Un acoplamiento magnético es un componente que transfiere par de un eje a otro mediante un campo magnético , en lugar de una conexión mecánica física. También se conocen como acoplamientos de transmisión magnéticos, acoplamientos de eje magnéticos o acoplamientos de disco magnéticos.
Los acoplamientos magnéticos permiten una separación física entre los ejes de entrada y salida, lo que evita 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 líquido, sistemas de hélice, motores de minas, motores de cintas transportadoras y elevadores de hornos.
Algunos vehículos de propulsión para buzos y vehículos submarinos operados a distancia utilizan acoplamientos magnéticos para transferir el par del motor eléctrico a la hélice. También se está estudiando el uso de engranajes magnéticos en turbinas eólicas a gran escala como medio para mejorar la fiabilidad. [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 en el lado seco de una pared del acuario y la hélice o impulsor en el agua en el otro lado de la pared. [4] Este acoplamiento presenta dos discos magnetizados cara a cara: el imán impulsor en el lado seco y el imán impulsado en el lado bajo el agua. 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 a medida que los discos se atraen entre sí. Hay dos diseños principales para el patrón magnético en cada disco. Un diseño minimiza la carga axial al contrarrestar 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 consecuente 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 su lugar, los polos norte y sur magnéticos de los engranajes vecinos actúan como los dientes y el canal de los engranajes rectos , lo que permite que cada engranaje accione el siguiente engranaje de la cadena. [7] Dichos engranajes magnéticos, al igual que los engranajes rectos, siempre tienen relaciones de transmisión que consisten en números enteros pequeños.
Los engranajes magnéticos más sofisticados utilizan piezas polares para modular el campo magnético. Pueden diseñarse para tener relaciones de transmisión de 1,01:1 a 1000:1. [8]
Los acoplamientos magnéticos tienen algunas propiedades notables: [9]
Debido a que no hay contacto entre la parte activa y la parte accionada de un acoplamiento magnético, y no hay problemas de conexión rígida, los cambios repentinos y las vibraciones no se transfieren directamente a través del acoplamiento. Por lo tanto, se puede evitar la transmisión de vibraciones, lo que da como resultado un funcionamiento mecánico más suave.
Los acoplamientos magnéticos ofrecen protección contra sobrecargas durante el funcionamiento. Si la carga sobre el componente accionado es demasiado grande, las dos partes pueden desincronizarse y terminar la transmisión de par. Esto evita daños al sistema, protegiendo tanto al motor de cargas excesivas como al componente accionado de deformaciones.
Un dispositivo de transmisión de acoplamiento magnético tiene una estructura relativamente simple y hay un espacio entre la parte impulsora y la parte impulsada, lo que es fácil de instalar, desmontar, solucionar problemas y mantener.
Los acoplamientos magnéticos pueden transmitir potencia mediante un movimiento lineal, un movimiento rotatorio o un movimiento compuesto helicoidal (una combinación de movimiento lineal y rotatorio). La combinación de estos métodos de transmisión y diferentes geometrías mecánicas puede generar una amplia variedad de movimientos ordenados en el 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 por completo las fugas. Esto es particularmente importante si el fluido o gas bombeado es corrosivo, tóxico, inflamable, explosivo, ácido, alcalino o dañino de algún 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 petrolíferos en alta mar, fundición de metales no ferrosos, procesamiento de minerales húmedos y procesamiento de alimentos.