Станок сверлильный на магнитной подушке: цены, каталог, производители – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру

alexxlab | 08.04.1984 | 0 | Разное

Содержание

Сверлильный станок на магнитной подушке

В тех случаях, когда стандартные варианты сверления отверстий в металле невозможны по тем или иным причинам, рекомендуется использовать сверлильный станок на магнитной подушке. Станки на магните имеют особую конструкцию и предназначены для работы в особых условиях, при невозможности установить стационарный инструмент и просверлить отверстие в труднодоступных местах.

Сверлильный станок на магнитной подушке. Назначение

Сверлильный станок с магнитом предназначен для просверливания различных отверстий в металлических деталях и заготовках, элементах конструкций. Также сверлилка на магните может использоваться для нарезания резьбы. Данное оборудование может устанавливаться в цехах, в производственных помещениях, а также использоваться в «полевых» условиях.

Станки на магните. Области применения

Сверлильные оборудование на плитах – незаменимый инструмент при организации эффективной работы ремонтных цехов, мест обслуживания и восстановления крупногабаритной специальной техники. Также достаточно широко применяется такая сверлильная машина на строительных площадках, при сборе разнообразных металлоконструкций, строительстве мостов, в кораблестроении и т.п.

Сверлильные станки на магнитных плитах. Особенности конструкции и принцип действия.

Сверлильный станок с магнитным основанием оснащен специальным электромагнитом, вмонтированным в подушку изделия. В этом и заключается основная конструктивная особенность данной модели. Обеспечивается прижимная сила в 26 кН, что позволяет прочно крепиться к металлическим частям техники или конструкции и осуществлять сверление, как в вертикальной, так и в горизонтальной позиции, при любых углах наклонов и выполнять высокоточное сверление (нарезку резьбы) в самых труднодоступных местах.

Машинка при небольшом собственном весе и габаритных размерах, может высверливать отверстия не только в самых сложных местах и участках конструкций или агрегатов, но и обеспечивать достаточно большой диаметр таких отверстий за счет установки корончатых сверл (до 150 мм)!

Варианты магнитных сверлилок

Для обеспечения возможности выполнения работ в наиболее широком диапазоне, сверлилка на магнитной подушке выпускается в различных размерных вариантах исполнения:

  1. Электродрель проводная. Устройство обладает повышенной мощностью, наиболее эффективно при проведении работ в стационарных условиях, могут работать непрерывно в течение длительного времени при достаточно больших нагрузках.
  2. Ультра компактные магнитные станки. Преимущественно, такой инструмент используется для выполнения работы в труднодоступных местах.

Сверлилка на магнитной подушке – преимущества

Дрель с магнитом в подошве имеет целый ряд выгодных достоинств, которые и обусловили популярность инструмента и его востребованность в народном хозяйстве. Оборудование характеризуется:

  • Возможностью выполнять сверление в любом положении, различных плоскостях, наиболее труднодоступных участков металлоконструкций, узлов и агрегатов.
  • Наличием автоматической защиты от возможных перегрузок.
  • Высокой производительностью, широким набором функциональных возможностей.
  • Достаточно большой мощностью магнита, обеспечивающей прочное крепление корпуса в различных плоскостях.
  • Мобильностью.

Компания «СПТЕХ» предлагает на выгодных условиях купить сверлильный станок на магнитной подушке. Высокое качество оборудования и доступные цены гарантируются!

Магнитные сверлильные станки KORNOR / ВЕКТОР / Rotabroach / LENZ / Karnasch / EUROBOOR

Главная \ Продукция \ Продукция KORNOR \ Магнитные сверлильные станки

Все цены на сайте указаны в российских рублях включая НДС (20%)

Специальные условия:

Почта для вашего заказа :  [email protected] 

Телефон для заказов : 8 (812) 615-88-64 


 


    
  


Магнитный сверлильный станок (станок на магнитном основании, магнитной подошве или подушке; магнитная дрель) — машина, используемая в строительной индустрии и промышленности для мобильного выполнения и обработки отверстий в металлоконструкциях, металлических заготовках и изделиях. Магнитные станки просто необходимы и незаменимы при монтаже металлоконструкций, работах в труднодоступных местах, экстремальных и полевых условиях.

Магнитный сверлильный станок обладает следующими характеристиками:

  • компактный и прочный корпус машины. Данная конструкция надежно защищает все внутренние механизмы и детали от повреждений и позволяет использовать станок в различных условиях
  • небольшой вес. Работать с нетяжелым переносным станком очень удобно
  • достаточная сила притяжения магнитной подошвы (основания). Это позволяет комфортно эксплуатировать станок в самых неудобных условиях (вертикальные и наклонные плоскости)
  • способность сверлить в любых положениях станка
  • нарезание резьбы до М30, рассверливание отверстий, зенкование
  • высокая функциональность и производительность
  • возможность исполнения отверстий в трубах внахлест и т.д.
  • оптимальная жесткость сверления, которая обеспечивает точность отверстий
  • система автоматической подачи охлаждающей жидкости под давлением

Устройство и принцип работы сверлильного станка на магните

Магнитные станки имеют основания со встроенными постоянными магнитами или мощными электромагнитами. Такая конструкция подошвы позволяет исключить ненужные перемещения основания плиты во время рабочего процесса, в различных плоскостях.
В конструкции сверлильной установки присутствует рабочий вал с вертикальным размещением. Шпиндель регулируется при помощи рукояток. Основание с электромагнитным держателем крепится к таким поверхностям, как балки, трубы, металлические элементы конструкции, двутравры и другим. При размещении в нужной плоскости используется ремень, он надежно фиксирует машину перед выполнением операций.

Наиболее распространены электрические модели дрелей. Привод в таких агрегатах – это электродвигатель питаемой от сети. Так же в каталоге представлен переносная сверлильная установка который питается от аккумулятора.

 

Можно купить дрель на магните пневматического плана, тогда вращение в агрегате будет выполнятся за счет сжатия воздуха. Машины с магнитом в основании такого вида необходимо использовать во взрывоопасных местах.

Гидравлическая машинка с магнитом в основании имеет гидравлический привод сверлящей головки что позволяет ее использовать даже под водой. Гидравлические модели защищены от коррозии, поэтому оборудование такого типа нужно купить для использования в условиях повышенной влажности и местах агрессивного воздействия климатических факторов внешней среды.

Магнитные сверлильные Машины KORNOR:

Сверлильный станок на магнитной  подошве, в зависимости от модели и возможности станка, совершает сверление отверстий диаметром от 12мм до 100мм корончатым сверлом KORNOR

Станок оборудован в основание стойки магнитом, мощностью до 27кН, это позволяет фиксироваться надежно на любых металлических поверхностях. Эффективность сверлильного станка, позволяет использовать его в труднодоступных местах.

Весь модельный ряд станков  KORNOR, оборудованы автоматической  подачей охлаждения (СОЖ). Это нейтрализует нагрев инструменту и его поломку. Так же позволяет продлить срок службы работы корончатых сверл KORNOR.

Виды применения сверлильного станка KORNOR:

Сверления  отверстий от 12мм до 100мм

Нарезание резьбы метчиком

Зенкерование

Фрезерование

Сверлильный станок KORNOR, Вектор, EUROBOOR, BDS MAB , RUKO , Lenz, Karnasch, Rotabroach, Magtron : Вы можете купить в Санкт-Петербург в компании НордСайд. 

Как выбрать магнитный сверлильный станок?


Сверлильный магнитный станок, так же его называют станок на магнитной подошве, подушке; на магнитном основании; магнитная дрель – используется в различных отраслях промышленности – там, где неудобно применять стационарное оборудование, где нужна мобильность и высокая производительность – для сверления, зенкования, развертывания, нарезания резьбы. Преимущество магнитных станков заключается в том, что благодаря своим небольшим размерам и мобильности они значительно превзошли громоздкие стационарные станки.

Рассмотрим основные параметры, на которые следует обращать внимание при выборе магнитного станка:

  • диаметр сверления корончатым сверлом. Для выполнения небольших отверстий от 12-35 мм вполне подойдут станки небольших размеров, мощностью до 1000 Вт.  Если необходимо выполнять работы с диаметрами до 60 мм, нужно выбирать станки среднего класса мощностью до 1600 Вт. Сверление больших диаметров и толщин, необходимо производить более мощными и производительными станками, способными просверлить отверстие диаметром до 130 мм и толщиной металла до 110 мм.

  • наличие плавной регулировки и реверса. Такие особенности имеют значение, когда необходимо выполнять универсальные задачи: для нарезания резьбы, для сверления в широком диапазоне диаметров, для выполнения операций зенковки и развертывания, расточных работ. Такими возможностями, как правило могут обладать станки большого и среднего класса.
  • зажимное приспособление оснастки. Распространенными хвостовиками на сегодняшний день являются быстрозажимные, универсальные (One-touch) и weldon ( как правило с помощью винтов)

  • посадочное гнездо шпинделя. Помимо штатного патрона с хвостовиком Weldon, в гнездо можно установить резьбонарезной патрон, расточную головку, цилиндрическое сверло, под хвостовик Конус Морзе.
  • масса и размеры станка – очень важны при выполнении монтажных работ, при работах на высоте, для работ на производстве, где требуется постоянно переносить оборудование.

  • автоматическая подача СОЖ. Станки на магнитном основании, оснащенные автоматической подачей очень удобны, когда требуется выполнять сверление отверстий в большом количестве. А также, в неудобных положениях, когда трудно обеспечить равномерную подачу сверла.

  • мощность станка, расход электроэнергии и производительность. Небольшого размера сверлильный станок может потреблять до 1000 Вт электроэнергии, а мощный станок, способный выполнять самые трудные и разнообразные задачи– около 3 кВт.

Как правило в названии станка прописываются цифры ( 30, 32, 35, 40, 50, 70, 100) которые указывают на максимальный диаметр сверления корончатым сверлом, ограниченный габаритами магнитного основания и мощностью мотора. 

Для выполнения несложных работ рекомендуется выбирать легкие магнитные станки, которые способны просверлить на глубину 30-55 мм.

При работах на высоте, а также в труднодоступных местах важным становится мобильность станка и небольшой вес, также дополнительным удобством здесь будет автоматическая подача СОЖ.

В промышленном производстве, там, где сверление становится массовым и на станок приходятся большие нагрузки, рекомендуется применять станки среднего класса с автоматической подачей СОЖ.

Если необходимо нарезать резьбу, просверлить глухие отверстия, рекомендуется выбирать универсальные станки на магнитной подошве, оснащенные плавной регулировкой скорости, реверсом, а также посадочным гнездом шпинделя Конус-Морзе. Такие опции позволяют использовать станок в различных операциях.

инженер поможет – Сверлильный станок на магнитной подушке

 

Магнитные сверлильные станки предназначены для сверления или обработки отверстий, а также для нарезания отверстий. Их главное преимущество заключается в том, что они могут работать там, где работа с обычными стационарными машинами считается невозможной.

Портативный магнитный сверлильный станок идеально подходит для работы в промышленном производстве, изготовления металлоконструкций, а также для ремонта строительного оборудования и других крупных машин.

 

 

Кроме того, магнитная дрель необходима для работы в неподготовленных условиях:

• при строительстве резервуаров;

• строительство мостовых сооружений;

• прокладка труб;

• в судостроительной промышленности.

 

 

Пневматические магнитные станки – великолепный вариант для проведения работ в условиях, где требуется соблюдать высокие требования техники безопасности. Принцип работы оборудования основан на использовании сжатого воздуха. Станки производятся из особых материалов и не требуют подключения к сети, поэтому гарантируют полную безопасность при использовании.

 

 

Особенности выбора настольных сверлильных станков

Такое оборудование отличается от обычных напольных моделей меньшими размерами, эргономичностью, простотой эксплуатации.

Настольные машины предназначены для обработки малых заготовок и позволяют создавать в них отверстия малого диаметра.

При точной работе они могут отлично работать практически в любой среде. Даже температурные изменения и негативные внешние воздействия не повлияют на эффективность и производительность данного оборудования.

 

 

При выборе настольных сверлильных станков обратите внимание на такие параметры, как:

1. Максимально возможный диаметр сверления.

2. Характеристики хода шпинделя.

3. Конус шпинделя.

4. Мощность двигателя устройства.

5. Наличие различных режимов работы.

 

 

Правильно подобранная машина порадует функциональностью, плавностью хода, высокой скоростью. Такое устройство гарантирует безупречную перфорацию, включая отсутствие искажений, а также другие различных отклонений. Поэтому очень важно отдавать предпочтение оборудованию надежных производителей, качество которого не вызывает сомнений.

Сверлильные станки на рынке классифицируют по некоторым параметрам. В зависимости от детали устройства, они бывают вертикального, горизонтального или радиального бурения.

По типу установки они делятся на напольные, настольные, закрепленные на магнитных подушках. Однако в то же время настольные сверлильные станки являются самыми популярными на национальном рынке.

 

 

Преимущества сверлильных станков настольного типа

Настольные сверлильные станки имеют широкий спектр неоспоримых преимуществ, в том числе:

1. Легкий вес и компактные габаритные размеры, обеспечивающие мобильность оборудования.

2. Возможность подачи из стационарной сети, что позволяет устанавливать машины в любом помещении.

3. Простота конструкции, которая гарантирует эффективность работы и надежность оборудования.

4. Универсальность помимо сверления отверстий с помощью этих машин, вы также можете выполнять другие операции в области металлургии.

 

 

Все эти преимущества приходят от вертикальных и горизонтальных или радиальных сверлильных станков. Они различаются по типу конструкции и характеру движения рабочей головки. В вертикальных станках шпиндельная головка перемещается вертикально, горизонтально и соответственно горизонтально. Станки радиально-сверлильного станка позволяют работать в обоих направлениях, а также обеспечивают наклон головки шпинделя. Радиально-сверлильные станки отличаются большой универсальностью и используются во многих отраслях промышленности. Это надежное и качественное оборудование, но его стоимость выше, чем у вертикальных или горизонтальных моделей. Этот момент также следует учитывать в процессе отбора.

 

Дрель с магнитом в подошве имеет целый ряд выгодных достоинств, которые и обусловили популярность инструмента и его востребованность в народном хозяйстве. Оборудование характеризуется: возможностью выполнять сверление в любом положении, различных плоскостях, наиболее труднодоступных участков металлоконструкций, узлов и агрегатов; наличием автоматической защиты от возможных перегрузок; высокой производительностью, широким набором функциональных возможностей; достаточно большой мощностью магнита, обеспечивающей прочное крепление корпуса в различных плоскостях; мобильностью.

 

 

Крепление оборудования на поверхности детали

Сверла, оснащенные опорой с магнитным основанием, закреплены на поверхности заготовки, если выполнены требования.

Важнейшее требование – достаточная масса куска (его толщина должна быть не менее 6 мм). Во время сверления и фрезерования (с использованием корончатых инструментов) образовываются значительные вибрационные нагрузки.

Поверхность детали, на которой будет установлена машина, также должна быть принята во внимание. Чтобы буровая установка надежно намагничивалась на поверхности детали, площадь последней должна быть не меньше площади магнита, установленного в основании.

 

 

Где используется сверлильное оборудование на магнитной подошве

 

Сверлильные станки применяются не везде. Благодаря конструктивным особенностям данное оборудование используется для сверления отверстий в крупных деталях, размещающихся на рабочем столе станка. При самых больших сверлах максимальная высота сверления над поверхностью рабочего стола ограничена. Это устанавливает строгие требования к высоте заготовки.

Все вышеперечисленные ограничения лишают данный станок портативного компактного устройства, позволяющего результативно выполнять разнообразные технологические операции.

 

 

Употребляя конструкцию магнитной подушки, можно успешно выполнить весь перечень технологических операций:

-сверление отверстий разных диаметров;

-нарезание резьбы;

-фрезерные;

-развертывание;

-зенкерование

 

 

Дрель с магнитной подошвой, в зависимости от функциональности модели, может применяться с различными типами инструментов. Таким образом, для создания отверстий диаметром до 32 мм в деталях малой толщины используются фрезы и сверла, а для отверстий большего диаметра в деталях значительно большей толщины на магнитном сверле устанавливают сверла и фрезы с усиленной структурой.

Магниты грузоподъемностью до 26 кН размещены у основания стойки такого типа, что позволяет устанавливать данные установки на горизонтальных, вертикальных, наклонных и металлических поверхностях. Если поверхность, на которой надо закрепить буровую установку на магнитном основании, не отличается плоскостностью и устойчивостью, то надежность крепления станка обеспечивается применением вакуумных зажимов.

Сверла, снабженные магнитной подушкой, чаще всего используются в тех отраслях промышленности, где нужно сверлить отверстия в крупных конструкциях. Например, в судостроении, строительстве небоскребов и мостов и других металлоконструкций. Компактный размер и маленький вес магнитной дрели разрешают использовать ее в труднодоступных местах, где использование обычного оборудования просто невозможно.

 

 

Конструкция и типы сверлильных установок на магнитном основании

Сверла с магнитным основанием подразделяются на несколько категорий:

электрический;

пневматический;

гидравлический.

 

Электрические машины являются одними из самых распространенных. Эти установки применяют в местах, где есть доступ к электрической сети и нет взрывоопасной атмосферы. Привод такого станка, который обеспечивает вращение режущего инструмента, представляет собой электродвигатель, мощность которого напрямую зависит от функциональности устройства. Среди машин этого типа наиболее популярными являются компактные модели, масса которых не более 16 кг, а мощность двигателя достигается 0,75-1,4 кВт.

Пневматическая дрель с магнитной пластиной – устройство, в котором режущий инструмент вращается под действием энергии сжатого воздуха. Функционируют установки там, где нет доступа к электричеству и там, где использование электричества неприемлемо по соображениям безопасности (например, во взрывоопасной атмосфере).

 

 

Конструктивные элементы таких машин изготавливают из специальных сплавов, не дающих искр. Это увеличивает безопасность работы оборудования.

Магнитная машина приводится в движение гидравлическим двигателем, который работает под давлением специального масла. Машины, элементы которых изготовлены из неагрессивных сплавов, применяются при работе, где повышенная влажность или под водой.

