चुंबकीय गियर

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रोटर्स के बीच में फेरोमैग्नेटिक स्टेटर के साथ दूसरे क्रम के गियर के आंतरिक और बाहरी रोटर्स का चित्रण।
पेटेंट US687292 के चित्र, एक गियर पर इलेक्ट्रोमैग्नेट के साथ प्रथम-क्रम मोटर दिखा रहे हैं।

एक चुंबकीय गियर ज्यामिति और कार्य में पारंपरिक यांत्रिक गियर जैसा दिखता है, जिसमें दांतों के बजाय चुंबक का उपयोग किया जाता है। जैसे ही दो विरोधी चुम्बक एक-दूसरे के पास आते हैं, वे प्रतिकर्षित होते हैं; दो छल्लों पर रखे जाने पर चुम्बक दाँत की तरह काम करेंगे। स्पर गियर में पारंपरिक हार्ड कॉन्टैक्ट बैकलैश के विपरीत, जहां एक गियर अगले गियर के संपर्क में आने तक स्वतंत्र रूप से घूम सकता है, चुंबकीय गियर में स्प्रिंगदार बैकलैश होता है। परिणामस्वरूप चुंबकीय गियर सापेक्ष कोण की परवाह किए बिना दबाव लागू करने में सक्षम होते हैं। यद्यपि वे एक पारंपरिक गियर के रूप में गति अनुपात प्रदान करते हैं, ऐसे गियर बिना छुए काम करते हैं और संभोग सतहों के घिसाव से प्रतिरक्षित होते हैं, कोई शोर नहीं होता है, और बिना किसी क्षति के फिसल सकते हैं।

चुंबकीय रूप से युग्मित गियर का उपयोग बिना स्नेहन के वैक्यूम में, या भली भांति बंद करके सील की गई बाधाओं से जुड़े संचालन में किया जा सकता है। यह विस्फोटक या अन्यथा खतरनाक वातावरण में एक फायदा हो सकता है जहां रिसाव एक वास्तविक खतरा होता है।


डिज़ाइन

चुंबकीय गियर सिस्टम आमतौर पर स्थायी चुंबक का उपयोग करते हैं। वे परिवर्तनीय गियर अनुपात सहित विशेष मामलों के लिए इलेक्ट्रोमैग्नेट का भी उपयोग कर सकते हैं। चुंबकीय गियर युग्मन को कई तरीकों से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

समानांतर इनपुट और आउटपुट अक्ष, स्पर गियर के समान, कॉग के बीच चुंबकीय आकर्षण या प्रतिकर्षण होते हैं, जैसे ड्राइविंग गियर पर उत्तरी ध्रुव मैग्नेट, संचालित गियर के दक्षिणी ध्रुव मैग्नेट या ड्राइविंग गियर पर उत्तरी ध्रुव कॉग को उत्तर के बीच केंद्र की ओर आकर्षित करते हैं। चालित गियर के पोल कॉग। युग्मन को बेहतर बनाने के लिए कोगों को आपस में जोड़ा जा सकता है।

एक अन्य कॉन्फ़िगरेशन इन-लाइन अक्ष है जो फ्लक्स युग्मन का उपयोग करता है। एक स्थिर मध्यवर्ती लौहचुंबकीय सिलेंडर आउटपुट की तुलना में इनपुट ध्रुवों की संख्या के बीच हार्मोनिक संबंध के कारण गति अनुपात की अनुमति देता है। कोई समकक्ष यांत्रिक गियर प्रणाली नहीं है, क्योंकि दो घूमने वाले गियर भौतिक रूप से एक दूसरे से अलग होते हैं और केवल चुंबकीय रूप से बातचीत करते हैं।

इसके अलावा, ग्रहीय ड्राइव के समान गियर अनुपात वाले साइक्लोइडल ड्राइव गियर भी होते हैं, जिन्हें एपिसाइक्लिक गियरिंग या एक्सेंट्रिक गियर भी कहा जाता है।

चुंबकीय गियर के लाभ:

  1. लीक प्रूफ मैकेनिकल कपलिंग
  2. कतरनी/अधिभार रोधी यांत्रिक युग्मन
  3. घिसाव बेयरिंग तक ही सीमित है, गियर की संपर्क सतहों तक नहीं
  4. इलेक्ट्रॉनिक या यंत्रवत् मिनटों में विनिमेय अनुपात, घंटों में नहीं।

चुंबकीय गियर एक चुंबकीय युग्मन उपकरण है जो दो चुंबकीय रूप से युग्मित उपकरणों के बीच एक यांत्रिक अनुपात प्रदान करता है जैसे:

  1. उनके पास इनपुट और आउटपुट के बीच रोटेशन या ट्रांसलेशनल मूवमेंट का अनुपात होता है जो शुद्ध चुंबकीय युग्मन या चुंबकीय GearBox में कई गियर अनुपातों में से एक के मामले में एकता हो सकता है।
  2. उनके पास चुंबकीय युग्मन बल के आधार पर टॉर्क या कर्षण सीमित करने वाला कारक होता है।
  3. उनके मुख्य ड्राइविंग और संचालित तत्वों के बीच कोई शारीरिक संपर्क नहीं है।

एक चुंबकीय गियर स्थायी, विद्युत चुम्बकीय या अन्यथा चुंबकीय रूप से प्रेरित क्षेत्रों के प्रकार के चुंबकों से बना होता है। इसमें दो या दो से अधिक तत्व होते हैं जो आमतौर पर घूमते हैं लेकिन प्रकृति में रैखिक या वक्र रैखिक हो सकते हैं।

