Un acoplamiento magnético es un componente que transfiere par de un eje a otro mediante un campo magnético , en lugar de una conexión física mecánica. También se les conoce como acoplamientos de accionamiento magnético, acoplamientos de eje magnético o acoplamientos de disco magnético.
Los acoplamientos magnéticos permiten una separación física entre los ejes de entrada y salida, lo que excluye el uso de sellos de eje, que eventualmente se desgastan y fallan debido al deslizamiento de dos superficies entre sí. Los acoplamientos magnéticos también se utilizan para facilitar el mantenimiento en sistemas que requieren una alineación precisa, ya que permiten un mayor error fuera del eje entre el motor y el eje impulsado que los acoplamientos físicos.
Los acoplamientos magnéticos se utilizan con mayor frecuencia para bombas de líquidos, sistemas de hélices, motores de minas, motores de cintas transportadoras y elevadores de hornos.
Algunos vehículos de propulsión de buzos y vehículos submarinos operados a distancia utilizan acoplamientos magnéticos para transferir el par del motor eléctrico a la hélice. También se está explorando el uso de engranajes magnéticos en turbinas eólicas de gran escala como medio para mejorar la confiabilidad. [1] El acoplamiento magnético tiene varias ventajas sobre un prensaestopas tradicional . [2] [3]
Algunos acuarios utilizan bombas de accionamiento magnético , que tienen un acoplamiento magnético entre el motor del lado seco de la pared del acuario y la hélice o impulsor en el agua del otro lado de la pared. [4] Este acoplamiento presenta dos discos magnetizados cara a cara: el imán conductor en el lado seco y el imán impulsado en el lado submarino. El par se transfiere mediante fuerzas de corte entre los discos magnéticos que se atraen, [5] pero esta atracción también puede producir una carga axial cuando los discos se atraen entre sí. Hay dos diseños principales para el patrón magnético de cada disco. Un diseño minimiza la carga axial contrarrestando una sección magnéticamente atractiva con una sección magnéticamente repulsiva cerca del eje. [6] [5] El otro diseño maximiza el par y resiste la carga axial consiguiente con un cojinete de empuje mecánico .
Un agitador magnético es otro ejemplo de acoplamiento magnético.
Los acoplamientos magnéticos suelen ser sincrónicos, lo que significa que la velocidad del eje de salida es igual a la velocidad del eje de entrada (una relación de 1:1). [¿ según quién? ]
Los primeros engranajes del tren de engranajes de un reloj de pulsera Omega Megasonic no tienen dientes; en cambio, los polos magnéticos norte y sur de los engranajes vecinos actúan como los dientes y el canal de los engranajes rectos , permitiendo que cada engranaje impulse el siguiente engranaje de la cadena. [7] Estos engranajes magnéticos, como los engranajes rectos, siempre tienen relaciones de transmisión compuestas por números enteros pequeños.
Los engranajes magnéticos más sofisticados utilizan piezas polares para modular el campo magnético. Se pueden diseñar para tener relaciones de transmisión de 1,01:1 a 1000:1. [8]
Los acoplamientos magnéticos tienen algunas propiedades notables: [9]
Porque no hay contacto entre la parte activa y la parte conducida de un acoplamiento magnético y no hay problema de conexión rígida. Los cambios repentinos y las vibraciones no se transmiten directamente a través del acoplamiento. Por lo tanto, puede evitar la transmisión de vibraciones, lo que resulta en un funcionamiento mecánico más suave.
Los acoplamientos magnéticos ofrecen protección contra sobrecargas durante el funcionamiento. Si la carga sobre el componente accionado se vuelve demasiado grande, las dos partes pueden desincronizarse y finalizar la transmisión de par. Esto evita daños al sistema, protegiendo tanto al motor de cargas excesivas como al componente accionado de la deformación.
Un dispositivo de transmisión de acoplamiento magnético tiene una estructura relativamente simple y hay un espacio entre la parte impulsora y la parte conducida, que es fácil de instalar, desmontar, solucionar problemas y mantener.
Los acoplamientos magnéticos pueden transmitir energía mediante un movimiento lineal, un movimiento giratorio o un movimiento compuesto helicoidal (una combinación de movimiento lineal y movimiento giratorio). La combinación de estos métodos de transmisión y diferentes geometrías mecánicas puede realizar una amplia variedad de movimientos ordenados en un espacio tridimensional.
Debido a que los acoplamientos magnéticos no penetran la superficie sobre la que operan, las bombas que utilizan este tipo de acoplamiento pueden evitar completamente las fugas. Esto es particularmente importante si el fluido o gas bombeado es corrosivo, tóxico, inflamable, explosivo, ácido, alcalino o dañino de cualquier otro modo. Esto hace que la tecnología de transmisión por acoplamiento magnético sea especialmente aplicable en la producción de petróleo, productos químicos y farmacéuticos, y en las industrias de operaciones de pozos petroleros marinos, fundición de metales no ferrosos, procesamiento de minerales húmedos y procesamiento de alimentos.