Так как машины на магнитной основе в основном используются для сверления отверстий в крупных деталях большой толщины, то рабочий инструмент во время работы сильно нагревается. Для того чтобы противодействовать воздействию высокой температуры, которая может привести к поломке инструмента, практически все модели подобных машин снабжены системой охлаждения. Рабочей жидкостью в подобных системах охлаждения используют воду, которая заливается в специальную емкость. Вода подается в зону обработки в автоматическом режиме. Для этого машина имеет специальную конструкцию и компактный насос.

Для защиты инструмента от поломок в аварийных ситуациях и для обеспечения безопасности оператора установки, современные модели станков оснащены предохранительными механизмами. Некоторые производители используют в качестве такого механизма скользящие муфты, которые крепятся к трансмиссии устройства. В этот момент, когда сверло или стержень застревают в заготовке, установочный диск и узел, в котором установлен инструмент, отсоединяются.

 

Устройство сверлильного станка на магнитном основании

 

Составляющие магнитного сверлильного станка:

Резервуарный клапан и для подачи охлаждающей жидкости;

Выключатель и выключатель станка, магнитный выключатель;

Магнитная подушка;

Двигатель;

Шпиндель.

 

Дополнительные параметры и компоненты могут включать в себя:

Сверлильный патрон для вращения;

Кольца и дрели;

Эжекторный штифт.

 

Шпиндель – шпиндель, который дает установить режущий инструмент (резец, сверло).Закрепляется на шпиндельный патрон и сверлильный станок. Вал регулируется по длине, который приводится в действие вручную или автоматически.

Хладагент необходим для защиты инструмента от перегрева и перегрева. Так как станки используются для обработки сложных металлов и больших отверстий, инструмент и заготовка нагреваются, что может привести к повреждению станка и продукта. Большинство машин имеют бак и автоматическую подачу хладагента. В основном это вода, но также используют специальную смазочно-охлаждающую жидкость для обработки металла. Для получения эффективного охлаждения машин установлены электродвигатели, которые работают на скорости не более 1100 об / мин. Подачу смазочно-охлаждающей жидкости можно приобрести отдельно.

 

 

Современные сверлильные станки имеют предохранительные механизмы, которые отключают станок, когда дрель или резак застревает, перегревается или в других аварийных ситуациях. Предохранительный механизм защищает инструмент от растрескивания и повреждения заготовки. Система управления натяжением, управление скоростью шпинделя и система управления постоянной скоростью также дают бесперебойную работу станка.

Дополнительные инструменты используются для выполнения различных видов работ: сверла и фрезы.

 

 

Для сверления отверстий используются сверла (под другими названиями, кольцевые ножи). Фрезы позволяют сверлить отверстия глубиной до 110 мм и диаметром от 12 до 150 мм. Основные фрезы используются для сверления отверстий во всех типах конструкций и стали. Использование кольцевых фрез обеспечивает точный результат без лишних отходов (сколов). Кольцевые фрезы имеют высокую функциональность и позволяют сверлить несколько тысяч отверстий.

Спиральные сверла используются для сверления отверстий меньшего диаметра. Спиральные сверла удобны для быстрой и частой смены. Спиральные сверла сверлят небольшие отверстия во всех типах стали, цветных металлов и железнодорожных путях.

 

Популярные бренды сверлильных станков с магнитным основанием

Лидерами по производству сверлильного оборудования с магнитным подушкой являются BDS, ALFRA, Eibenstock, DeWalt, RUKO, Magrtron, Metabo и Nitto Kohki. Станки данных брендов характеризуются высокой функциональностью и исключительной надежностью, что сказывается на их стоимости, превышающей цены на аналоги китайского и отечественного производства.

Если рассмотреть вариант покупки выгодной магнитной дрели, стоит присмотреться на модели отечественного рынка: BDS Mab 100 и Vityaz 40P. Обе машины относятся к одной ценовой категории, имеют приличную функциональность, надежность и просты в использовании.

Двигатель, на котором установлена машина Mab 100, имеет мощность 0,8 кВт; передает вращение инструмента с помощью одноступенчатой коробки передач. Вал машины может совершать рабочий ход на глубине 80 мм. Магнитное основание установки имеет размеры 80 х 160 см. Спиральные и кружевные инструменты могут быть установлены на станке, шпиндели которого имеют общий размер ¾ дюйма.

 

 

Благодаря использованию зубчатого колеса с возможностью обратного хода в оборудовании станка Vityaz 40P, функциональность этой модели несколько больше, чем в Mab 100. Использование зубчатого колеса позволяет использовать это оборудование для нарезания резьбы в отверстиях диаметром до 16 мм.

Реверс-редуктор – не единственное преимущество машины, в ней установлен более мощный двигатель (1,05 кВт), а его вал может совершать рабочий ход на глубину до 150 мм. При использовании коронкового инструмента на этом станке вы можете сверлить отверстия диаметром от 12 до 40 мм, а с помощью спирального сверла – от 1 до 16 мм.

Профессиональным магнитным буровым оборудованием можно порекомендовать модель станка BDS Mab 825, которая считается признанным лидером среди устройств этой категории. Большая мощность привода такой установки (1,8 кВт) и оснащение ее четырехступенчатой передачей делают ее эффективной для бурения практически всех металлических конструкций.

Это профессиональное оборудование имеет следующие технические характеристики.

Мощность двигателя, используемого в качестве контроллера машины, составляет 1,8 кВт.

 

 

Установкой по стандарту для режущего инструмента является Weldon 19.Размеры магнитного основания составляют 11 х 20 см. Вал машины может совершать рабочий ход на глубину 255 мм. На станке можно установить инструмент с коронкой диаметром 12-100 мм. Диаметр спиральных сверл, которые можно использовать для работы на станке, составляет от 1 до 23 мм. В машине могут быть установлены развертки диаметром от 10 до 100 мм. На валу машины установлен патрон без ключа. Среди опций, которые делают машину Mab 825 еще более надежной, эффективной и удобной в использовании, стоит упомянуть: наличие в конструкции системы безопасности станка, активируемой при увеличении нагрузки на инструмент до критического уровня; автоматическая система охлаждения режущего инструмента; оптическая система, которая контролирует надежность основания машины и адгезию к рабочей поверхности.

Магнитные сверлильные станки профессионального уровня

Магнитные сверлильные станки — мобильное высокоэффективное оборудование, предназначенное для выполнения сквозных и глухих отверстий, нарезания резьбы, зенкования и других операций по обработке отверстий в металле.

Магнитная сверлильная машина

Это станок, который идеально подходит для выполнения отверстий,
сверления поверхности металла, нарезания резьбы, растачивания отверстий и фрезерования. Благодаря большим возможностям магнитного станка Вы можете работать с любыми конструкциями в полевых условиях, где невозможна работа стационарным станком. Удобство в управлении, компактность, мощность – всеми этими качествами обладают ручные сверлильные машины.

У нас всегда в наличии есть следующие модели машин на магнитном основании:

  • МС-36,
  • МС-36 Авто,
  • МС-36 AD,
  • МС-40,
  • МС-51,
  • PRO-52T,
  • PRO-62,
  • МС-76,
  • МС-111,
  • PRO-112T,
  • PRO-132T,
  • PRO-35AD ATEX,
  • PRO-45 ATEX,
  • PRO-200 ATEX.

Используя любой из этих инструментов, Вы сэкономите время, увеличите производительность, и, что немаловажно, качество работ. Благодаря широким эксплуатационным возможностям в любой момент Вы можете изменить мощность двигателя, увеличить или убавить скорость вращения инструмента, что даст возможность выполнять различные виды работ качественно и своевременно. Машина на электромагнитном основании, обладая универсальностью,
мобильностью, простотой и высоким технологическим потенциалом, может выполнять различные виды работ. Сверлильная машина на
магнитной подушке хорошо зарекомендовал себя в различных сферах народного хозяйства.

Важным параметром при работе с магнитным станком наряду с высокой степенью комфорта является безопасность работ.
Сверлильный магнитный станок обладает защитой от перегрузок, регулировкой вращения шпинделя, контролем постоянства
оборотов, автоматической подачей охлаждающей жидкости, системой контроля притяжения, жесткостью конструкции. Все это
обеспечивает значительный запас прочности и гарантированную бесперебойную работу.

Основной режущий инструмент корончатые сверла, подробнее Вы можете ознакомиться в статье — кольцевые сверла по металлу.

Ручные сверлильные машины

Это легкий и компактный инструмент, неприхотливый в обслуживании. Минимальная масса (от 9 кг) и габариты позволяют выполнять работы в труднодоступных местах и в любых положениях, с высокой точностью сверления. Там, где другое оборудование бессильно, всегда справится ручной станок.

Купить магнитный сверлильный станок от производителя

ЗАО НПО «Вектор» занимается производством и продажей сверлильных машин на магнитном основании разных
технических характеристик с 1989 года. Наши клиенты находятся в разных городах Республики Беларусь, Российской Федерации и Республики Казахстан, среди которых областные города Брест, Витебск, Гомель, Гродно, Минск, Могилев, а также Москва, Санкт-Петербург, Челябинск, Нижний Новгород, Северодвинск, Волгоград и другие. Только у нас Вы сможете приобрести магнитную сверлильную машину и дополнительное оборудование к нему по приятной цене. Используя каталог инструментов, можно выбрать станок наиболее соответствующий вашим требованиям.

Доставка по городам Беларуси, России, Казахстана! Консультация специалиста.

Сверлильный станок на магнитной подошве

Содержание статьи:

Обработка сложных по конфигурации и больших конструкций методом сверления зачастую невозможна на традиционных станках. Для решения этой проблемы можно использовать альтернативный вариант – сверлильный станок на магнитной подошве.

Конструктивные особенности станков на магнитной подошве

Переносная модель с магнитной платформой

Главным отличием этого типа оборудования от обычных сверлильных станков заключается в компоновке. Они не имеют традиционной стационарной платформы, вместо нее используется магнитное основание.

Она предназначена для фиксации установки на поверхности металлической заготовки или детали. Причем ориентация оборудования может быть различной: горизонтальной, вертикальной или наклонной. Все зависит от конфигурации изделия.

Конструктивно все магнитные сверлильные станки должны иметь следующие компоненты:

  • магнитная основа, она же монтажный узел. Предназначена для фиксации установки на поверхности металлической заготовки. Представляет собой электромагнит, активация и выключение которого выполняется пользователем;
  • колонна. Служит опорой для монтажа других компонентов оборудования. В некоторых моделях по ней может смещаться блок со сверлильной головкой и электродвигателем;
  • сверлильный блок. Состоит из электродвигателя и шпиндельной бабки, на которую крепится сверлильный патрон. В зависимости от конфигурации последний может перемещаться только по высоте или иметь поворотный механизм для сверления под углом.

Дополнительно может быть установлена система подачи охлаждающей жидкости. Эта функция необходима для увеличения качества обработки. В процессе сверления происходит нагрев инструмента и материала. Впоследствии может произойти налипание стружки на режущую часть сверла, что приведет к его выходу из строя.

Большинство моделей станков с магнитным основанием рассчитаны для подключения к электросети. Но в некоторых случаях удобнее использовать аккумуляторное оборудование. При этом необходимо помнить, что его мощность будет ниже, чем у обычных станков.

Специфика применения

Сверление трубчатой конструкции

Область применения этого типа оборудования широка. Магнитные станки с подобным основанием обладают максимальной мобильностью и могут быть установлены на любой металлической поверхности. Благодаря продуманной компоновке и высокой производительности с их помощью выполняют сверлильные работы в судостроении, при возведении мостов и аналогичных им массивных стальных конструкций.

Но несмотря на кажущуюся универсальность необходимо знать определенные правила эксплуатации. Прежде всего это относится к материалу основания, на который будет установлен сверлильный станок на магнитной опоре. Надежность прижима обеспечивает электромагнитное поле. Поэтому основание должно обладать ферромагнитными свойствами. Если же это условие не обеспечивается – можно установить вспомогательную стальную пластину, закрепленную на обрабатываемой детали.

Учитывая эти качества оборудования, магнитные сверлильные станки могут применяться для выполнения таких операций:

  • сверление;
  • рассверливание и зенкование;
  • нарезание резьбы;
  • фрезерование. Но только в том случае, если патрон рассчитан для подобных нагрузок.

Для обеспечения устойчивости конструкции помимо магнитного основания могут применяться механические виды крепления. Это актуально при монтаже на трубы круглого сечения или сложные по конфигурации компоненты металлоконструкций. Переходник крепится на подушке, при этом не препятствуя контакту магнита с металлической поверхностью.

При выборе модели следует учитывать, что магнитные станки должны иметь повышенную защиту от влаги. Это обусловлено спецификой эксплуатации вне помещений.

Классификации сверлильных станков

Габариты станка

Для определения оптимального типа сверлильного станка на магнитной подушке необходимо брать во внимание его технические и эксплуатационные качества. Несмотря на относительно небольшие размеры этот вид оборудования может иметь широкий функционал.

Не существует общепринятой классификации станков на магнитном основании. Поэтому перед приобретением рекомендуется сделать сравнительный анализ предлагаемых моделей. Определяющим параметром являются условия эксплуатации оборудования. Им должны соответствовать характеристики, которыми обладает магнитный станок.

Исходя из этого условия можно выделить такие параметры оборудования:

  • подача сверла – ручная или автоматическая. Второй вариант используется при невозможности вручную осуществлять процесс сверления. Предварительно настраиваются параметры станка с магнитным основанием, а затем после установки на металлоконструкцию программа запускается;
  • тип питания электродвигателя – от аккумуляторных батарей или с помощью подключения к электросети;
  • функция поворота сверлильной головки относительно заготовки. Это дает возможность формировать сложные сквозные и глухие отверстия.

Помимо этих конструктивных особенностей необходимо учитывать фактические технические характеристики модели. Они определяют не только перечень выполняемых операций, но и их качество.

Для уменьшения габаритов станка вместо традиционной ременной передачи зачастую используется зубчатая. Благодаря ей можно корректировать частоту вращения сверла.

Перечень технических параметров

Устройство станка

После выбора модели станка по конструктивным особенностям можно приступать к анализу его технических характеристик. Прежде всего необходимо обращать внимание на габариты оборудования. Они определят возможность установки в труднодоступных местах металлоконструкций.

Помимо основных технических характеристик уникальной является размер магнитной подошвы. Этот параметр определяет монтажные габариты площадки для установки оборудования. Также производитель указывает на возможность горизонтального или вертикального монтажа. Это необходимо знать для формирования отверстий в сложных по конфигурации конструкциях.

Перечень основных технических характеристик для сверлильного станка на магнитном основании во многом совпадает со стандартными параметрами подобного оборудования:

  • электродвигатель. Его потребляемая и выходная мощность, тип;
  • частота вращения шпиндельной головки без обработки поверхности заготовки. Возможность изменения этого параметра во время работы станка;
  • максимальный и минимальный диаметр сверления;
  • максимально допустимое усилие на сверлильную головку. Во избежание ее поломки в конструкции предусмотрен защитный механизм;
  • сила притяжения магнитной подошвы;
  • смещение сверлильного патрона по стойке;
  • максимальный вылет сверла относительно поверхности обрабатываемой детали;

Эти характеристики подробно описываются в техническом паспорте устройства. Дополнительно следует учитывать комплектацию и условия эксплуатации. Практически все модели сверлильных станков с магнитными подушками рассчитаны для работы на открытом пространстве. Однако это следует проверить перед покупкой.

Одним из важных свойств устройства является расположение управляющих компонентов. Обычно они находятся на одной из боковых частей станка. Это необходимо учитывать при его установке на металлическую конструкцию.

Особенности эксплуатации

Установка станка

После приобретения сверлильного станка на магнитной подушке следует выполнить корректную сборку и настройку. Затем необходимо проверить его работоспособность перед установкой на обрабатываемый материал.

Предварительно настраиваются необходимые параметры оборудования: скорость вращения рабочего вала, глубина сверления и т.д. Затем станок устанавливается на металлическую поверхность металлоконструкции.

Порядок эксплуатации станка.

  1. Убедиться, что металлическая поверхность ровная, не имеет мусора или других компонентов, препятствующих плотному контакту магнитной подошвы.
  2. Установить на оборудование сверло нужного диаметра.
  3. Выполнить монтаж станка на стальную поверхность, проверить надежность фиксации.
  4. Если работы выполняются на негоризонтальных поверхностях – необходимо использовать страховочный трос. Он предотвратит падение станка в случае несрабатывания магнита.
  5. Для моделей с ручной регулировкой сверление необходимо делать согласно ранее разработанной технологии. Учитывается глубина обработки, а также твердость материала.

Для перемещения станка по поверхности конструкции необходимо выключить электродвигатель, дождаться полной остановки сверла и только затем деактивировать магнитную подушку. Монтаж и последующая эксплуатация осуществляется по вышеописанной методике.

В среднем после 50 часов работы необходимо проверять целостность сопряжения узлов и деталей. Это связано с вибрациями, возникающими во время сверления. Они негативно воздействуют на конструкцию.

Возможность самостоятельного изготовления

Станок с возможностью установки дрели

Несмотря на все вышеперечисленные положительные качества, сверлильные станки, имеющие магнитное основание, обладают высокой стоимостью. Поэтому многие задумываются о возможности изготовления их своими руками.

Главная проблема заключается в согласовании компонентов оборудования. Конструкция станка должна быть достаточно небольшой, но при этом выполнять возложенные на нее функции. В отличие от классических моделей передача вращающего момента осуществляется не с помощью ременного привода, а шестеренчатого. Сделать его своими руками проблематично.

Выходом из этой ситуации является приобретение подставки на магнитной подушке с возможностью установки ручного обрабатывающего инструмента. Магнитные сверлильные станки подобной конструкции обладают такими эксплуатационными качествами:

  • блок крепления инструмента рассчитан для монтажа дрели, фрезера;
  • небольшие размеры;
  • возможность монтажа на конструкцию в горизонтальном или вертикальном положении.