क्लासिकल गियर को पोल जोड़े के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। जहां ध्रुव जोड़े प्रकृति में चुंबक एन-एस और एस-एन हैं। अनुपात को प्रभावित करने के लिए कम से कम दो तत्व होने चाहिए। चुंबकीय ध्रुव जोड़ी के टुकड़ों के साथ।

ऐसे उपकरणों का आविष्कार आर्मस्ट्रांग, सी.जी., 1901, "पावर ट्रांसमिटिंग डिवाइस", यू.एस. पैट द्वारा किया गया था। क्रमांक 0,687,292[1] और 1940 के दशक से और विकसित हुआ[2][3]


गियरिंग मोड

चार बुनियादी चुंबकीय गियरिंग मोड हैं।

प्रथम-क्रम डिवाइस

एक ड्राइविंग तत्व और एक संचालित तत्व पर चुम्बकों का एक परिभाषित अनुपात, बिल्कुल सामान्य गियर की तरह। पहले क्रम के गियर को कोणों पर और गैर-चुंबकीय बाधाओं के माध्यम से लागू किया जा सकता है, क्योंकि उन्हें युग्मक घटक की आवश्यकता नहीं होती है।

दूसरे क्रम का उपकरण

दूसरे क्रम के चुंबकीय गियर आंतरिक और बाहरी चुंबकीय रोटरों के बीच चुंबकीय ध्रुव जोड़े के अनुपात का उपयोग करते हैं, जहां कम चुंबक वाला रोटर अधिक चुंबक वाले रोटर की तुलना में उच्च दर पर घूमता है। उच्च गति रोटर और कम गति वाले रोटर के बीच चुंबकीय रेखाओं की सांद्रता को निर्देशित करने के लिए, एक मध्यवर्ती लौहचुंबकीय ध्रुव स्टेटर को आमतौर पर रिंगों के बीच स्थिर रखा जाता है। रोटर्स के बीच गियर अनुपात उच्च गति रोटर पर चुंबकीय ध्रुव जोड़े की संख्या और कम गति रोटर पर चुंबकीय ध्रुव जोड़े की संख्या है। चूँकि ध्रुव युग्मों की संख्या चुम्बकों की संख्या से दोगुनी है, इसलिए दोनों रोटरों पर चुम्बकों की संख्या सम होनी चाहिए। फेरोमैग्नेटिक स्टेटर दो वैकल्पिक मोड की अनुमति देता है। पहला दो रोटरों के ध्रुव जोड़े की संख्या के योग का उपयोग लौहचुंबकीय स्टेटर छड़ों की संख्या के रूप में करता है, जो द्वितीयक रोटर को प्राथमिक के घूर्णन की विपरीत दिशा में चलाएगा। दूसरे मोड में स्टेटर के टुकड़ों की संख्या रोटर्स के पोल पेयर काउंट के बीच के अंतर के बराबर होती है, जो सेकेंडरी रोटर को प्राथमिक रोटर के समान दिशा में चलाती है। नीचे दी गई तालिका रोटर्स में चुंबकों के बीच संबंध, जोड़े की संख्या, लौह स्टेटर छड़ों की संख्या, गियर अनुपात और काल्पनिक मोटर्स की एक जोड़ी के लिए आउटपुट दिशा को दर्शाती है।

Low Speed Magnets Low Speed Pairs High Speed Magnets High Speed Pairs Iron Stator Pieces Gear Ratio Direction
20 10 14 7 17 10:7 Opposite to input
20 10 14 7 3 10:7 Same as input


तीसरे क्रम का उपकरण

एक घूर्णी उपकरण, जहां एक मोड 2 डिवाइस को बाहरी क्षेत्र कॉइल्स के लिए संशोधित किया जाता है। बाहरी कॉइल्स कई चरण एसी के साथ संचालित होने पर एक हार्मोनिक फ्लक्स बनाते हैं, जो स्टेटर रॉड्स की एक चर संख्या की तरह व्यवहार करता है - इस प्रकार एक वेरिएबल ट्रांसमिशन या वेरिएबल अनुपात चुंबकीय गियर को प्रभावित करता है। इस प्रकार का गियर इस प्रक्रिया में अपनी इनपुट शक्ति का लगभग 25% उपभोग करता है, जिससे बाहरी कॉइल में करंट उत्पन्न होता है। यह परिवर्तनीय चुंबकीय गियरबॉक्स को अधिकांश गियर सेटों की विशिष्ट दक्षता से 75% से भी कम दक्षता पर प्रस्तुत करता है। हालाँकि, कम रखरखाव और टॉर्क सीमित करने वाली विशेषताओं को कुछ अनुप्रयोगों में उपयुक्तता मिल सकती है।

चौथे क्रम का उपकरण

मोड 4 डिवाइस मोड 3 डिवाइस का एक संशोधन है जहां एक कम टॉर्क वैरिएबल स्पीड इनपुट, एक उच्च टॉर्क मैकेनिकल इनपुट और एक उच्च टॉर्क मैकेनिकल आउटपुट होता है। मोड 3 डिवाइस की तरह, यह वैरिएबल इनपुट की आपूर्ति करने के लिए लगभग 25% ऊर्जा की खपत करता है, हालांकि यदि वैरिएबल इनपुट को स्थिर रखा जाता है तो डिवाइस मोड 2 डिवाइस के रूप में कार्य करता है। ऐसे उपकरण को टॉर्क गुणक कहा जा सकता है।

संदर्भ

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  2. ↑ "Magnetic gears".
  3. ↑ "Cam drive apparatus having a magnetic gear".
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बाहरी संबंध

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