستخدم أنظمة التروس المغناطيسية عادةً مغناطيسات دائمة . وقد تستخدم أيضاً مغناطيسات كهربائية في حالات خاصة، بما في ذلك نسب التروس المتغيرة. ويمكن تهيئة وصلات التروس المغناطيسية بعدة طرق.

تتميز محاور الإدخال والإخراج المتوازية، المشابهة للتروس المستقيمة، بوجود تجاذب أو تنافر مغناطيسي بين التروس، مثل مغناطيس القطب الشمالي في الترس القائد الذي يجذب مغناطيس القطب الجنوبي في الترس المُدار، أو تروس القطب الشمالي في الترس القائد التي تميل إلى التمركز بين تروس القطب الشمالي في الترس المُدار. وقد تتشابك التروس لتحسين التوصيل.

يتمثل أحد التكوينات الأخرى في المحاور المتوازية التي تستخدم "اقتران التدفق". يسمح أسطوانة مغناطيسية حديدية وسيطة ثابتة بنسبة حركة ناتجة عن العلاقة التوافقية بين عدد الأقطاب في المدخل مقارنةً بالمخرج. لا يوجد نظام تروس ميكانيكي مكافئ، لأن الترسين الدوارين معزولان فعليًا عن بعضهما البعض ويتفاعلان مغناطيسيًا فقط.

بالإضافة إلى ذلك، هناك تروس " محرك حلقي " بنسبة تروس مماثلة للمحركات الكوكبية، وتسمى أيضًا " التروس الدائرية " أو "التروس اللامركزية".

تتمتع التروس المغناطيسية بالعديد من المزايا، بما في ذلك:

1. توفر هذه المنتجات وصلات ميكانيكية مانعة للتسرب.
2. توفر هذه المنتجات وصلات ميكانيكية مقاومة للقص/الحمل الزائد.
3. يقتصر التآكل على المحامل، وليس على أسطح التلامس بين التروس.
4. يمكن تغيير النسب إلكترونياً أو ميكانيكياً في دقائق، وليس ساعات.

الترس المغناطيسي هو جهاز اقتران مغناطيسي يُنشئ نسبة ميكانيكية بين جهازين مقترنين مغناطيسيًا بحيث:

1. لديهم نسبة حركة دورانية أو انتقالية بين المدخل والمخرج، والتي قد تكون 1 في حالة الاقتران المغناطيسي البحت أو واحدة من نسب التروس العديدة في علبة التروس المغناطيسية .
2. لديهم عامل محدد لعزم الدوران أو قوة الجر يعتمد على قوة الاقتران المغناطيسي.
3. لا يوجد اتصال مادي بين العناصر الرئيسية المحركة والعناصر التي يتم قيادتها.

قد تكون المغناطيسات في التروس المغناطيسية دائمة أو كهرومغناطيسية أو مستحثة بطريقة أخرى . وهي تتكون من عنصرين أو أكثر تدور عادةً، ولكنها قد تكون خطية أو منحنية.

تم اختراع هذه الأجهزة بواسطة أرمسترونج، سي جي، عام 1901، "جهاز نقل الطاقة"، براءة اختراع أمريكية رقم 687292 ^{[ 1 ]} وتم تطويرها بشكل أكبر منذ أربعينيات القرن العشرين. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

توجد أربعة أوضاع أساسية للتروس المغناطيسية.