Однако наряду с этими качествами подобный блок характеризуется худшими показателями производительности, чем у полноценных моделей. Также необходимо учитывать возможные трудности в управлении оборудованием.

Для решения последней проблемы можно изготовить блок дистанционного управления ручной дрелью. Это позволит контролировать процесс формирования глухих или сквозных отверстий дистанционно. Дополнительно можно приобрести или сделать систему подачи СОЖ. Она будет представлять собой небольшую емкость, устанавливаемую на корпус дрели. С помощью шланга жидкость подаётся в зону обработки.

С примером работы подобной установки можно ознакомиться в видеоматериале:

Магнитные сверлильные станки: характеристики и классификация

Магнитные сверлильные станки предназначены для сверления, фрезеровки и нарезания резьбы (если оснащены реверсом) в металлических заготовках во всех плоскостях. Основное их преимущество по сравнению с классическими сверлильными станками – мобильность: имеют относительно малый вес и легко переносимы с места на место. Они способны обрабатывать детали в труднодоступных местах, работать в горизонтальном положении, закрепляясь при помощи электромагнита к деталям толщиной не менее 9 мм (в том числе и на потолке). Переносной магнитный сверлильный станок применяется в строительстве, машиностроении, судостроении и других подобных отраслях.

Станки оснащаются электрическим и пневматическим приводами. Пневматические предназначены для обработки деталей в местах отсутствия электричества или взрывоопасных объектах. Электрические — питаются от сети 220 В или аккумуляторов.

По способу подачи шпинделя классифицируются на:

  • с ручной подачей – подача происходит за счет вращения штурвала;
  • автоматической подачей – осуществляется за счет системы подачи при ее активации. Позволяет увеличить скорость сверления на 30% по сравнению со станками с ручной подачей.

По способу компоновки магнитные сверлильные станки подразделяются:

  • вертикальные – классическое вертикальное расположение шпинделя;
  • угловые – двигатель устанавливается горизонтально и соединяется через угловой редуктор с вертикальным шпинделем. Это уменьшает габариты и позволяет использовать эти сверлильные станки в местах с малыми высотами.

Основные узлы

Основные узлы магнитного сверлильного станка

  1. емкость для смазочно-охлаждающей жидкости;
  2. электрический двигатель с редуктором;
  3. шпиндель;
  4. магнитная подошва;
  5. панель управления;
  6. станина;
  7. трубка подачи СОЖ.

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками при выборе магнитных сверлильных станков являются:

  • мощность – параметр, влияющий на производительность станка: чем больше мощность, тем большую работу выполняет оборудование за единицу времени;
  • максимальный диаметр сверления – какое максимально большое отверстие возможно просверлить в стали корончатым сверлом;
  • частота вращения шпинделя – максимальная скорость вращения инструмента – некоторые модели имеют возможность менять частоту вращения за счет изменения передаточного числа редуктора, в результате, при понижении частоты вращения, увеличивается крутящий момент, что позволяет обрабатывать большие отверстия без нагрузок на редуктор;
  • посадка шпинделя – шпиндель может иметь посадку Weldon 19 или конус Морзе соответствующего размера;
  • прижимная сила магнита – усилие, с которым магнитное основание примагничивается к детали. Зависит от модели станка, его технических характеристик и назначения.

Кроме вышеописанные характеристик, следует помнить и о второстепенных, которые также влияют на выбор:

  • объем работ – если у вас большой объем работ, то лучше склониться к выбору профессиональной машине, рассчитанной на интенсивные условия работы;
  • тип материала – так станок магнитный, то и материал должен обладать магнитными свойствами;
  • глубина резания;
  • средний вес варьируется в пределах 10 – 25 кг.

Возможности станков

Магнитные сверлильные станки позволяют получать отверстия диаметром от 1 до 150 мм и глубиной 200 мм в стали при помощи спиральных сверл и сверл корончатого типа.

При использовании спиральных сверл максимальный диаметр отверстия, который может выполнить станок, уменьшается и составляет (в зависимости от производителей) порядка 42 мм.

Для исключения таких неприятных моментов как заклинивания режущего инструмента и его поломка в некоторых моделях станков применяется проскальзывающая муфта, которая останавливает работу двигателя при возникновении таких ситуаций.

Станки способны хорошо закреплять на ферромагнитных материалов толщиной от 9 мм. Если материал тоньше, то рекомендуется подложить лист ферромагнитного материала под заготовку, до образования общей толщины 9 мм.

Для установки магнитных сверлильных станков на немагнитные поверхности применяйте вакуумное крепление.

При сверлении труб используется цепное крепление.

Дополнительные аксессуары для сверления

При покупке обратите внимание на дополнительные опции, которые расширяют функциональность оборудования:

  • СОЖи – увеличивают срок службы режущего инструмента и уменьшают силу трения;
  • емкости различного объема для СОЖ;
  • поворотные магниты;
  • вакуумное крепление;
  • сверлильные патроны;
  • корончатые сверла – позволяют получать сквозные отверстия большего диаметра по сравнению со спиральными сверлами за счет резания только части объема материала, зубья изготавливаются из быстрорежущей стали и из твердосплавных сталей;
  • метчики.

Медленная недостаточная скорость подачи сокращает срок службы корончатых сверл и фрез и понижает производительность обработки.

При выборе материала сверла нужно руководствоваться такими соображениями:

  • если диаметр отверстия менее 35 мм и необходимо обработать материал не высокой прочности, то выбирают из быстрорежущей стали;
  • если диаметр отверстия более 35 мм и обрабатываются высокопрочные материалы, то выбираются твердосплавные фрезы и сверла.

Видео сверления рельса

Фирмы производители

На сегодняшний день в РФ встречается оборудование:

  • DeWalt – американские станки от концерна Stanley Black & Decker, зарекомендовавшие себя как профессиональные высокого качества;
  • Metabo – немецкая компания, производящая огромный перечень строительного оборудования и инструмента;
  • BDS – являются профессиональными сверлильными станками на магнитном основании и изготавливаются немецким концерном BDS Maschinen;
  • Euroboor – нидерландская компания, специализирующаяся на производстве сверлильных машин на магнитной подушке, а также инструмента к ним – корончатых фрез;
  • Magtron – британское предприятие, специализирующееся на производстве магнитных станков. Станки имеют много электроники, которая следит за режимами резания и поддерживает безопасность работы;
  • Rotabroach – еще одна британская компания, специализирующаяся на поставках магнитных сверлильных машин для кольцевого сверления и корончатых сверл;
  • Proma, Энкор, Stalex – китайские марки, положительно зарекомендовавшие себя на российском рынке. Имеют достаточно высокую долю рынка по продажам станков на магнитном основании, приемлемое соотношение цена/качество, а также сервисная поддержка на территории городов-миллионников;
  • Витязь – российский бренд, выпускающий станки на основе немецких комплектующих;
  • Вектор – белорусская марка по оптимальным ценам, хорошее соотношение цена/качество, станки позволяют просверливать отверстия до 130 мм и нарезать резьбу до М30;
  • Хайтек – российский производитель магнитных сверлильных станков, расположивший свои производственные мощности в г. Ногинск Московской области. Станки собираются на основе немецких редукторов, оснащаются электронной регулировкой скорости вращения, реверсом. Модели станков постоянно модернизируются: повышается надежность, экономичность и производительность, улучшается эргономичность.

Как построить устройство электромагнитной левитации

«Не левитируйте ложку; это невозможно. Вместо этого попробуйте понять правду. Ложки нет». – п. Матрица (1999)

А что, если есть ложка? Или какой-нибудь другой объект. Вы не можете просто полагаться на силу своего разума, чтобы левитировать объекты. Этот проект от Дрю Пола из Drew Paul Designs представляет собой самодельное устройство с электромагнитной левитацией, которое может поднять в воздух небольшой металлический предмет.Используйте его в качестве украшения на следующем званом ужине … или обманите друзей, заставив думать, что у вас есть магические способности. Просто помните старую поговорку: единственная разница между фокусником и инженером в том, что инженер расскажет вам, как это делается.

Наблюдайте за работой устройства электромагнитной левитации.

Для инструментов вам также понадобятся паяльник и припой, сверло и биты до 5/16 дюйма, немного изоленты или термоусадочной пленки, клей и гаечный ключ на 5/16 дюйма.

СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ СХЕМУ ЗДЕСЬ:

Для тех, кто не хочет закупать отдельные детали, Дрю Пол также сделал набор всех доступных компонентов.

Основные компоненты

Почему мы не можем просто расположить магнит на правильном расстоянии, чтобы левитировать металлические предметы? Это потому, что по мере того, как железный материал приближается к магнитному полю, сила увеличивается экспоненциально. Это описывается так называемым магнитным законом обратных квадратов:

Интенсивность1 / Интенсивность2 = Расстояние1 / Расстояние2

Итак, нет точки в космосе, где магнит или электромагнит естественным образом подвешивали бы объект, не вступая в контакт.Попав в поле, пути назад нет! … Если только …

Распространяющееся магнитное поле может быть показано на 2D-диаграммах или на магнитной пленке в виде силовых линий, исходящих от полюсов. Даже с помощью осциллографа невозможно многое сказать о движении и направлении поля с помощью только двухмерных снимков (как эта пресловутая иллюзия). При наблюдении в 3D это поле можно увидеть и почувствовать как тороидальное, а во времени мы начинаем видеть, что возникает распространяющееся спиральное поле.То же самое и в случае электромагнита, и когда поле схлопывается, оно происходит в противоположном направлении. Это описывается тем, что обычно называют Правилами Флемингса для правой и левой руки.

Итак, теоретически можно было бы создать чередующиеся вихри / спирали, чтобы привести объект в желаемое положение. После выполнения некоторых расчетов на основе приведенной выше формулы мы обнаруживаем, что это возможно только при точном и быстром чередовании этих полей (50 000 раз в секунду или больше!)

С помощью нескольких компонентов мы можем создать распространяющееся и коллапсирующее электромагнитное поле, управляемое датчик, который определяет напряженность поля, и цепь, которая прикладывает соответствующее поле к электромагниту.

Сборка корпуса

После завершения корпус должен иметь размеры 8 x 10 x 12 дюймов.

1.) Сначала сложите и закрепите наше оргстекло, отмерьте и просверлите четыре отверстия возле углов, следя за тем, чтобы оставалось пространство от краев, и просверлите сверлами постепенно увеличивающегося размера, чтобы избежать растрескивания. У вас должно получиться четыре 5/16-дюймовых отверстия в углах всех трех листов оргстекла. Обязательно обратите внимание на ориентацию, чтобы у вас была симметричная посадка.

2.) Далее просверливаем на одном из листов отверстие или дырочки для нашего входного домкрата. Это может отличаться в зависимости от вашего разъема, но должно быть рядом с задней частью корпуса.

3.) Чтобы построить корпус, сначала вставьте четыре стержня с резьбой 5/16 дюйма в отверстия одного из листов. Закрепите лист на расстоянии 1,5-2 дюймов от нижней части стержней с помощью одной шайбы и гайки с каждой стороны оргстекла и добавьте резиновую ножку на нижнюю часть каждого стержня. Прежде чем продолжить, убедитесь, что все выровнено.

4.) Затем вставьте гайку и шайбу примерно на 3-4 дюйма от верха наших стержней и поместите лист с отверстием для домкрата сверху.

5.) Последний шаг к нашему корпусу – закрепить последний лист оргстекла наверху после того, как вы добавите компоненты из следующего раздела.

Установка и закрепление компонентов

Теперь, когда у нас есть платформа, мы можем создавать и устанавливать наши компоненты.

1.) Эта относительно простая пара цепи и соленоида может быть построена в соответствии с приведенной ниже схемой.Обратите внимание, что SS495 крепится к нижней части катушки. Добавление светодиода позволяет вам проверять мощность, а цифровой вольтметр позволяет обнаруживать нагрузку для целей настройки, оба опционально, они могут быть подключены непосредственно к входу цепи 12 В с помощью встроенного резистора 10 кОм на горячем выводе (+).

2.) Подключите разъем к входу схемы, обращая внимание на принципиальную схему и помните, что корпус разъема является заземлением (-).

3.) Подключите выходы 1 и 2 микросхемы LMD18201 к катушке соленоида.Вставьте стальной болт в центр катушки и в головку болта крепления датчика Холла SS495 A, к которому будут подключены провода в соответствии со схемой.

(на этом этапе может оказаться полезным временно все обезопасить, аккуратно подключить питание и проверить поле соленоида с помощью магнита).

4.) После получения результата закрепите компоненты на платформе. Схема должна быть вертикальной, чтобы обеспечить поток воздуха, рядом с разъемом, сторона соленоида должна быть обращена датчиком вниз, а дополнительный светодиод и ЖК-дисплей можно разместить в любом удобном месте.Добавление термоусадочной пленки и крышек проводов на этом этапе делает все аккуратным и помогает избежать коротких замыканий и перетягивания проводов.

5.) Чтобы еще больше закрепить и закрыть все, добавьте последний лист оргстекла. Сначала добавьте гайку и шайбу к каждому стержню, затем последний лист оргстекла и отрегулируйте его так, чтобы верхний лист соприкасался с соленоидом, плотно удерживая его на месте. Установив на место и выровняв, добавьте еще четыре шайбы, гайки и колпачок с резиновыми торцевыми колпачками.

Настройка и тестирование

1.) При установке соленоида наша ориентация не учитывала полярность. Следовательно, нам нужно будет выбрать правильный полюс нашего магнита, чтобы он был обращен к нашей катушке. Для этого подключите питание и начните вводить магнит в поле соленоида. Одна сторона магнита будет непрерывно притягиваться, а другая будет иметь тенденцию фиксироваться в нескольких дюймах от катушки. Обратите внимание на эту сторону магнита. Будьте осторожны, не подходите слишком близко; оба полюса будут сильно притягиваться, если поднести их слишком близко к катушке под напряжением.

2.) Теперь, когда мы знаем, какой полюс нашего магнита мы используем, мы теперь определим, какой вес он может выдержать. Слишком маленький вес – и груз будет притягиваться без левитации, слишком большой вес – и магнитное поле не сможет преодолеть силу тяжести, и объект упадет.

Метод проб и ошибок должен помочь вам найти оптимальный вес, прикрепив к магниту случайные предметы. Однако вы также можете использовать более точный подход:

Используя маленькие гайки и болты, постепенно добавляйте их к своему магниту и проверяйте.Как только вы найдете точку равновесия (вы почувствуете легкий щелчок, когда она встанет на место), отметьте вес груза с помощью небольших весов. Затем добавьте или уберите небольшой вес, чтобы найти свой диапазон и оптимизировать для устойчивости. Затем вы можете использовать это как ориентир и начать левитировать что-либо в этом диапазоне веса, который обычно составляет 45-55 граммов, не считая самого магнита.

3.) Когда все работает правильно, подключите осциллограф, чтобы увидеть поля в действии!

Вдохновляй и удивляй!

Теперь ваше устройство электромагнитной левитации должно быть укомплектовано и функционирует.Он поднимет в воздух любой предмет в определенном диапазоне веса. Для неметаллических предметов попробуйте атаковать их гвоздями или орехами.

[Все изображения любезно предоставлены Drew Paul / Drew Paul Designs]

Как работают поезда на магнитной подвеске | HowStuffWorks

В то время как транспорт на магнитной подвеске был впервые предложен более века назад, первый коммерческий поезд на магнитной подвеске стал реальностью только в 1984 году, когда начал курсировать низкоскоростной шаттл на магнитной подвеске между железнодорожным вокзалом Бирмингема в Великобритании и терминалом аэропорта. международного аэропорта Бирмингема.С тех пор различные проекты на магнитной подвеске начались, застопорились или были полностью заброшены. Однако в настоящее время существует шесть коммерческих линий магнитной подвески, и все они расположены в Южной Корее, Японии и Китае.

Тот факт, что системы магнитной подвески быстрые, плавные и эффективные, не отменяет одного критического факта – создание таких систем невероятно дорого. В городах США от Лос-Анджелеса до Питтсбурга и Сан-Диего в разработке были планы создания линии на магнитной подвеске, но стоимость строительства транспортной системы на магнитной подвеске (примерно от 50 до 200 миллионов долларов за милю) была непомерно высокой и в конечном итоге свела на нет большинство предложенных проектов.Некоторые критики считают, что проекты на магнитной подвеске стоят, возможно, в пять раз дороже, чем традиционные железнодорожные линии. Но сторонники этих поездов отмечают, что стоимость эксплуатации этих поездов в некоторых случаях до 70 процентов ниже, чем при использовании устаревших железнодорожных технологий [источники: Холл, Хидеказу и Нобуо].

Не помогает то, что некоторые громкие проекты провалились. Администрация Университета Олд Доминион в Вирджинии надеялась, что в осеннем семестре 2002 года у студентов будет супер-шаттл, курсирующий по университетскому городку, но поезд совершил несколько пробных запусков и так и не приблизился к скорости 40 миль в час (64 км в час). скорости обещали.В 2010 году вокзалы были окончательно разобраны, но части эстакады все еще стоят, что свидетельствует об отказе в размере 16 миллионов долларов [источник: Кидд].

Но другие проекты продолжаются. Одна амбициозная группа хочет построить 40-мильный (64-километровый) участок от Вашингтона до Балтимора, и у этой идеи есть много сторонников, но ожидается, что проект будет стоить до 15 миллиардов долларов. Непомерно высокая цена концепции может показаться смехотворной практически в любом другом месте в мире, но душераздирающий тупик в этом регионе и ограниченное пространство означают, что городским планировщикам и инженерам нужно инновационное решение, а сверхбыстрая система магнитолевой подвески может быть лучшим вариантом.Ключевой коммерческий аргумент – расширение этого проекта могло бы соединить Вашингтон с Нью-Йорком и сократить время в пути до 60 минут, быстрых поездок, которые могут изменить торговлю и путешествия на Северо-Востоке [источники: Лазо, Северо-Восточный Маглев].

В Азии, однако, бум на магнитных подвесках, по сути, уже начался. Япония лихорадочно работает над маршрутом Токио-Осака, который может открыться к 2037 году. Когда он будет завершен, поезд сократит почти трехчасовую поездку до 67 минут [источник: Reuters].

