РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕРОВ БЕСКОНТАКТНОГО МАГНИТНОГО МЕХАНИЗМА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
CALCULATION OF OPTIMAL DIMENSIONS OF CONTACTLESS MAGNETIC MECHANISM OF TRANSLATIONAL MOVEMENT

Скачать статью

Авторы

А.Н. БОЛОТОВ, д-р техн. наук, В.В. НОВИКОВ, канд. техн. наук, О.О. НОВИКОВА, канд. техн. наук

Аннотация

В статье разработана конструкция механизма с учетом требований к эксплуатации в условиях экстремальных давлений, температур, отсутствия энергопотребления и технического обслуживания. Магнитная система представляет собой композицию из постоянных магнитов с чередующейся полярностью из сплавов редкоземельных металлов с кобальтом SmCo5. На основе того, что намагниченность магнитов из сплавов редкоземельных металлов можно принять однородной, анизотропной и не зависящей от величины размагничивающего поля, для расчета магнитостатических сил механизма была принята гипотеза Ампера. Теоретический расчет тангенциальной силы взаимодействия магнитов позволил рассчитать оптимальные размеры магнитной системы и получить наибольшее тянущее усилие при минимальных габаритных размерах механизма. Экспериментальный анализ результатов моделирования тангенциальных магнитостатических сил механизма с магнитами из сплава SmCo5 показал, что расхождение между расчетными и экспериментальными значениями силы не превышало 12 %.

Ключевые слова

бесконтактный магнитный механизм, магнитостатическое взаимодействие, магнитосиловые характеристики, постоянные магниты, магнитная система

Abstract

The article develops the design of the mechanism taking into account the requirements for operation in conditions of extreme pressures, temperatures, lack of energy consumption and maintenance. The magnetic system is a composition of permanent magnets with alternating polarity made of rare earth metal alloys with cobalt SmCo5. Based on the fact that the magnetization of magnets made of rare earth metal alloys can be assumed to be homogeneous, anisotropic and independent of the magnitude of the demagnetizing field, the Ampere hypothesis was adopted to calculate the magnetostatic forces of the mechanism. The theoretical calculation of the tangential force of the interaction of magnets made it possible to calculate the optimal dimensions of the magnetic system and obtain the greatest pulling force with the minimum overall dimensions of the mechanism. Experimental analysis of the simulation results of tangential magnetostatic forces of the mechanism with magnets made of SmCo5 alloy showed that the discrepancy between the calculated and experimental values of the force did not exceed 12 %.

Keywords

contactless magnetic mechanism, magnetostatic interaction, magnetic force characteristics, permanent magnets, magnetic system