• كراسيلنيكوف، أ. يا. كراسيلنيكوف، أ. أ.، 2008، "حساب قوة القص للمغناطيس الدائم عالي الإكراه في الأنظمة المغناطيسية مع مراعاة الانتماء إلى مجموعة معينة بناءً على الحث المتبقي"، الهندسة الكيميائية والبترولية، المجلد 44، العددان 7-8، ص  362-365
• فورلاني، إي بي، 2001، "المغناطيس الدائم والأجهزة الكهروميكانيكية"، دار النشر الأكاديمية، سان دييغو.
• لوريمر، دبليو، هارتمان، أ، 1997، "نمط المغنطة لزيادة الاقتران في القوابض المغناطيسية"، معاملات IEEE في المغناطيسية، المجلد 33، العدد 5، سبتمبر 1997
• أرمسترونغ، سي جي، 1901، "جهاز نقل الطاقة"، براءة اختراع أمريكية رقم 0,687,292
• نيولاند، إيه إتش، 1916، "جهاز لنقل الطاقة"، براءة اختراع أمريكية رقم 1,171,351
• فوس، إتش تي، 1940، "التروس المغناطيسية"، براءة اختراع أمريكية رقم 2,243,555
• ريس، جورجيا، 1967، "ترتيب التروس المغناطيسية"، براءة اختراع أمريكية رقم 3,301,091
• شلايبي، إتش بي، 1968، "التروس المغناطيسية"، براءة اختراع أمريكية رقم 3,382,386
• ليانغ، ن.، 1972، "نقل مغناطيسي"، براءة اختراع أمريكية رقم 3,645,650
• مابي الابن، دبليو جيه، 1991، "نقل مغناطيسي"، براءة اختراع أمريكية رقم 5,013,949
• Storaasli, AG, 2016, "نظام تروس مغناطيسي لا مركزي قائم على التنافر"، براءة اختراع أمريكية رقم 9,337,712
• أكرمان، ب.، وهوندز، ل.، 1997، "ترتيب محرك مغناطيسي يتألف من عدد من الأجزاء المتعاونة مغناطيسيًا والتي يمكن تحريكها بالنسبة لبعضها البعض"، براءة اختراع أمريكية رقم 5,633,555
• ياو، واي.، لي، سي.، وانغ، إس.، هوانغ، دي.، 2000، "طريقة تصميم تروس مغناطيسية ثنائية المحور مثالية ونظامها"، براءة اختراع أمريكية رقم 6,047,456
• Furlani, EP, 2000, “التحليل التحليلي للأسطوانات متعددة الأقطاب المقترنة مغناطيسيًا”، J. Phys. D: Appl. Phys.، المجلد 33، العدد 1، ص  28-33.
• يورغنسن، إف تي، أندرسن، تي أو، راسموسن، بي أو، 2005، "نموذج ثنائي الأبعاد لترس ذي مغناطيس دائم"، وقائع مؤتمر تطبيقات الصناعة لعام 2005 التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، ص  261-265
• كراسيلنيكوف، أ. يا. كراسيلنيكوف، أ. أ.، 2009، "تحديد عزم الدوران لقابض مغناطيسي أسطواني"، البحوث الهندسية الروسية، المجلد 29، العدد 6، الصفحات  544-547
• كيونغ-هو ها، يونغ-جين أوه، جونغ-بيو هونغ، 2002، "تصميم وتحليل خصائص تروس مغناطيسية لا تلامسية للناقل باستخدام مغناطيس دائم"، وقائع مؤتمر تطبيقات الصناعة IEEE لعام 2002، ص  1922-1927
• علبة تروس توربينات الرياح جنرال إلكتريك DP 2.7، http://www.gedrivetrain.com/insideDP27.cfm ، تمت الإشارة إليها في يونيو 2010
• نيوغارت PLE-160، علبة تروس كوكبية أحادية المرحلة، http://www.neugartusa.com/ple—160_gb.pdf ، تمت الإشارة إليها في يونيو 2010
• Boston Gear 221S-4، علبة تروس حلزونية أحادية المرحلة، http://www.bostongear.com/pdf/product_sections/200_series_helical.pdf ، تمت الإشارة إليها في يونيو 2010
• عطالله، ك.، هاو، د. 2001، "ترس مغناطيسي جديد عالي الأداء"، معاملات IEEE في المغناطيسية، المجلد 37، العدد 4، يوليو 2001، ص  2844-46