Китай серьезно рассматривает десятки потенциальных маршрутов на магнитной подвеске, все они проходят через густонаселенные районы, требующие высокопроизводительного общественного транспорта. Это не будут скоростные поезда. Вместо этого они будут перемещать множество людей на более короткие расстояния с меньшей скоростью. Тем не менее, Китай производит все свои собственные технологии магнитных левов и собирается представить коммерческую линию магнитных левов третьего поколения с максимальной скоростью около 125 миль в час (201 км / ч) и, в отличие от предыдущих версий, полностью автономную, вместо этого полагаясь на компьютерные датчики для ускорение и торможение (в стране уже работает несколько поездов на магнитной подвеске, но им нужен водитель.) [источник: Вонг].

Невозможно точно знать, какое место в будущем будут иметь магнитные подвески для транспортировки людей. Достижения в области беспилотных автомобилей и авиаперелетов могут усложнить развертывание линий магнитной подвески. Если индустрии гипертерлей удастся набрать обороты, это может разрушить все виды транспортных систем. И некоторые инженеры подозревают, что даже летающие автомобили, хотя и невероятно дорогие, могут превзойти железнодорожные системы в будущем, потому что им не нужны масштабные инфраструктурные проекты, чтобы начать работу.

Возможно, всего через десятилетие или два страны всего мира вынесут вердикт по поездам на магнитной подвеске. Может быть, они станут опорой высокоскоростных путешествий или просто любимыми проектами, обслуживающими лишь отдельные группы населения в густонаселенных городских районах. Или, возможно, они просто исчезнут в истории, почти волшебная форма технологии левитации, которая так и не стала популярной.

Как работает магнитопровод | Министерство энергетики

Что, если бы вы могли добраться из Нью-Йорка в Лос-Анджелес менее чем за семь часов, не садясь в самолет? Это могло быть возможно на поезде Маглев.

Маглев – сокращение от магнитной левитации – поезда уходят своими корнями в технологию, впервые разработанную в Брукхейвенской национальной лаборатории. Джеймс Пауэлл и Гордон Дэнби ​​из Брукхейвена получили первый патент на конструкцию поезда с магнитной левитацией в конце 1960-х годов. Идея пришла к Пауэллу, когда он сидел в пробке и думал, что должен быть лучший способ передвижения по суше, чем автомобили или традиционные поезда. Он придумал идею использовать сверхпроводящие магниты для левитации вагона.Сверхпроводящие магниты – это электромагниты, которые во время использования охлаждаются до экстремальных температур, что резко увеличивает мощность магнитного поля.

Первый коммерчески эксплуатируемый высокоскоростной сверхпроводящий поезд на маглеве открылся в Шанхае в 2004 году, другие уже эксплуатируются в Японии и Южной Корее. В Соединенных Штатах изучается ряд маршрутов, соединяющих такие города, как Балтимор и Вашингтон, округ Колумбия.

В Маглеве сверхпроводящие магниты подвешивают вагон поезда над U-образной бетонной направляющей.Как и обычные магниты, эти магниты отталкиваются друг от друга, когда совпадающие полюса обращены друг к другу.

«Вагон поезда на маглеве – это просто коробка с магнитами на четырех углах», – говорит Джесси Пауэлл, сын изобретателя Маглева, который сейчас работает со своим отцом. Это немного сложнее, но концепция проста. Используемые магниты являются сверхпроводящими, а это означает, что, когда они охлаждаются до температуры менее 450 градусов по Фаренгейту ниже нуля, они могут генерировать магнитные поля в 10 раз сильнее, чем обычные электромагниты, достаточные для приостановки и движения поезда.

Эти магнитные поля взаимодействуют с простыми металлическими петлями, встроенными в бетонные стены направляющей Маглев. Петли сделаны из проводящих материалов, таких как алюминий, и когда магнитное поле движется мимо, он создает электрический ток, который генерирует другое магнитное поле.

Три типа петель устанавливаются на направляющих с определенными интервалами для выполнения трех важных задач: одна создает поле, которое заставляет поезд парить примерно на 5 дюймов над направляющей; вторая удерживает поезд в горизонтальном положении.Обе петли используют магнитное отталкивание, чтобы удерживать вагон поезда в оптимальном положении; чем дальше он удаляется от центра направляющей или чем ближе к основанию, тем большее магнитное сопротивление толкает его обратно на путь.

Третий набор контуров – это силовая установка, работающая от переменного тока. Здесь и магнитное притяжение, и отталкивание используются для перемещения вагона по рельсовым путям. Представьте себе коробку с четырьмя магнитами – по одному на каждом углу. Передние углы имеют магниты с северными полюсами наружу, а задние углы имеют магниты с южными полюсами наружу.Электрификация контуров движения генерирует магнитные поля, которые тянут поезд вперед спереди и толкают его сзади.

Эта конструкция с плавающим магнитом обеспечивает плавное срабатывание. Несмотря на то, что поезд может двигаться со скоростью до 375 миль в час, водитель испытывает меньшую турбулентность, чем на традиционных поездах со стальными колесами, потому что единственным источником трения является воздух.

Еще одно большое преимущество – безопасность. Поезда на маглеве «двигаются» механизированной направляющей. Любые два поезда, идущие по одному и тому же маршруту, не могут догнать друг друга и врезаться друг в друга, потому что все они движутся с одинаковой скоростью.Точно так же традиционные сходы поездов с рельсов, которые происходят из-за слишком быстрого поворота, не могут произойти с Maglev. Чем дальше поезд на магнитной подвеске удаляется от своего нормального положения между стенками рельсов, тем сильнее становится магнитная сила, толкающая его обратно на место.

Джесси Пауэлл больше всего увлекался этой основной особенностью. «С Маглевом нет водителя. Транспортные средства должны двигаться туда, куда их отправляет сеть. Это основная физика. Итак, теперь, когда у нас есть компьютерные алгоритмы для очень эффективной маршрутизации, мы можем изменять планирование всей сети на лету.В будущем это приведет к гораздо более гибкой транспортной системе », – сказал он.

Хотя эта захватывающая технология не используется сегодня в Соединенных Штатах, если Пауэлл и его команда добьются своего, когда-нибудь вы сможете плыть к следующему пункту назначения.

Примечание редактора: этот пост написал научный автор из Брукхейвенской национальной лаборатории, одной из 17 национальных лабораторий Министерства энергетики.

Поезд на магнитной подушке, компания по перевозке дирижаблей, объединить усилия

Компания из Питтсбурга, которая хочет построить первый U.Высокоскоростной поезд на магнитной подушке S. и немецкая компания, которая хочет построить первые тяжеловесные дирижабли и воздушные шары, инвестировали в будущее друг друга в среду.

Maglev Inc. заявила на пресс-конференции в Университете Карнеги-Меллона, что будет использовать грузовые воздушные перевозки, разработанные немецкой компанией CargoLifter AG в Бранденберге, для перемещения тяжелого бурового оборудования и стальных направляющих балок при строительстве системы маглев.

Maglev Inc. – это основанный в Монровилле консорциум местных корпораций, университетов и рабочих групп, который борется за 950 миллионов долларов федерального финансирования на строительство 47-мильного сообщения между международным аэропортом Питтсбурга и Гринсбургом через остановки в центре Питтсбурга и в Монровилле.

«Это соглашение означает приверженность фундаментальным изменениям в высокоскоростном наземном транспорте, а также в логистике и строительных услугах», – сказал Чарльз Эдвардс, президент CargoLifter Inc., дочерней компании компании по производству дирижаблей в США.

В соответствии с их соглашением, Maglev и CargoLifter обменяются акциями и другими ценными бумагами на $ 300 000, что даст обеим компаниям долю в совместных усилиях.

Maglev Inc. – один из двух финалистов (второй – консорциум во главе с транспортным агентством штата Мэриленд, который хочет построить систему между Балтимором и Вашингтоном) для финансирования федерального проекта демонстрации маглев.Решение между ними ожидается в 2003 году.

Обе группы будут импортировать немецкую технологию, принадлежащую Transrapid International Gmbh, партнерству промышленного конгломерата Siemens AG и производителя стали ThyssenKrupp.

Прототип системы Transrapid уже 10 лет работает в Германии. Система Transrapid строится в Шанхае, Китай.

Предложение Maglev Inc. обойдется примерно в 2,6 миллиарда долларов.

Компания CargoLifter, основанная в 1996 году, стремится оживить дирижабль, изобретенный немцем Фердинандом Августом Адольфом, графом фон Цеппелином, на рубеже 20-го века.

Ранние цеппелины использовались немецкой армией для сброса бомб во время Первой мировой войны и для коммерческой авиации в начале 1930-х годов. Катастрофа в Гинденбурге в 1936 году положила конец пассажирскому дирижаблю.

После Второй мировой войны такие компании, как Goodyear Tire в Акроне, штат Огайо, использовали дирижабли, наполненные негорючим гелием, в рекламных и рекламных целях. Но в остальном дирижабли бесполезны.

CargoLifter недавно начал строительство своего прототипа дирижабля в ангаре, построенном на бывшей советской авиабазе к юго-востоку от Берлина.Дирижабль, получивший название CL 160, рассчитан на грузоподъемность 160 тонн.

Построенный год назад ангар CargoLifter, который, по словам компании, является крупнейшим в мире, имеет высоту 35 этажей с изогнутыми выдвижными дверными проемами с обеих сторон.

Компания заявляет, что CL 160 будет предлагать множество преимуществ по сравнению с другими видами транспорта, поскольку он может разгружать груз без приземления, а это означает, что нет необходимости в взлетно-посадочной полосе и нет необходимости перемещать груз из одного вида транспорта, такого как поезд, самолет или корабль. , в другой режим, например грузовик.

Компания надеется испытать свой первый дирижабль к 2004 году, когда она начнет выпускать четыре или пять дирижаблей в год.

CargoLifter основала американский филиал в Роли, Северная Каролина, который станет первым центром производства американских дирижаблей CargoLifter в течение следующих пяти лет, если испытания первого немецкого дирижабля будут успешными.

Компания также разработала негабаритный аэростат для буксировки грузов.

CargoLifter получил финансирование на сумму около 89 миллионов долларов США на начало своей деятельности.В нем работает 470 человек, 255 из которых работают в ангаре в Бранденбурге.

Как сделать своими руками украшения дома с парящими растениями? – ПЛАВАЮЩИЙ

В 2021 году мы будем использовать природные элементы, чтобы сохранять спокойную атмосферу. Комнатные растения – отличный способ добавить к вашей земной атмосфере, поэтому плавающие растения станут идеальным украшением вашего дома. К тому же прошли те времена, когда нам приходилось сталкиваться с проблемами ухода за растениями.

Эти плавающие растения могут вращаться на 360 градусов для максимального воздействия солнечного света.Так что, если в вашем доме есть хороший доступ к естественному свету, самое время добавить несколько левитирующих растений. Вот несколько потрясающих идей, которые помогут вам украсить свой дом своими руками!

Как работает левитирующее растение?

Плавающие растения – неотъемлемая часть современного декора, позволяющая ухаживать за растениями, сохраняя при этом стильный внешний вид. Эти растения остаются в воздухе, а некоторые из них способны вращаться.

Они действительно выглядят волшебно, но в чем секрет их левитации? Ну, плавающие растения используют магнитную левитацию, чтобы оставаться на высоте.У них есть магнит в основании и еще один магнит наверху.

Магниты работают вместе, создавая отталкивание между двумя частями растения. Это отталкивание помогает создать эффект левитации.

Итак, если вам все еще интересно, что магниты в основном притягиваются друг к другу, то как возможна эта левитация? Итак, у магнита два полюса; Север и юг. Противоположные полюса притягиваются друг к другу и, как полюсы, отталкиваются.

Следовательно, эти левитирующие растения используют одни и те же полюса магнита для создания отталкивания, которое помогает создать левитацию.

Как сделать левитирующее растение дома?

В то время как большинство проектов, сделанных своими руками, попадают в мусорное ведро, мы заверяем вас, что ваше магнитно-левитирующее растение попадет на вашу полку для украшений! Вот как сделать ваше левитирующее растение.

Инструменты

  1. Ящик деревянный
  2. Деревянный стакан или маленькая емкость
  3. Сверлильный станок
  4. Клей
  5. Основание электромагнита
  6. Диск магнит
  7. Небольшой завод

Шаги по созданию парящего растения

  • Сначала просверлите небольшое отверстие в задней части деревянного ящика.Это отверстие предназначено для шнура питания. Затем пропустите шнур питания через отверстие.
  • Затем вы должны подключить шнур питания к основанию электромагнита, прежде чем закрывать крышку коробки. Опять же, убедитесь, что электромагнит находится близко к верху, чтобы не мешать левитации.
  • Если деревянный ящик глубокий, можно набить основу газетой. Затем держите магнит как можно ближе к крышке.
  • Возьмите деревянный стакан или контейнер, который вы будете использовать как горшок для растений.Налейте немного клея внутрь контейнера и приклейте магнит диска левитации к его основанию.
  • Убедитесь, что вы поместили крышку деревянного ящика между двумя магнитами.
  • Затем добавьте зелени, поместив воздушное растение в кашпо.
  • Прежде чем поставить контейнер для растений над деревянным ящиком, убедитесь, что вы нашли место левитации. Вы можете сделать это, наведя на крышку еще один небольшой магнит.
  • Вставьте основание и держите подальше все металлические предметы.Затем попробуйте подержать горшок с растением примерно на шесть дюймов над крышкой в ​​центре, прежде чем осторожно отпустить.
  • Если горшок с растением упадет, поднимите его и попробуйте еще раз, так как потребуется несколько попыток, чтобы найти точное место левитации. Как только вы найдете магнитное пятно, ваше растение будет зависать часами!

Как сконструировать парящую сеялку с помощью 3D-принтера?

Вы можете использовать любой контейнер для своего парящего растения, но если вы все же хотите сделать горшок для цветов геометрической формы, похожий на горшок с растением Флоатли, то вот вам идеальное руководство!

Чтобы самому сделать эту сеялку, вам понадобится 3D-принтер, или вы всегда можете попросить кого-нибудь напечатать его для вас.Итак, во-первых, спроектируйте сеялку на программном обеспечении для 3D-печати.

Вы можете импортировать размеры с веб-сайтов, на которых раньше был разработан горшок, или использовать свои собственные измерения.

На проектирование сеялки уйдет пара часов, но если у вас все получится, то оно того стоит. Когда вы закончите создание геометрического горшка для растений, вы можете использовать деревянную коробку или также спроектировать основу для своего кашпо.

После того, как вы распечатаете все детали, поместите магнитный диск в сеялку.Используйте клей, чтобы приклеить магнит так, чтобы он оставался неподвижным.

Тогда держите магнитное основание в коробке. Перед тем, как проверить магнит, используйте картон или тонкий деревянный лист между дном и контейнером для растений. Этот шаг очень важен, потому что, если вы не найдете место левитации, магнит может быть поврежден.

Чтобы подвесить магнит в воздухе, возьмитесь за сеялку обеими руками. Затем медленно опустите его до середины основания.

Держите его примерно на шесть дюймов выше крышки.Когда вы почувствуете, что сеялка поднимается вверх, попробуйте поставить ее посередине.

Как только сеялка установится, осторожно отпустите ее, и ваше трехмерное парящее растение будет готово!

Как сделать парящие горшки с растениями для украшения дома?

Растения очень эффективно занимают небольшие пространства, поэтому, если вы используете их для создания теплого интерьера, важно держать их в стильных горшках. Итак, если вы не хотите использовать деревянное стекло или типичные контейнеры для вашего парящего растения, вы можете создать несколько современных вазонов, используя свои творческие навыки.

Также прочтите: 15 идей украшения домашнего бара, которые полюбятся вам и вашей семье!

Контейнер для парящих растений с геометрическим рисунком

Вам понадобится круглая деревенская древесина из липы, сверлильный станок, акриловые краски, плоскогубцы и металлическая проволока для изготовления геометрического контейнера для растений.

Сначала осторожно просверлите крошечные отверстия в углах круглой древесины липы. Далее красим дерево акриловыми красками. Также можно создавать выкройки с помощью трафаретов для декора.

Вырежьте жилы металлической проволоки на равные отрезки, затем с помощью плоскогубцев загните концы проволочной проволоки. Затем проденьте нескрученные пряди в отверстия в деревянных пластинах.

Пряди должны проходить сквозь древесину, а скрученный конец оставаться в основе. Затем переверните древесину и положите ее на стол. Сожмите металлические провода вместе в верхней части их длины, чтобы обвязать другую проволоку сверху.

Скрутите проволоку сверху и загните ее наружу, как птичью клетку.Оставьте одну проволоку, чтобы поместить растение в клетку.

После того, как вы поместили растение в металлическую сеялку, согните проволоку, чтобы закрыть клетку. Это должно создать клетку, похожую на металлические декоративные клетки.

Вы также можете использовать прямоугольную или квадратную основу для создания различных геометрических рисунков с помощью проволоки.

Кашпо для глины своими руками

Если вы хотите добавить цвета контейнеру для растений, который поднимается на магнитную ленту, вы можете сделать глиняные кашпо своими руками.Глиняные кашпо легко сделать, и вы можете раскрасить их, чтобы получилось нечто похожее на кашпо для животных.

Глиняные кашпо позволяют сделать из нее все, что угодно. Таким образом, вы можете украсить свой дом, сделав контейнер для растений, который вам больше всего нравится.

Для изготовления глиняного кашпо:

  1. Возьмите небольшой пластиковый цветочный горшок и покройте его внешнюю сторону глиной.
  2. Сильно прижмите глину вокруг горшка, чтобы разгладить его.
  3. Добавьте немного глины по краям и покройте ею внешнюю поверхность.

Возьмите влажную салфетку или ткань и промокните глину. Если вы хотите вырезать горшок, вы можете создать дизайн с помощью иголок или стационарной линейки. Когда глина высохнет, вы можете раскрасить ее в свои любимые цвета.

Дайте краске высохнуть перед тем, как поместить магнитный диск в глиняный контейнер. Эта глиняная кашпо обязательно привлечет внимание каждого, кто ее увидит.

Также прочтите: 15 идей украшения домашнего бара, которые полюбятся вам и вашей семье!

Плантатор для жестяных банок своими руками

Вы хотите максимально использовать свои жестяные банки? Вы можете использовать консервные банки для украшения парящих растений.Есть много способов украсить жестяные банки; вот несколько фантастических и креативных идей!

Покрасить олово – непростая задача, поэтому вы можете использовать некоторые техники декупажа для создания художественных горшков из жести. Во-первых, с помощью белой аэрозольной краски покройте металлический цвет жести.

Вы можете вырезать из бумаги для диаграмм, глазурованной бумаги или бумажных салфеток Marimekko. Далее используйте клей для декупажа на жестяной банке. Затем аккуратно прижмите бумажные вырезы к поверхности емкости, чтобы приклеить их. Наконец, вы можете надавить на декоративные вырезы с помощью поролоновой кисти.

Когда клей высохнет, можно покрыть банки акриловым лаком. Затем аккуратно распылите лак на жестяные банки.

Когда ваша банка высохнет, налейте немного клея внутрь емкости и поместите магнитный диск. Вы должны убедиться, что магнитный диск хорошо подходит, прежде чем позволить банке плавать над магнитным основанием.

Заключение

Хотя растения – лучшее украшение, они также положительно влияют на ваше здоровье. Таким образом, независимо от того, являются ли они плавучими или горшечными растениями, вы должны включить в свой дом комнатные плантации, чтобы создать приятную атмосферу.

Мы надеемся, что эти идеи помогут вам максимально использовать эти парящие растения, сделанные своими руками, для украшения вашего дома.

Самые важные приложения на магнитной подвеске

Название maglev происходит от слова «магнитная левитация». Магнитная левитация – это высокоразвитая технология. Он имеет различное применение. Общей чертой всех применений является отсутствие контакта и, следовательно, отсутствие износа и трения. Это увеличивает эффективность, снижает затраты на обслуживание и увеличивает срок службы системы.Технология магнитной левитации может использоваться как эффективная технология в различных отраслях промышленности. Магнитные системы привлекают уже многие страны. Многие системы были предложены в разных частях света. В этой статье делается попытка изучить наиболее важные области применения технологии магнитной левитации. Результаты ясно показывают, что маглев можно удобно рассматривать как решение будущих инженерных нужд мира.

1. Введение

В «Путешествиях Гулливера» (1726 г.) Джонатан Свифт описал остров Лапута на маглеве, который мог подниматься на высоту несколько километров.В комиксах Дика Трейси и Человека-паука магнитная левитация также достигла значительных высот.

В 1842 году Сэмюэл Эрншоу, английский священник и ученый, доказал еще одно важное ограничение магнитной левитации. Он показал, что устойчивая бесконтактная левитация силами одних только статических магнитов невозможна; Левитирующая часть будет неустойчивой к смещениям хотя бы в одном направлении.

В марте 1912 года инженер и изобретатель Эмиль Бачелет только что узнал, что он получил в США патент на его «Левитирующий передающий аппарат», и устроил публичную демонстрацию в Нью-Йорке модели поезда на магнитной подушке, надеясь на то, что это увлекательно. инвесторам обещают высокоскоростной наземный транспорт.

Одним из первых основных применений магнитной левитации было поддержание моделей самолетов в аэродинамических трубах. Исследователи обнаружили, что механические опорные конструкции иногда настолько мешают воздушному потоку, что создают большее сопротивление, чем сила сопротивления модели. Решением, разработанным Джином Ковертом и его коллегами из Массачусетского технологического института в 1950-х годах, была магнитная левитация (хотя они называли это «магнитной подвеской и системой баланса»).

Другой способ использования движущегося магнита для обхода правила Ирншоу и достижения полной левитации – это перемещение магнита в присутствии электрического проводника, вызывая тем самым вихревые токи в проводнике и связанные с ними силы отталкивания на магните.Это основа электродинамического подхода к поездам на магнитной подвеске, предложенного Джеймсом Пауэллом и Гордоном Дэнби ​​в 1960-х годах и наиболее широко разработанного Японской национальной железной дорогой. Сильные сверхпроводящие электромагниты на автомобилях индуцируют вихревые токи в проводящей дорожке, которые вызывают левитацию, когда автомобили достигают достаточной скорости. Левитация с помощью индукции и вихретокового отталкивания также может быть достигнута с помощью полей переменного тока. Это было основой поезда на магнитной подвеске, предложенного в 1912 году Бачелет. Одним из важных промышленных применений левитации с помощью индукционных полей и полей переменного тока является левитационное плавление, которое позволяет плавить и смешивать очень химически активные металлы без необходимости в тигле.

В 1983 году Рой Харриган получил патент на «левитационное устройство», которое состояло из небольшого вращающегося магнита, плавающего над большим базовым магнитом, и Билл Хоунс из Fascinations, Inc. позже развил идею Харригана в успешный коммерческий продукт, названный Левитрон. Как и в случае с ротором электросчетчика, вращающийся магнит левитрона толкался вверх силами отталкивания между одноименными полюсами. Но он плавал полностью бесконтактно, обходя правило Ирншоу, потому что он не был статическим магнитом – он вращался.На первый взгляд кажется, что вращающийся магнит не опрокидывается благодаря простому гироскопическому действию, но подробный математический анализ, проведенный несколькими выдающимися учеными, вскоре показал, что устойчивость левитрона несколько сложнее.

В 1930-х годах немецкие ученые продемонстрировали левитацию высокодиамагнитного графита и висмута, а после разработки сверхпроводящих электромагнитов с сильным полем была достигнута левитация даже гораздо более слабых диамагнетиков, таких как вода, дерево и пластик.Это было мало замечено до 1997 года, когда Андре Гейм и его коллеги использовали сверхпроводящий магнит мощностью 16 тесла, чтобы поднять небольшую живую лягушку с помощью магнитного поля, и их «летающая лягушка» наконец привлекла внимание всего мира к чуду диамагнитной левитации. (Гейм, лауреат Нобелевской премии по физике 2010 года за исследования графена, десятью годами ранее был удостоен Шнобелевской премии за левитацию лягушки – награду, которую он и его соучредитель сэр Майкл Берри приняли с призывом «больше науки с улыбкой». )

Сверхпроводники намного более диамагнитны, чем лягушки, и даже намного более диамагнитны, чем графит и висмут.Это супердиамагнетики. Левитация постоянного магнита над сверхпроводником была впервые продемонстрирована В. Аркадьевым в 1945 году, а левитация магнитов над сверхпроводниками стала намного проще и более распространенной после открытия в 1987 году высокотемпературных сверхпроводников, материалов, сверхпроводящих при температуре жидкого азота. Магнитные подшипники, основанные на силах отталкивания между постоянными магнитами и высокотемпературными сверхпроводниками, были разработаны для ряда потенциальных применений, включая маховики для накопления энергии и модели поездов на магнитной подвеске (перевозка сверхпроводников с азотным охлаждением на автомобилях, плавающих над путями с постоянными магнитами).

Джейн Филбрик, приглашенная художница в Массачусетском технологическом институте, спроектировала и построила свою «Плавающую скульптуру», впечатляющее множество из двенадцати больших левитирующих шаров, которые стали важной частью ее персональной выставки в Шведском художественном музее в 2009 году и демонстрировались в Нью-Йорке. Йорк, весна 2011 года.

Технология, наиболее часто ассоциируемая с термином маглев в сознании широкой публики, – это высокоскоростные поезда на магнитной подвеске, впервые предложенные столетие назад Бачелет. Примерно двадцать лет спустя Вернер Кемпер из Германии предложил поезд, который вращается магнитным полем с помощью силы притяжения, управляемой с помощью обратной связи, и после многих десятилетий разработки его идея в конечном итоге превратилась в систему Transrapid, использованную в шанхайском поезде на магнитной подвеске в 2003 году.

Японская национальная железная дорога по-прежнему привержена строительству высокоскоростной линии на магнитной подвеске протяженностью около 300 км между Токио и Нагоей примерно к 2025 году. Базовая конструкция, аналогичная подходу Кемпер-Трансрапид, использовалась для строительства низкоскоростного «городского маглева» на Нагоя, которая успешно работает с 2005 года, и Китай в настоящее время строят аналогичную городскую линию в Пекине. Преимущество низкоскоростного городского маглева – плавная, тихая, безопасная, надежная и экономичная (низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатационные расходы).Таким образом, сбываются мечты Бачелет 1912 года о «вагонах пассажиров, несущихся на невидимых волнах электромагнетизма в космосе со скоростью от 300 до 1000 миль в час».

Магнитная левитация, использование восходящих магнитных сил для уравновешивания распространяющейся нисходящей силы тяжести, уже нашла много других важных применений в науке и технике. Сегодня Maglev помогает циркулировать кровь в груди человека, производит интегральные схемы с многомиллионными системами фотолитографии, измеряет мелкие размеры с субатомным разрешением, улучшает исследования в аэродинамической трубе и плазме, плавит и смешивает химически активные высокотемпературные металлы, имитирует осязание в тактильных ощущениях. систем, охлаждает наши портативные компьютеры, обогащает уран и другие изотопы в центрифугах, накапливает энергию во вращающихся маховиках и удерживает вращающиеся роторы с низким коэффициентом трения в бесчисленных вращающихся машинах по всему миру.Будущее маглева остается очень светлым. Противодействие силам гравитации и трения – одна из вещей, с которыми магниты справляются лучше всего [1].

2. Технология магнитной левитации

Магнитная левитация – это метод, при котором объект подвешивается в воздухе без поддержки, кроме магнитных полей. Поля используются для реверсирования или противодействия гравитационному притяжению и любым другим противодействующим ускорениям. Маглев может создавать эффективные, эффективные и звучащие далеко за пределами трения технологии. Принцип магнитной левитации известен более 100 лет, когда американские ученые Роберт Годдард и Эмиль Бачелет впервые задумали поезда без трения.Но хотя поезда с магнитной левитацией были в центре внимания большей части мирового интереса к маглеву, технология не ограничивается поездками на поезде [2]. Использование маглева с точки зрения инженерной науки можно разделить на следующие категории и резюмировать следующим образом: (i) транспортная инженерия (поезда с магнитной левитацией, летающие автомобили или личный скоростной транспорт (PRT) и т. Д.), (Ii) экологическая инженерия (малая и огромная). ветряные турбины: дома, в офисе, в промышленности и т. д.), (iii) аэрокосмическая техника (космические аппараты, ракеты и т. д.).), (iv) военная инженерия (ракета, пушка и т. д.), (v) ядерная инженерия (центрифуга ядерного реактора), (vi) гражданское строительство, включая строительные объекты и системы кондиционирования воздуха (магнитный подшипник, лифт, лифт, вентилятор, компрессор, чиллер, насос, газовый насос, геотермальные тепловые насосы и т. д.), (vii) биомедицинская инженерия (сердечный насос и т. д.), (viii) химическая инженерия (анализ продуктов питания и напитков и т. д.), (ix) электротехника (магнит и т. д.), (x) архитектурная инженерия и проектирование интерьера, включая бытовую и административную технику (лампа, стул, диван, кровать, стиральная машина, комната, игрушки (поезд, парящие космонавты над космическим кораблем и т. д.)), канцелярские товары (ручка) и т. д.), (xi) автомобильная техника (автомобиль и т. д.), (xii) рекламная техника (можно выбрать левитацию всего, что рассматривается внутри или над различными рамками).

2.1. Электромагнитная подвеска (EMS)

Испытательный стенд можно использовать в качестве платформы для теории управления и работы на магнитной подвеске. Завершение проекта демонстрирует возможность использования магнитной левитации для любого количества разнообразных приложений. Испытательный стенд способен поднимать в воздух небольшой стальной шарик в некотором стабильном установившемся положении.Левитация осуществляется электромагнитом, создающим силы, поддерживающие вес мяча. Датчик положения указывает вертикальное положение шара и передает его на плату контроллера на базе ПК. Система управления использует эту информацию для регулирования электромагнитной силы, действующей на мяч. Система состоит из испытательного стенда платформы и ПК с платой контроллера DSP. Испытательный стенд содержит исполнительный механизм электромагнита, оптический датчик положения, усилитель мощности с ШИМ электромагнитом и 2 источника питания постоянного тока (рисунок 1).


Система разделяется на две основные подсистемы. Подсистема силового воздействия состоит из катушки электромагнита с сердечником из порошкового металла, усилителя мощности ШИМ и источника питания 24 В постоянного тока. Усилитель питается от источника постоянного тока и на основе входного управляющего сигнала передает через катушку ток определенного диапазона. Подсистема определения положения состоит из датчика на основе фотоэлемента, источника света накаливания и источника питания 15 В постоянного тока. Эта система работает, измеряя интенсивность света, поскольку левитирующий шар экранирует источник света напротив датчика (рис. 2).Для улучшения характеристик датчика вокруг фотоэлемента помещается световой экран с вертикальной щелью.


Эти подсистемы монтируются вместе на опорной плите и образуют испытательный стенд. Такая конфигурация обеспечивает портативность системы и жесткое, но регулируемое расположение компонентов. Испытательный стенд обеспечивает взаимодействие сигналов датчиков ввода / вывода с платой контроллера dSPACE DS1104 на ПК. На рисунке 3 показана базовая настройка системы с физическими интерфейсами подсистем.


Чтобы спроектировать подходящий контроллер для магнитолевой системы, компоненты подсистемы должны быть смоделированы или охарактеризованы.

Подсистема сенсора моделируется путем измерения выходного напряжения, когда световой экран, соответствующий размеру мяча, перемещается вертикально в пределах диапазона сенсора. Из-за небольшого размера фотоэлемента (~ 10 мм в диаметре) и характера подсистемы датчика выходные сигналы датчика остаются линейными примерно на 3 мм. В большем диапазоне показания датчика становятся очень нелинейными.Подсистема силового воздействия моделируется экспериментально путем измерения сил, приложенных к шару, в зависимости от тока катушки и вертикального положения шара. Эта сила измеряется с помощью тензодатчика с S-образной балкой. В пределах небольшого диапазона перемещения, допускаемого датчиком, магнитная сила как функция тока приблизительно линейна. Модель установки для магнитолевой системы – это просто масса шара под действием внешних сил.

На рисунке 4 показана базовая настройка системы управления системой магнитной левитации.Его магнитное поле создает направленную вверх силу притяжения на любой магнитный объект, расположенный ниже. Датчик положения определяет вертикальное положение объекта и передает эту информацию контроллеру. Затем контроллер регулирует ток, подаваемый на привод электромагнита, в зависимости от положения объекта, чтобы создать устойчивую левитацию.


Используя модели силы, объекта и датчика, рассмотренные ранее, можно спроектировать систему управления с обратной связью (рис. 5). Контроллер опережения-запаздывания выбран для стабилизации системы.Используя анализ корневого локуса и частотной области, контроллер спроектирован таким образом, что время установления составляет ≤1,0 с, а процент превышения ≤50%. Этот линеаризованный контроллер может удерживать стальной шар в устойчивой левитации (рис. 6) [3–6].



2.2. Электродинамическая подвеска (EDS)

Сверхпроводники создают сверхток, который создает идеальное зеркало полюсов постоянных магнитов. Это зеркало обеспечивает магниту стабильное отталкивание, которое заставляет магнит левитировать, что называется эффектом Мейснера.Чтобы сверхпроводник имел нулевое электрическое сопротивление, его необходимо охлаждать в жидком азоте. Без сопротивления сверхпроводник может почти мгновенно отражать постоянный магнит. Это позволяет магниту вращаться, раскачиваться или отскакивать, при этом магнит не отлетает и не ударяется о землю.

Подача напряжения на провод приводит к возникновению электрического тока в проводе. Этот электрический ток имеет аналогию с диском, скользящим по доске, состоящей из организованных колышков (рис. 7), ставшей известной в популярной игре «Плинко», показанной в игровом шоу The Price-is-Right.Движущийся диск аналогичен движению электрона через решетку ионов (штырей). Гравитационное воздействие на диск при наклоне доски (которое приводит к провалу диска через массив штифтов) аналогично приложению разности напряжений для перемещения электронов через материал. Когда диск проваливается через массив, диск разбегается от штифтов и замедляется по аналогии с тем, как электроны рассеиваются на ионах в материале. События рассеяния электронов приводят к сопротивлению – внутреннему свойству материала, связанному с частотой этих событий рассеяния, которые сопротивляются потоку электронов.Теперь, если мы удалим все колышки, диск беспрепятственно упадет. Этот беспрепятственный поток в точности аналогичен тому, что происходит, когда материал становится сверхпроводящим – электроны больше не рассеиваются. Некоторые материалы становятся сверхпроводящими при температурах ниже критической, которая для каждого материала своя. Материал, который становится сверхпроводящим ниже определенной температуры, имеет удельное сопротивление ниже нуля, и электроны текут беспрепятственно.


Нулевое сопротивление, указанное ниже, является отличительной чертой сверхпроводимости, которая была впервые обнаружена в 1911 году Камерлинг-Оннесом для элемента ртути ниже 4.2 К (рисунок 8). Неудивительно, что это открытие произошло через три года после того, как Оннес впервые сжижил гелий в 1908 году. Большинство обычных сверхпроводников имеют критические температуры перехода ниже 10 К, и, следовательно, до сжижения гелия (температура кипения 4,2 К) не было никакого способа охлаждения. материалы для достаточно низких температур, чтобы наблюдать явление сверхпроводимости.


Вторая важная особенность сверхпроводимости связана с магнитным поведением, известным как эффект Мейснера.Когда магнитное поле применяется к сверхпроводнику при температурах выше, силовые линии магнитного поля проникают непосредственно через материал, так же как магнитные поля проникают через любой стандартный материал, такой как бумага или медь. Однако, когда материал охлаждается и переходит в сверхпроводящее состояние, силовые линии магнитного поля вытесняются из сверхпроводящего материала (при условии, что напряженность магнитного поля достаточно мала) (Рисунок 9). Это то, что известно как эффект Мейснера. Хотя первоначальные резистивные свойства сверхпроводников были обнаружены в 1911 году, эффект Мейснера был открыт лишь несколько лет спустя, в 1933 году, Мейснером и Ошенфельдом.