• شاربنتييه، جيه إف، ليماركاند، جي، 2001، "السلوك الميكانيكي للتروس ذات المغناطيس الدائم الممغنطة محوريًا"، معاملات IEEE في المغناطيسية، المجلد 37، العدد 3، مايو 2001، ص  1110-1117
• شينخوا ليو، كيه تي تشاو، جيه زد جيانغ، تشوانغ يو، 2009، "تصميم وتحليل التروس المغناطيسية متحدة المركز ذات الدوار الخارجي والمغناطيس الداخلي"، مجلة الفيزياء التطبيقية، المجلد 105
• ميزاني، س.، عطالله، ك.، هاو، د.، 2006، "ترس مغناطيسي عالي الأداء ذو ​​مجال محوري"، مجلة الفيزياء التطبيقية، المجلد 99
• تشنغ تشي هوانغ، مي تشينغ تساي، دوريل، دي جي، بور جينغ لين، 2008، "تطوير علبة تروس كوكبية مغناطيسية"، معاملات IEEE في المغناطيسية، المجلد 44، العدد 3، ص  403-12
• يورغنسن، إف تي، أندرسن، تي أو، راسموسن، بي أو، "الترس المغناطيسي الدائم الحلقي"، معاملات IEEE لتطبيقات الصناعة، المجلد 44، العدد 6، نوفمبر/ديسمبر 2008، ص  1659-1665
• عطالله، ك.، كالفيرلي، إس دي، دي. هاو، 2004، "تصميم وتحليل وتنفيذ ترس مغناطيسي عالي الأداء"، وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات - تطبيقات الطاقة الكهربائية، المجلد 151، العدد 2، مارس 2004
• جيان، ل.، تشاو، ك. ت.، 2010، "ترس مغناطيسي محوري مع مصفوفات مغناطيسية دائمة من نوع هالباخ"، معاملات IEEE في تحويل الطاقة، المجلد 25، العدد 2، يونيو 2010، ص  319-328
• ليني جيان، كي تي تشاو، يو غونغ، جي زد جيانغ، تشوانغ يو، وينلونغ لي، 2009، "مقارنة التروس المغناطيسية المحورية ذات التكوينات المختلفة"، معاملات IEEE في المغناطيسية، المجلد 45، العدد 10، أكتوبر 2009، ص  4526-29
• شركة كورلايتد ماجنيتكس للأبحاث، 2010، الموقع الإلكتروني للشركة، http://www.correlatedmagnetics.com
• جاي سيوك تشوي، جيونغ هون يو، شينجي نيشيواكي، وكازوهيرو إيزوي، 2010، "تحسين اتجاهات التمغنط في بنية مغناطيسية ثلاثية الأبعاد"، معاملات IEEE في المغناطيسية، المجلد 46، العدد 6، يونيو 2010، ص  1603-1606
• كي تي تشاو، دونغ تشانغ، جيه زد جيانغ، ليني جيان، 2008، "التحليل العابر للتروس المغناطيسية المحورية باستخدام نمذجة العناصر المحدودة المشتركة"، مجلة الفيزياء التطبيقية، المجلد 103
• فورلاني، إي بي، 1996، "تحليل وتحسين الاقترانات المغناطيسية المتزامنة"، مجلة الفيزياء التطبيقية، المجلد 79، العدد 8، ص  4692
• باساني، ر.، 2007، "الاستقرار الديناميكي للمحامل المغناطيسية السلبية"، الديناميكا غير الخطية، المجلد 50، ص  161-168
• تسوروموتو، ك.، 1992، "تحليل أساسي للقوة المنقولة للتروس المغناطيسية باستخدام مغناطيس دائم"، مجلة IEEE للترجمة في المغناطيسية في اليابان، المجلد 7، العدد 6، يونيو 1992، ص  447-52

• بحث المغناطيسية المترابطة، 2009، فيديو على الإنترنت، "أبحاث مغناطيسية مبتكرة في هانتسفيل"، https://www.youtube.com/watch?v=m4m81JjZCJo
• بحث المغناطيسية المترابطة، 2009، فيديو على الإنترنت، "التثبيت بدون تلامس باستخدام المغناطيس الدائم"، https://www.youtube.com/watch?v=3xUm25CNNgQ