Форма маглев, называемая диамагнитной левитацией, может использоваться для левитации легких материалов, капель воды и даже живых животных. Его использовали для успешного левитации лягушки в 2000 году. Необходимые для этого магнитные поля очень сильные, обычно в диапазоне 16 тесла.

Эффект Мейснера соответствует идеальному диамагнетизму для достаточно малых магнитных полей. Диамагнетизм – свойство многих материалов; когда к диамагнитному материалу прикладывают внешнее магнитное поле, диамагнитный материал создает собственное внутреннее магнитное поле, чтобы частично нейтрализовать внешнее приложенное поле.Диамагнитные свойства воды были продемонстрированы на впечатляющих демонстрациях, где клубника и лягушки левитировали в воздухе над сильными магнитами.

Макроскопические свойства сверхпроводников привели к ряду приложений, некоторые из которых используются в настоящее время, а некоторые разрабатываются для будущего использования. Парящие клубника и лягушки впечатляют, но не особенно полезны. Однако сверхпроводники используются при разработке поездов на магнитной левитации, например, на испытательной линии Яманаси на маглеве в Японии.Ожидается, что поезда смогут развивать более высокие скорости и использовать меньше энергии, если поезда будут двигаться без трения, что обеспечит экономию времени в пути и энергопотребления. Использование сверхпроводящих проводов без сопротивления позволяет создавать «свободные» электромагниты. Эти магниты не требуют затрат на подачу электроэнергии к магниту, мощность которой теперь требуется для всех больших магнитов, сделанных из резистивной проволоки. В самом деле, если взять петлю из сверхпроводящего провода и установить ток, протекающий по этому проводу, он будет продолжать течь практически вечно.Исследование, проведенное в 1962 году, показало, что время рассеяния превышало 100 000 лет. Это означает, что, в отличие от медного провода, не нужно постоянно подключать батарею к проводу для поддержания протекания тока. Комбинируя несколько таких петель из сверхпроводящих проводов друг над другом, можно создать электромагнит. Сегодня сверхпроводящий провод используется в электромагнитах медицинских аппаратов МРТ (магнитно-резонансной томографии). Используя свойство сверхпроводников, которое мы еще не упомянули и не будем касаться в остальной части этой диссертации, сверхпроводники также могут быть использованы для создания очень чувствительных магнитометров с возможностью измерения очень малых магнитных полей (порядка 10–15 тесла).Чтобы проиллюстрировать впечатляющий характер этого измерения, эти небольшие поля в 20 миллиардов раз меньше магнитного поля Земли. Эти магнитометры использовались в магнитоэнцефалографии (МЭГ), которая изучает магнитные поля, создаваемые человеческим мозгом. Наконец, сверхпроводники можно использовать для эффективного хранения энергии. Спрос на электростанции значительно меняется в течение дня с наименьшим спросом в поздние вечерние и ранние утренние часы. Если в периоды наименьшего спроса электростанции могут генерировать, а затем накапливать энергию без какого-либо рассеивания, это приведет к повышению эффективности и значительной экономии.General Electric и другие компании в настоящее время изучают и разрабатывают небольшие версии этого накопителя энергии, известного как распределенный сверхпроводящий накопитель магнитной энергии (D-SMES). Некоторые из этих систем используются в настоящее время, поскольку технология продолжает развиваться. Похоже, что потребуется дальнейший прогресс, потому что охлаждение существующих сверхпроводящих систем по-прежнему связано с высокими затратами. В конечном итоге есть надежда на создание более совершенных сверхпроводников, которые не нужно охлаждать до очень низких температур.Тогда сверхпроводящие технологии станут широко применимыми.

До сих пор мы упоминали основные макроскопические особенности сверхпроводимости (нулевое сопротивление и эффект Мейснера), а также то, как эти особенности могут быть использованы в технологических приложениях. И феноменологическая, и микроскопическая теории позволили понять сверхпроводимость. В 1957 году Бардин, Купер и Шриффер сформулировали микроскопическую теорию сверхпроводимости (теперь известную как теория БКШ), которая могла вывести макроскопические свойства сверхпроводников, исходя из спаривания электронов ниже.Благодаря успехам этой теории, научное сообщество в целом рассматривало сверхпроводимость как хорошо изученное явление. Однако в 1986 году все изменилось в связи с новым открытием. Теория БКШ предсказывала общее ограничение на максимально возможную критическую температуру, Макс ~ 28 К. Однако в 1986 году Беднорц и Мюллер открыли материал (LaBaCuO), который переходит в сверхпроводящее состояние ниже К, температуры выше ограниченного БКШ максимума. . Это был первый сверхпроводник нового класса, известный как «высокотемпературный».Критическая температура выше максимума, установленного теорией BCS, указывает на то, что на микроскопическом уровне происходит нечто иное. На сегодняшний день микроскопический механизм существования этих сверхпроводников неизвестен. Целью данной диссертации является получение дополнительных сведений об этих высокотемпературных сверхпроводниках на микроскопическом уровне с конечной целью, что это исследование приведет к микроскопической теории высокотемпературных сверхпроводников. Понимание высокотемпературных сверхпроводников имеет важные технологические последствия как из-за более высоких температур перехода, так и из-за способности пропускать большие токи, чем провода сопоставимого размера, сделанные из меди.Более высокие температуры перехода означают, что эти сверхпроводники легче охлаждаются ниже их температур перехода, чем обычные сверхпроводники. Жидкий гелий – это стандартный способ охлаждения обычных сверхпроводников ниже. Жидкий гелий дорог и малодоступен. Более современные высокотемпературные сверхпроводники имеют температуру кипения жидкого азота выше 77 К, что широко доступно (например, в нашем пригодном для дыхания воздухе) и является недорогим. Возможность проталкивать большие токи через высокотемпературные сверхпроводники также имеет преимущество с точки зрения создания проводов меньшего размера, а также более мощных магнитов.

Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) – мощный метод, изобретенный в 1981 году Биннигом и Рорером. Поскольку СТМ может исследовать материалы на атомном уровне, этот метод, естественно, поддается поиску того, как высокотемпературные сверхпроводники работают на микроскопическом уровне. Эта диссертация полностью посвящена применению СТМ к высокотемпературным сверхпроводникам и его пониманию. Этот раздел предназначен для того, чтобы дать нефизикам представление о том, как работает STM, и о той информации, которую он может предоставить.

В СТМ мы переносим атомно-острый наконечник на несколько ангстрем от атомно-плоской поверхности. Ангстрем () равен 10 −10 метров, что примерно соответствует диаметру атома. Приложение напряжения между зондом и образцом приводит к возникновению туннельного тока между ними (рис. 10). Этот ток очень чувствителен к расстоянию между зондом и образцом. Чем больше расстояние между иглой и образцом, тем меньше ток. Изменение расстояния между зондом и образцом примерно на 1 приводит к изменению тока почти на порядок, а это означает, что СТМ очень чувствителен к очень небольшим изменениям контуров поверхности.Следовательно, когда мы сканируем иглу по поверхности, подъемы и падения в топографии поверхности (взлеты и падения, когда мы проходим через атомы) легко улавливаются.


Исследователи заинтересованы в изучении этой щели в плотности состояний высокотемпературных сверхпроводников как функции положения, так и температуры. Поскольку СТМ имеет атомное разрешение, они могут изучить, как этот зазор изменяется от одного атома к другому. СТМ обладает способностью изменять температуру, и, следовательно, они могут изучать, как плотность состояний изменяется с температурой как ниже, так и ниже.Обладая информацией из этих исследований, они получают представление о сверхпроводящем состоянии высокотемпературных сверхпроводников (см. Рисунки 11 и 12) [7].



3. Поезда с магнитной левитацией

Среди полезных применений технологий магнитной левитации наиболее важным является использование поездов с магнитной левитацией. Поезда на магнитной подвеске, несомненно, являются наиболее совершенными транспортными средствами, доступными в настоящее время для железнодорожной отрасли. Маглев – первая фундаментальная инновация в области железнодорожных технологий с момента изобретения железной дороги.Магнитоподвижный поезд – это очень современное транспортное средство. В транспортных средствах на магнитной подвеске используются бесконтактные системы магнитной левитации, наведения и движения, и у них нет колес, осей и трансмиссии. В отличие от традиционных железнодорожных транспортных средств, между транспортным средством на магнитной подвеске и его направляющей нет прямого физического контакта. Эти транспортные средства движутся по магнитным полям, которые возникают между транспортным средством и его направляющей. Условия отсутствия механического контакта и трения, обеспечиваемые такой технологией, делают возможным достижение более высоких скоростей движения, присущих таким поездам.Пилотируемые машины на магнитной подвеске достигли скорости 581 км / час. Замена механических компонентов на неизнашиваемую электронику преодолевает технические ограничения технологии колеса на рельсе. Применение поездов с магнитной левитацией привлекло внимание многих транспортных предприятий по всему миру. Магнитно-левитирующие поезда – последнее достижение в области железнодорожного машиностроения, особенно в транспортной отрасли. Поезда на маглеве можно удобно рассматривать как решение транспортных потребностей настоящего времени, а также будущих потребностей мира.Существует множество конструкций магнитолевых систем, и инженеры постоянно открывают новые идеи о таких системах. Многие системы были предложены в разных частях мира, и ряд коридоров был выбран и исследован [8].

Быстрое увеличение объема перевозок в транспортных системах, а также необходимость повышения комфорта пассажиров выдвинули на первый план необходимость разработки новых транспортных систем. Требуемое в последнее время увеличение объема движения в транспортных системах, а также необходимость повышения комфорта пассажиров и необходимое сокращение затрат на жизненный цикл путей стали причиной разработки новой транспортной системы.Одной из важных систем, привлекающих промышленность, является транспортная система на магнитной подвеске. В этом отношении транспортная система на магнитной подвеске оказывается правильным выбором для транспортных предприятий по всему миру. Системы Maglev были недавно разработаны в ответ на потребность в системах скоростного транспорта. Система магнитной подвески явно лучше и превосходит высокоскоростные железные дороги (ВСМ) почти в большинстве областей. К ним относятся загрязнение, шум, уровень вибрации, экологические проблемы, занятость на земле, загрузка, скорость, ускорение и замедление, торможение, затраты на техническое обслуживание, комфорт пассажиров, безопасность и время в пути.С помощью направляющих на магнитной подвеске также можно достичь минимальных радиусов горизонтальных и вертикальных поворотов. По сравнению с системами HSR, автомобиль на магнитной подвеске также может двигаться на более крутых уклонах. Это значительно сокращает общую протяженность путей для маршрутов на магнитной подвеске по сравнению с системами HSR. Возможность путешествовать с более высокими углами уклона также сокращает количество туннелей, необходимых для проезда через горные районы. Это также может сократить общую длину маршрута на магнитной подвеске.Поэтому строительство маршрутов на магнитной подвеске в холмистой местности, в дополнение ко многим другим преимуществам этих систем, можно рассматривать как привлекательный выбор для транспортной отрасли. Более низкое энергопотребление транспортных средств на магнитной подвеске по сравнению с системами HSR также является одной из основных характеристик поездов на магнитной подвеске. Это может быть легко связано с отсутствием колес и возникающей ситуацией отсутствия физического контакта между транспортным средством на магнитной подвеске и его направляющей.Следовательно, потеря энергии из-за нежелательного трения не входит в уравнения. Кроме того, масса автомобиля меньше из-за отсутствия колес, осей и двигателя. С другой стороны, сокращение времени в пути значительно снижает потребление энергии. Ограниченные энергетические ресурсы, которые в настоящее время доступны для страны, подчеркнули тот факт, что каждый человек должен осознавать энергию. Правительству пришлось предпринять шаги, и оно началось с установления превентивных правил и ограничения доступа к дешевым энергоресурсам.Очевидно, что широкое применение поездов на магнитной подвеске в общественном транспорте на короткие и длинные расстояния может обеспечить стране огромную экономию энергии. Этот факт нельзя игнорировать и игнорировать [9, 10].

Системы подвески Maglev делятся на две группы: Электромагнитная подвеска (EMS) и Электродинамическая подвеска (EDS). Существуют разновидности автомобилей, которые производятся на основе этих двух типов систем.Маршруты транспортных средств в системах EMS и EDS называются направляющими и путями соответственно. По сути, в системе магнитной подвески есть два основных элемента, включая его транспортное средство и направляющую. Три основные функции в технологии магнитолевой подвески – это левитация, движение и наведение. Все это выполняют магнитные силы. Магниты используются для создания таких магнитных сил. В системах EMS эти магниты расположены внутри транспортного средства, в то время как в системах EDS магниты расположены на рельсах. Работа системы EMS основана на магнитных силах притяжения, а система EDS – на магнитных силах отталкивания.В системе EDS транспортное средство левитирует примерно на 1–10 см над рельсом с помощью сил отталкивания, как показано на рисунке 13. В системе EMS транспортное средство левитирует примерно на 1-2 см над направляющей с помощью сил притяжения, как показано на рисунке 14. В системе EMS электромагниты на транспортном средстве взаимодействуют с левитационными рельсами на направляющей и притягиваются к ним. Электромагниты, прикрепленные к транспортному средству, направлены вверх к направляющей, которая поднимает транспортное средство над направляющей и удерживает транспортное средство в левитации.Контроль допустимых воздушных зазоров между направляющей и транспортным средством достигается за счет использования передовых систем управления. На рисунках 13 и 14 показаны компоненты направляющей и пути, включая луч, левитацию и системы наведения в вышеупомянутых системах магнитолевой подвески [11].



Maglev – это система, в которой транспортное средство движется левитирующим от рельсов (соответствующих рельсовым путям обычных железных дорог) за счет использования электромагнитных сил между сверхпроводящими магнитами на борту транспортного средства и катушками на земле.Катушки левитации установлены на боковинах направляющих. Когда встроенные сверхпроводящие магниты проходят с высокой скоростью примерно на несколько сантиметров ниже центра этих катушек, внутри катушек индуцируется электрический ток, который затем временно действует как электромагнит. В результате есть силы, толкающие сверхпроводящий магнит вверх, и силы, которые одновременно тянут их вверх, тем самым левитируя транспортное средство на магнитной подвеске. Катушки левитации, обращенные друг к другу, соединены под направляющей, образуя петлю.Когда движущееся транспортное средство на магнитной подвеске, то есть сверхпроводящий магнит, смещается в сторону, в петле индуцируется электрический ток, в результате чего возникает сила отталкивания, действующая на катушки левитации на стороне рядом с автомобилем, и сила притяжения, действующая на катушки левитации сторону дальше от машины. Таким образом, движущаяся машина всегда находится в центре направляющей. Сила отталкивания и сила притяжения, индуцированные между магнитами, используются для приведения в движение транспортного средства (сверхпроводящий магнит).Катушки силовой установки, расположенные на боковых стенках по обеим сторонам направляющей, питаются трехфазным переменным током от подстанции, создавая смещающееся магнитное поле на направляющей. Бортовые сверхпроводящие магниты притягиваются и толкаются смещающимся полем, приводя в движение транспортное средство на магнитной подвеске.

Направляющая – это конструкция, по которой движутся машины на магнитной подвеске, которые она поддерживает и направляет. Его основные функции – направлять движение транспортного средства, поддерживать его груз и передавать его на землю.Функция конструкции направляющих – выдерживать нагрузки от транспортного средства и передавать их на фундамент. Это основной элемент магнитолевой системы, на который приходится большая часть затрат на систему. Это очень важно для поездов на магнитной подвеске [12]. Поезд на маглеве парит над одно- или двухколейной направляющей. Направляющая может монтироваться на горизонтальной или вертикальной опоре на колоннах и состоит из отдельных стальных или бетонных балок. Надземные направляющие занимают наименьшее количество земли на земле. Более того, с такими системами есть гарантия отсутствия препятствий на пути следования.Чтобы гарантировать безопасность поездов на магнитной подвеске, необходима гарантия отсутствия пересечения между путепроводом и другими видами транспортных маршрутов. Для достижения этой цели общее предложение состоит в том, чтобы иметь поднятые направляющие.

Направляющая обеспечивает направление движения транспортного средства, поддерживает нагрузку транспортного средства и передает нагрузку на землю. В направляющих на магнитной подвеске, в отличие от традиционных железнодорожных путей, нет необходимости в балласте, шпале, рельсовой подушке и рельсовых креплениях для стабилизации ширины колеи.Направляющая состоит из надстроек и подконструкций. Направляющая состоит из балки (балки) и двух левитационных (направляющих) рельсов. Направляющие могут быть построены на уровне земли или на возвышении, включая колонны с бетонными, стальными или гибридными балками. Подъемные направляющие на магнитной подвеске минимизируют занимаемость земли и предотвращают столкновения с другими видами транспорта на перекрестках с уклоном. Направляющие проектируются и изготавливаются как одинарные или двойные (Рисунок 15). Направляющие могут быть U-образными, I-образными, T-образными, коробчатыми, ферменными и т. Д.Большинство поперечных сечений балок направляющих также имеют П-образную форму. Ширина колеи (колеи) и пролеты в основном составляют 2,8 м и 24,8 м соответственно [13].


Наиболее важной частью при анализе и проектировании направляющих является структурная нагрузка. Загрузка автомобиля на магнитной подвеске – важный параметр в практическом применении. Это связано с магнитными силами. Направляющая должна нести статическую нагрузку из-за собственного веса, а также временные нагрузки, включая нагрузки транспортного средства.Чтобы учесть динамическое взаимодействие между направляющей и транспортным средством, временная нагрузка умножается на коэффициент динамического усиления. Также может потребоваться учитывать боковые и продольные нагрузки, включая ветровые и землетрясения. Нагрузки на направляющие моделируются как динамические и равномерно распределенные магнитные силы для учета динамической связи между транспортным средством и направляющей. По мере увеличения скорости транспортного средства на магнитной подвеске до 300–500 км / ч динамическое взаимодействие между транспортным средством и направляющей становится важной проблемой и будет играть доминирующую роль в установлении требований к подвеске транспортного средства.Магнитные силы, создаваемые транспортным средством на магнитной подвеске, вызывают структурную нагрузку, которая передается на направляющие. Это может произойти как в неподвижном, так и в движении такого транспортного средства.

Направляющие проектируются и изготавливаются с бетонными или стальными балками. Бетонные направляющие фермы могут быть армированными или предварительно напряженными. Балка направляющих оценивается для различных случаев нагрузки. Например, направляющая балка Shanghai была оценена с учетом 14 000 случаев нагружения с учетом прогиба, динамической прочности и теплового расширения.Направляющая балка для программы Urban Maglev в Корее также была оценена для пяти случаев нагружения, которые представляют собой комбинацию статической нагрузки, динамической нагрузки и усилий предварительного напряжения на сухожилие [14, 15].

Несмотря на высокую скорость, пассажиры в автомобилях на магнитной подвеске безопаснее, чем в других транспортных системах. Транспортное средство с электромагнитной подвеской обернуто вокруг рельсов, поэтому его практически невозможно сходить с рельсов. Поднятые направляющие гарантируют, что на пути не будет никаких препятствий. Чтобы предотвратить контакт между транспортным средством и направляющей и поддерживать требуемый зазор между ними, система постоянно находится под командой Operation Control System (OCS).Система управления эксплуатацией (OCS) включает в себя все технические средства для планирования, мониторинга и защиты эксплуатации транспортных средств [16].

4. Запуск ракет

В Центре космических полетов им. Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, США, запущена и работает трасса магнитной левитации. Экспериментальный трек установлен внутри многоэтажного комплекса в Центре Маршалла. Усовершенствованная программа космических перевозок Маршалла разрабатывает технологии магнитной левитации или маглев, которые могут дать космической ракете-носителю «разбег», чтобы вырваться из-под земного притяжения.Система запуска Maglev будет использовать магнитные поля для левитации и ускорения транспортного средства по рельсовому пути со скоростью до 600 миль в час. Для вывода на орбиту аппарат будет переведен на ракетные двигатели. Системы Maglev могут значительно снизить стоимость полета в космос, поскольку они питаются от электричества, недорогого источника энергии, который остается на земле, в отличие от ракетного топлива, которое увеличивает вес и стоимость ракеты-носителя.

Экспериментальный трек Фостера-Миллера разгоняет авиалайнер до 57 миль в час на максимальной скорости 22 фута за 1/4 секунды, что эквивалентно 10-кратному ускорению свободного падения.Длина настольной гусеницы составляет 44 фута, с 22 футами механического ускорения и 22 фута пассивного торможения. 10-фунтовый носитель с постоянными магнитами по бокам быстро скользит по медным катушкам, создавая силу левитации. В гусенице используется линейный синхронный двигатель, что означает, что гусеница синхронизирована для включения катушек непосредственно перед тем, как носитель соприкоснется с ними, и выключения после прохождения носителя. Датчики расположены сбоку от рельсового пути, чтобы определить положение носителя, чтобы можно было запитать соответствующие катушки привода.Инженеры проводят испытания на внутреннем треке и 50-футовом открытом треке Maglev, установленном в Маршалле в сентябре прошлого года НАСА и отраслевым партнером PRT Advanced Maglev Systems Inc. из Парк-Форест, штат Иллинойс. Ожидается, что испытания помогут инженерам лучше понять динамику автомобиля Maglev. , интерфейс между носителем и его ракетой-носителем, и как отделить транспортное средство от носителя для запуска. Дальнейшую работу над большими системами возглавит Космический центр Кеннеди НАСА, Флорида, США. Ракеты будущего могут быть запущены с использованием пускового трека на магнитной подушке (Маглев), аналогичного испытательному треку, недавно построенному в Центре космических полетов НАСА им. Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, США (см. Рисунок 16).


Система Maglev использует магнитные поля для левитации и ускорения транспортного средства по рельсам. Подобные системы используются сегодня в качестве высокоскоростных поездов и некоторых новых, радикальных американских горок. В системах Maglev используются высокопрочные электромагниты, которые поднимают транспортное средство на несколько дюймов над гусеницей, а затем продвигают его вперед с большим ускорением. При использовании Maglev для запуска космический корабль будет разгоняться до скорости 600 миль в час (965 км / ч) без использования бортового топлива.Когда космический корабль приближается к концу пути, он может взлететь как самолет, а затем переключиться на более обычные ракетные двигатели, чтобы продолжить движение по орбите. Вес ракетного топлива – главная причина высокой стоимости запусков обычных ракет. Но поскольку Maglev использует внешнюю электроэнергию для помощи при запуске, вес транспортного средства при взлете примерно на 20% меньше, чем у обычной ракеты. Это делает доступ в космос менее дорогим.

Испытательный трек в Маршалле, длина 50 футов (15 метров) и около 2 футов (0.6 метров) в ширину и около 1,5 футов (0,5 метра) в высоту, установлен на бетонных постаментах. Он состоит из 10 одинаковых сегментов длиной 5 футов (1,5 метра) и весом около 500 фунтов каждый. Большая часть веса – это железо, используемое в двигателе. Гусеница покрыта немагнитной нержавеющей сталью. Когда-нибудь в будущем в Маршалле будет проложена более крупная гусеница длиной 400 футов (122 метра).

Компания космического туризма Galactic Suite уже забронировала 38 номеров, сделанных туристами, которые, по заявлению компании, в 2012 году отправятся на борту космического корабля с магнитной подвеской в ​​находящийся на орбите роскошный отель с плавучим спа-салоном.Поездка, стоимость которой составляет 3 миллиона евро, предусматривает четыре дня нахождения на орбите на высоте 450 километров над землей и включает 18 недель тренировок на Карибском острове для туристов, чтобы подготовиться к космическому полету. На острове строится космодром Galactic Suite, в котором установлена ​​первая ракета на магнитной подвеске, на которой космический корабль разгонится до скорости до 1000 км / ч (620 миль в час) за 10 секунд и взлетит с вертикальной взлетно-посадочной полосы.

Достигнув приблизительно скорости звука, космический корабль отсоединится от своего магнитоносителя и ускорителя и поднимется на орбиту с помощью ракетных или воздушно-реактивных двигателей.Затем ускоритель на магнитной подвеске остановится и вернется в исходную точку для следующего запуска. Длина стартовой площадки составит около 3 километров. Технология помощи при запуске на маглеве позволит космическим туристам путешествовать на наши космические курорты на орбите на коммерческой основе. Самая дорогая часть любого космического полета на околоземную орбиту – это первые несколько секунд – отрыв от земли. Эта технология конкурентоспособна по стоимости с другими видами космического транспорта, экологически безопасна и по своей сути безопасна.Пребывание в отеле будет предлагать смешанную программу размышлений и упражнений, позволяющих понять уникальные физические условия, встречающиеся в космосе. Одним из самых инновационных впечатлений, которые могут испытать туристы, является ванная в невесомости. Galactic Suite разработала космический спа. Внутри спа туристы могут плавать с 20 литрами пузырьков воды. Согласно материалам Galactic Suite, турист, уже обученный избегать воздействия воды в состоянии невесомости, может играть с пузырем, разделяющим его на тысячи пузырей, в бесконечной игре.Кроме того, прозрачной сферой можно поделиться с другими гостями. Galactic Suite – частная компания космического туризма, основанная в Барселоне в 2006 году. Компания надеется сделать космический туризм доступным для широкой публики и объединит интенсивную программу обучения космонавтов отдыху с программой мероприятий на тропическом острове в качестве процесса. подготовка к космическому путешествию.

Стартовое кольцо состоит из магнитолевой системы, в которой левитирующее транспортное средство ускоряется в вакуумированном кольцевом туннеле до достижения желаемой скорости, а затем выпускает снаряд на путь, ведущий в атмосферу.До сих пор химическая ракета была единственной технологией, которую человечество успешно использовало для перемещения людей и материалов с поверхности Земли на низкую околоземную орбиту и за ее пределы. Стоимость этой технологии, даже с частично многоразовыми ракетами, оставалась достаточно высокой, поэтому ее использование оставалось ограниченным. Общепризнано, что более дешевая альтернатива ракетам значительно увеличит объем перевозок в космос (см. Рисунки 17 и 18) [17, 18].



Космический лифт, вероятно, является наиболее известной предлагаемой альтернативой ракетам.Обычная современная концепция дизайна космического лифта основана на механическом кабеле, идущем радиально внутрь и наружу от геосинхронной орбиты, обычно с противовесом на внешнем радиусе и с самой внутренней частью кабеля, прикрепленной к земле на экваторе. Затем кабина лифта может быть прикреплена к кабелю и переправлять людей или материал вверх или вниз. К сожалению, доступные в настоящее время материалы недостаточно прочны, чтобы выдерживать их собственный вес в кабеле с постоянной площадью поперечного сечения, идущем от геосинхронного местоположения земли к поверхности земли.В принципе, такой кабель можно построить, сужая поперечное сечение от небольшого диаметра на концах до очень большого диаметра в геостационарной точке. На практике прочность доступных в настоящее время инженерных материалов делает массу такого кабеля слишком большой. Другие типы предлагаемых концепций космических лифтов, которые могли бы обеспечить доступ к низкой околоземной орбите, включают сверхпроводящий кабель с высоким Jc, который может самовевитировать в магнитном поле Земли [19, 20], и массивное кольцо, вращающееся в вертикальной плоскости, так что центробежная сила кольца противодействует силе тяжести в верхней части орбиты.

Другой общий вариант альтернативы состоит в ускорении снаряда до высокой скорости у поверхности Земли. Эти «пушки» концепции включают рельсотрон, койлган, электротермино-химическую пушку, легкую газовую пушку, ускоритель RAM и ускоритель взрывной волны [21]. Большинство концепций ружья подразумевают короткое время разгона, и последующие большие источники питания для увеличения даже небольших масс до требуемой скорости, вероятно, будут дорогими. Электромагнитный запуск был предложен для того, чтобы дать ракетам начальную составляющую скорости, причем большая часть необходимой скорости обеспечивается за счет сгорания топлива [22].Наземные высокомощные лазеры, увеличивающие химическую энергию ракетного топлива, также, вероятно, потребуют больших источников питания [21].

5. Вентилятор Maglev

Вентилятор Maglev обеспечивает превосходную производительность, низкий уровень шума и длительный срок службы. Благодаря использованию сил магнитной левитации эти вентиляторы отличаются нулевым трением и отсутствием контакта между валом и подшипником. Обладая превосходной стабильностью вращения, вентилятор на магнитной подвеске устраняет вибрацию и типичные колебания и сотрясения, характерные для двигателей вентиляторов.Вентилятор на магнитной подвеске также обеспечивает отличную устойчивость к высоким температурам, что приводит к долгому сроку службы, а модели вентиляторов на магнитной подвеске также имеют полностью пластмассовое производство основных элементов для обеспечения оптимального сопротивления изоляции и характеристик электростатического разряда (ESD). Вентилятор на магнитной подвеске предлагает истинное решение для охлаждения оборудования и систем с обещанием более низкой стоимости владения и длительного срока службы. Вентилятор на магнитной подвеске решает проблемы шума, истирания и короткого срока службы, которые характерны для традиционных двигателей вентиляторов.Вентилятор с двигателем на магнитной подвеске отличается нулевым трением и отсутствием контакта между валом и подшипником во время работы. Конструкция вентилятора на магнитной подвеске основана на магнитных принципах и силах, которые не только приводят вентилятор в движение, но и обеспечивают стабильное вращение на всех 360 градусов. Используя притяжение силы магнитной левитации, maglev устраняет проблемы с раскачиванием и тряской, присущие традиционным вентиляторам с двигателями. Благодаря этой новой технологии пропеллер вентилятора на магнитной подвеске подвешен в воздухе во время вращения, так что вал и подшипник не входят в прямой контакт друг с другом, создавая трение.Результатом стал новый улучшенный вентилятор с низким уровнем шума, устойчивостью к высоким температурам и длительным сроком службы. Вентиляторы Maglev могут использоваться в различных отраслях промышленности и в продуктах, требующих высокой теплопередачи, например в портативных компьютерах, серверах, проекторах и стереосистемах. Традиционные вентиляторы вращаются по принципу отталкивания полюсов. Но без контроля траектории лопастей лопасти вентилятора имеют тенденцию производить нерегулярные вздрагивания и вибрации. После длительного использования вал вызывает сильное истирание подшипников, придавая им форму рога.Изношенный вентилятор начинает издавать механические шумы, и срок его службы сокращается. Уникальной особенностью вентилятора на магнитной подвеске является то, что ход лопастей вентилятора во время работы регулируется магнитным полем. В результате вал и подшипник не имеют прямого контакта во время работы и, следовательно, не испытывают трения независимо от ориентации вентилятора. Это означает, что не возникает характерных шумов истирания изношенных компонентов, а также обеспечивает срок службы 50 000 часов или даже дольше при комнатной температуре (см. Рисунок 19).


В традиционном вентиляторе встроенные магниты ротора и статора создают силы отталкивания, и именно эта постоянная сила отталкивания заставляет вентилятор вращаться. Это основной принцип всех охлаждающих вентиляторов. Если мы визуализируем магнитные силы между статором и ротором, мы увидим только плотные линии стандартного магнитного потока, бегущего без какого-либо механизма управления, чтобы стабилизировать вибрацию лопастного ротора во время работы с отталкиванием. Вентилятор на магнитной подвеске включает в себя именно такой механизм управления в своей конструкции.Это требует, чтобы каждый вентилятор, в дополнение к стандартному магнитному потоку, имел магнитный поток, необходимый для поддержания уникальной магнитной орбиты в его конструкции. Поперечное сечение магнитопровода показывает уникально разработанный набор токопроводящих элементов на основной плате – пластину магнитолевой системы. Эта пластина магнитного поля и встроенные магниты в лопасти вентилятора вместе создают комплексные вертикальные магнитные силы, которые представляют собой магнитный поток. В поперечном сечении стандартный магнитный поток и магнитный поток образуют вертикальный угол в 90 градусов, другими словами, магнитный поток действует перпендикулярно стандартному магнитному потоку.Это первая ключевая характеристика, по которой можно идентифицировать веер на магнитной подвеске. Конструкция вертикально пересекающихся стандартного магнитного потока и магнитного потока гарантирует, что ротатор прикреплен к орбите магнитного поля. Следовательно, независимо от угла установки вентилятора, вал всегда будет вращаться вокруг фиксированной точки на постоянном расстоянии от подшипника, не соприкасаясь с ним, вызывая трение или механический шум. Эффективно решена проблема износа подшипников до овальной формы или апертуры рупора после длительного использования.Наибольшее преимущество магнитного потока – это полная сила притяжения на 360 градусов между проводящим элементом (пластиной маглев) и ротором над ним. Это обеспечивает равномерно распределенную силу притяжения, чтобы помочь сохранить оптимальный баланс ротора во время работы и избежать дрожания или нестабильности. Вентиляторы с хорошо сбалансированными лопастями не только служат дольше, но и производят стабильный воздушный поток. Короче говоря, вторая легкая черта для идентификации вентилятора на магнитной подвеске – это то, что система магнитной подвески создает притяжение на ротор на 360 °, что приводит к стабильному вращению (см. Рисунок 20).

В традиционном бесщеточном двигателе вентилятора постоянного тока ротор крыльчатки (называемый просто ротором) посредством вала, проходящего через отверстие пропитанного маслом подшипника, или подшипника скольжения, шарнирно удерживаемого в центральном положении статора двигателя. . Между ротором и статором поддерживался подходящий воздушный зазор. Конечно, между валом и отверстием подшипника должен быть зазор, иначе вал будет плотно заблокирован и не сможет вращаться. Узел статора (называемый просто статором) после подключения к источнику питания будет генерировать индуцированный магнитный поток между ротором и статором.Под управлением схемы управления двигатель вентилятора начнет вращаться. В традиционной конструкции двигателя вентилятора есть ротор крыльчатки, статор двигателя и схема привода. Ротор шарнирно соединен со статором валом ротора и системой подшипников. Ротор приводится во вращение индуцированным магнитным полем между статором и ротором, как показано на Рисунке 21.


Преимущества подшипников скольжения следующие: (i) Повышенная ударопрочность, меньшее повреждение при доставке.(ii) Подшипники скольжения стоят намного дешевле по сравнению с шариковыми подшипниками.

К дефектам подшипника скольжения относятся следующие: (i) Пыль извне может проникнуть в подшипник и смешаться с частицами нитрида, забивая двигатель, что может привести к шуму и замедлению работы двигателя. Внутренняя поверхность отверстия подшипника легко изнашивается и влияет на производительность. Пространство между валом и отверстием подшипника скольжения невелико, что приводит к грубым неравномерным запускам.

В шарикоподшипниках используются маленькие металлические шарики для вращения.Поскольку они имеют только точечные контакты, вращение можно легко запустить. При использовании пружин для удержания наружного металлического кольца вышеупомянутого шарикоподшипника вес всего ротора может приходиться на шарикоподшипник, косвенно поддерживаясь пружинами. Поэтому шариковые подшипники идеально подходят для использования в портативных устройствах с различными углами установки. Однако следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить падения изделия и повреждения шарикоподшипника ударом, что может привести к шуму и сокращению срока службы изделия (см. Рисунок 22).


Преимущества шарикоподшипников следующие. (I) Срок службы стальных шарикоподшипников намного больше, чем у подшипников скольжения. (Ii) Однако с изделием нельзя допускать грубого обращения или падения на землю.

К дефектам шарикоподшипника относятся следующие: (i) Шарикоподшипники довольно слабые. Он не может выдерживать никаких внешних ударов. (Ii) Когда двигатель вентилятора работает, стальные шарики внутри будут создавать более высокий шум вращения, чем шум подшипника скольжения.(iii) Высокая цена затрудняет конкуренцию с подшипниками скольжения. (iv) Ограничение как источников поставок, так и объемов поставок делает их неприемлемыми для потребностей массового производства. (v) Использование крошечных узлов, таких как пружины, приводит к неэффективности массовое производство.

Когда волчок (своего рода игрушка) бросается, он продолжает ускоряться, даже когда он ударяется о землю. Во время этого ускорения верхняя часть наклоняется и раскачивается, пока не будет достигнута постоянная скорость. В этот момент верх уравновесится, например, раскачивание и наклон исчезли и стали фиксироваться перпендикулярно земле.Это простая концепция, которую образуют корни вентиляторной системы на магнитной подвеске (см. Рисунок 23).


Из рисунка выше мы знаем, что независимо от того, как установлен вентилятор двигателя, сила, создаваемая существующим магнитом внутри ступицы и магнитной пластиной, которая добавлена ​​к печатной плате вентилятора, постоянно притягивает ротор. Это приводит к тому, что ротор вращается перпендикулярно земле с постоянным расстоянием между подшипником и валом без какого-либо контакта. Таким образом, не должно возникать трения или шума.Срок службы вентилятора двигателя чрезвычайно велик (см. Рисунок 24). (1) Система Maglev помогает крыльчатке вращаться равномерно по фиксированной орбите в центре орбиты. Следовательно, вал внутри отверстия подшипника Vapo вращается, не создавая трения. Отверстие подшипника почти никогда не приобретает неправильную или овальную форму, как в обычных вентиляторах. Следовательно, срок службы подшипника становится очень долгим. (2) Вал внутри отверстия подшипника испытывает трение ни с чем, кроме воздуха, и двигатель вентилятора запускается легко.(3) Эта новая система исключает использование маслосъемных колец и шайб, тем самым оставляя пространство для выпуска газа, происходящего во время нормальной работы. Проблем с засорением больше нет. Следовательно, вентиляторный двигатель может работать бесперебойно в течение довольно долгого времени. (4) Использование магнитного потока и опорного колпачка создает ту же функцию, что и шарикоподшипник; Таким образом, независимо от того, как размещен вентилятор, не происходит наклонов и раскачиваний, что означает, что он подходит для портативных применений. (5) Подшипники Vapo изготовлены из материала, специально обработанного для обеспечения износостойкости и ударопрочности.При использовании в сочетании с магнитной подвеской он создает пружинную функцию, которая помогает двигателю вентилятора выдерживать удар. (6) Подшипник Vapo с магнитной подвеской способен выдерживать рабочую температуру более 70 ° C. Он также очень хорошо работает в условиях низких температур. (7) Отсутствие шайбы и масляного кольца также может позволить автоматическое производство, что повышает эффективность производства. (8) Пылезащитный колпачок предотвращает проникновение пыли в подшипник и смешивание с частицами нитрида для забивания двигатель, что может привести к шуму и замедлению работы двигателя.


Комбинация конструкции на магнитной подвеске и подшипника Vapo сохраняет все преимущества шариковых подшипников и подшипников скольжения, устраняя при этом все недостатки.

Подшипник Vapo можно объяснить следующим образом. (i) Подшипники Vapo изготовлены из материала, специально обработанного для обеспечения износостойкости и ударопрочности. При использовании в сочетании с маглевым механизмом он создает пружинную функцию, которая помогает двигателю вентилятора выдерживать удар. (Ii) Конструкция маглева помогает ротору равномерно вращаться по фиксированной орбите в центре орбиты без какого-либо трения с отверстием подшипника.Вибрации не было. (Iii) Эта новая система исключает использование маслосъемных колец и шайб, тем самым оставляя пространство для выпуска газа, происходящего во время нормальной работы. Проблем с засорением больше нет. Подшипник Vapo назван в честь этого персонажа.

Вентиляторы Maglev предотвращают выход из строя обычных вентиляторов (см. Таблицу 1).


Недостатки традиционных двигателей Вентилятор Maglev

Подшипник скольжения (i) Вес ротора полностью нагружен.Абразивное вращение между валом и подшипником приведет к образованию неровной и шероховатой поверхности на внутренней поверхности отверстия подшипника. Вращение двигателя вентилятора становится неравномерным, что, в свою очередь, вызывает рабочий шум и сокращает срок службы вентилятора.
(ii) Масляное кольцо и майларовая шайба не только приводят к увеличению площади трения, но также блокируют высокотемпературные газы, которые, если не будут выпущены до затвердевания, станут частицами нитрида, которые, в свою очередь, забивают зазор между валом и отверстием подшипника. затем вызывает гораздо более медленное вращение ротора и шум.
(i) Весь вес ротора полностью притягивается магнитной силой в любом установленном положении, обеспечивая равномерное вращение двигателя в фиксированной точке и поддерживая постоянное расстояние от внутренней поверхности подшипника. Больше не будет традиционных трений и шума.
(ii) Масляное кольцо, шайба и смазка больше не используются в конструкции магнитолевой подвески. Следовательно, больше нет проблем с утечкой масла или заеданием ротора.
(iii) Конструкция Maglev допускает рабочую температуру выше 70 ° C.
Шарикоподшипник (i) Когда двигатель вентилятора работает, стальные шарики внутри будут создавать более высокий шум вращения, чем у подшипников скольжения.
(ii) Шариковые подшипники имеют довольно непрочную конструкцию и не способны поглощать внешние удары. Его легко повредить, что приводит к более сильному шуму вращения.

Во время работы нет трения и контакта между валом и подшипником.Они стали фаворитами благодаря своим превосходным характеристикам, таким как низкий уровень шума, устойчивость к высоким температурам и сверхдлительный срок службы.

Осевой двигатель с постоянными магнитами с радиальным потоком и сегментом из железной ленты, как показано на рисунке 25, использовался для охлаждающих вентиляторов малой мощности [23]. Этот двигатель оснащен только одним комплектом осевой обмотки статора, который может обеспечивать требуемый радиальный поток за счет соответствующей конструкции полюсов статора, и такая конструкция конструкции весьма перспективна для приложений с ограниченным пространством.Поскольку нежелательные вибрационные силы, в основном, генерируются в радиальном направлении двигателя, концепция состоит в том, чтобы обеспечить адекватный путь магнитного потока, чтобы можно было установить пассивную магнитную подвеску. Как видно из рисунка 25 (b), магнитные потоки, генерируемые обмоткой статора двигателя, сначала проходят через центральный вал статора, выходят из пар полюсов статора в его верхней / нижней части, а затем возвращаются в нижнюю часть. Пары полюсов статора / верхней части после прохождения через соответствующие магниты ротора.Когда пары полюсов на верхней и нижней частях статора перпендикулярны друг другу, будут проявляться нежелательные силы вибрации, в основном генерируемые в радиальном направлении двигателя. Возникающее в результате трение, прикладываемое к подшипниковой системе двигателя, безусловно, приведет к дополнительным потерям тепла и энергии и, таким образом, снизит надежность и срок службы этого двигателя [24, 25].


(a) Фотография основания статора
(b) Концептуальная структура двигателя
(a) Фотография основания статора
(b) Концептуальная структура двигателя

Основные проблемы, связанные с производители двигателей охлаждающих вентиляторов отличаются низкими затратами на строительство / техническое обслуживание и высокой эксплуатационной надежностью [26].Кроме того, чтобы удовлетворить этим конструктивным предпосылкам, также желательно, чтобы общие характеристики таких двигателей могли сохранять их рыночную конкуренцию без использования сложных устройств управления датчиками и драйверами. Магнитная подвеска будет установлена ​​через предусмотренный дополнительный путь потока. Хотя ожидается, что сила притяжения между постоянным магнитом ротора и сегментом пассивной магнитной подвески будет индуцирована для стабилизации колебаний ротора, интуитивно также предполагается, что этот сегмент с высокой проницаемостью может обеспечить вращательную способность двигателя [25].

6. Сердечный насос Maglev

Тепловая недостаточность – одна из основных причин смерти. Лечение сердечной недостаточности обычно включает трансплантацию сердца, механическую помощь желудочков, замену искусственных органов и так далее. Хотя трансплантация сердца является относительно естественной технологией, существует серьезная нехватка донорских сердец, что приведет к реакции отторжения трансплантата. В опоре традиционных насосов с искусственным сердцем часто используются подшипники качения или скольжения. Из-за контакта между вынашиванием и кровью кровь будет загрязнена и легко вызовет тромбоз.С развитием магнитолевой системы, двигателя и технологий управления насос с искусственным сердцем преодолевает такие проблемы, как трение, уплотнение и смазка, что снижает повреждение клеток крови и увеличивает срок службы и безопасность сердечного насоса.

Искусственный сердечный насос требует небольшой конструкции, низкого энергопотребления, определенной жесткости и демпфирования для пересадки и длительного использования. Осевой магнитный насос для крови на магнитной подвеске гибридного типа не только имеет небольшие размеры, почти не требует энергии и плохие динамические характеристики подшипника с постоянным магнитом, но также имеет низкое энергопотребление, длительный срок службы и хорошие динамические характеристики магнитного подшипника.

Искусственный сердечный насос (также известный как насос крови) можно разделить на поршневой, пульсирующий и непрерывный сердечный насос. Бионические характеристики пульсирующего насоса хороши, но его недостатками являются относительно большой объем и склонность к гемолизу из-за большой площади контакта с кровью. Эти недостатки серьезно ограничили его применение. Насосы для искусственного сердца с непрерывным потоком можно разделить на насосы с осевым потоком, центробежные насосы и насосы со смешанным потоком. Центробежный сердечный насос Maglev имеет большее давление при небольшой скорости потока и меньше разрушает кровь при низкой скорости, в то время как его недостаток не подходит для имплантации; Осевой магнитный сердечный насос имеет большую скорость потока, низкое давление, поэтому для получения гораздо большего давления необходимо увеличить скорость.Насос с осевым потоком имеет плотную конструкцию, меньшие по размеру компоненты привода, низкое энергопотребление, малый вес, высокую эффективность и т. Д., Поэтому его легче имплантировать, и он может сэкономить стоимость операции и возможность инфицирования, но его крыльчатка имеет высокая скорость и его гемолитичность также высока. Осевые или центробежные традиционные опоры представляют собой контактирующие подшипники, такие как керамический подшипник, и есть некоторые проблемы с трением, смазкой и уплотнением, которые легко повреждают кровь, что приводит к гемолизу и сгусткам крови.Магнитный подшипник предотвращает контакт ротора и статора под действием магнитной силы, которая не требует смазки, и преодолевает традиционные недостатки, такие как прямое трение, большие потери и короткий срок службы, и является одной из идеальных опор для нового поколения искусственных сердечный насос [27, 28].

Согласно теории Эрншоу (1839), постоянный магнитный лев является нестабильным. Эта теорема применима только к левитатору в статическом состоянии. Пассивные магнитные (PM) подшипники могли бы обеспечить стабильное магнитное поле во всех центробежных насосах, если бы ротор имел достаточно высокую скорость и, таким образом, получил бы так называемый гироэффект, а именно, вращающееся тело с достаточно высокой скоростью могло бы устойчиво поддерживать свое вращение [29, 30 ].

Чтобы упростить роторные насосы на магнитной подвеске с электрическим приводом, был разработан безвальный насос с постоянным рабочим колесом на магнитной подвеске без активно управляемого змеевика для подвески ротора (рис. 26). Левая сторона крыльчатки представляет собой диск магнита для вращения, а правая сторона крыльчатки представляет собой диск магнита для подвешивания. Насос массой 150 г имеет максимальный диаметр 42 мм, а его длина в наибольшем месте составляет 35 мм.

Устройство состоит из статора и ротора. Статор имеет жесткий полиуретановый корпус с цилиндрической внутренней поверхностью; с левой стороны подключена катушка двигателя постоянного тока с осевым приводом, намотанная на железный сердечник, а с правой стороны навинчено балансировочное железное кольцо.Ротор уплотнен магнитным диском для вращения (слева), крыльчаткой (в середине) и магнитным диском для подвешивания (справа). Сила притяжения между стальным сердечником катушки двигателя и магнитным диском ротора для вращения уравновешивается силой притяжения между магнитным диском для подвешивания и балансировочным железным кольцом. Кроме того, с обеих сторон ротора разработаны два новых запатентованных подшипника с постоянными магнитами, которые устраняют остающиеся силы притяжения и предотвращают осевое присоединение ротора к статору слева или справа.Каждый подшипник состоит из большого и маленького постоянных магнитных колец; маленькое кольцо вставлено в ротор, а большое кольцо утоплено в статоре. Два кольца, намагниченные в одном осевом направлении, отклоняют друг друга, создавая осевую опорную силу. Сила притяжения между ротором и статором препятствует радиальному эксцентрическому перемещению ротора и, таким образом, служит радиальным подшипником. Впускной и выпускной патрубки насоса расположены соответственно в центре балансировочного железного кольца и на периферии корпуса из полиуретана.При стендовых испытаниях с водой насос производит поток до 10 л / мин при давлении 100 мм рт. Ст. Насос массой 150 г имеет максимальный диаметр 42 мм и длину 35 мм (без учета впускных и выпускных трубок) [31].

Имплантируемые роторные насосы были разработаны и используются для оказания помощи больному желудочку сердца из-за нехватки доноров сердца для трансплантации. Пульсирующее измерение расхода важно для управления расходом этих роторных насосов. Обычные расходомеры не особенно компактны, в то время как надежность и долговечность небольших расходомеров, изготовленных с использованием технологии микроэлектромеханических систем, все еще сомнительна.Несколько групп предложили оценивать скорость потока, используя мощность двигателя центробежного насоса крови (CBP). На рисунке 27 (а) показана схема имплантируемой желудочковой вспомогательной системы с роторным насосом [32].

Четвертая итерация дизайна (PF4) педиатрического желудочкового вспомогательного устройства PediaFlow (VAD) была разработана для младенцев и детей ясельного возраста с врожденными и приобретенными пороками сердца.

Ключевые атрибуты PediaFlow Pediatric VAD включают следующее: (i) непревзойденная биосовместимость благодаря технологии магнитолевой подвески, оптимизированный дизайн с одним потоком и процесс проектирования, оптимизированный для компьютера; (ii) исключительно малый размер из-за сверхкритического (см. Выше) резонансная частота) роторно-динамическая технология; (iii) бесклапанная турбодинамическая конструкция с одной движущейся частью для минимизации размера; (iv) оптимизация вычислений с использованием первых принципов биоинженерии и физики.

Текущая конструкция VAD возникла в результате всесторонней оценки трех топологий насосов, включающих в себя различные устройства магнитной подвески, двигателя и трактов для жидкости. В каждой из выбранных топологий использовались радиальные и моментные подшипники с постоянными магнитами, активный осевой упорный подшипник и бесщеточный двигатель постоянного тока [33–36].

7. Анализ продуктов питания и напитков

Измерения плотности вещества важны в пищевой промышленности, здравоохранении и других условиях, поскольку они предоставляют ключевую информацию о химическом составе вещества.Например, измерения плотности могут определить содержание сахара в безалкогольных напитках, количество алкоголя в вине или слишком много соли для поливной воды для использования на фермерском поле. Существующие устройства для проведения этих измерений далеки от идеала, и существует потребность в более простых, менее дорогих и простых в использовании технологиях.

Ученые описывают разработку специального сенсора, в котором для удовлетворения этих потребностей используется магнитный лев, взвешивающий твердые или жидкие образцы с помощью магнитов для измерения их плотности.Датчик размером примерно с кубик льда состоит из заполненного жидкостью контейнера с магнитами на каждом конце. Внутри могут быть помещены образцы из различных материалов, и расстояние, на которое они проходят через жидкость, позволяет судить об их плотности. Ученые показали, что устройство может быстро оценить содержание соли в различных образцах воды и относительное содержание жира в различных видах молока, сыра и арахисового масла. Потенциальные применения маглев может включать в себя оценку пригодности воды для питья или орошения, оценку содержания жира в пищевых продуктах и ​​напитках или мониторинг обработки зерна (например,g., удаление шелухи или сушку) (см. рисунок 28) [37].


8. Заключение

Название maglev происходит от слова MAGnetic LEVitation. Магнитная левитация – это высокоразвитая технология. Он имеет различное применение, в том числе экологически чистую энергию (маленькие и огромные ветряные турбины: дома, в офисе, в промышленности и т. Д.), Строительные объекты (вентилятор), транспортные системы (поезд на магнитной подвеске, персональный скоростной транзит (PRT) и т. Д.), оружие (пушка, ракетная техника), ядерная техника (центрифуга ядерного реактора), гражданское строительство (лифт), реклама (можно выбрать левитирующее все, что рассматривается внутри или над различными рамками), игрушки (поезд, парящие космонавты над космическим кораблем и т. д. .) и канцелярские товары (ручка). Общей чертой всех этих применений является отсутствие контакта и, следовательно, отсутствие износа и трения. Это увеличивает эффективность, снижает затраты на обслуживание и увеличивает срок службы системы. Технология магнитной левитации может использоваться как эффективная технология в различных отраслях промышленности. Магнитные системы привлекают уже многие страны. Многие системы были предложены в разных частях света. В этой статье сделана попытка изучить наиболее важные области применения технологии магнитной левитации.Результаты ясно показали, что маглев можно удобно рассматривать как решение для будущих инженерных нужд мира.

Подробная информация о 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1,4-1,6 мм с футляром Игрушки и хобби для науки и природы mjdotco.com

Подробная информация о 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1,4-1,6 мм с футляром Игрушки и хобби для науки и природы mjdotco.com

Размер: 27 мм x 27 мм x 1, неоткрытый, включая предметы ручной работы, 4-1, 6 мм с футляром, Состояние :: Новое: Совершенно новый, для получения полной информации см. Список продавца.1 шт., Высококачественный пиролитический графит, пиролитический графит для магнитной левитации. Прочность 16 кубических блоков и 64 кубических блоков-магнитов для прошивки пиролитического графита составляет N48, См. Все определения условий: MPN:: SG1A. 4-1, Бренд:: Без марочного знака, толщина 1 мм, неиспользованный, 6 мм, – 0, 27 мм x 27 мм x 1, +, неповрежденный предмет.









Подробная информация о 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x1.4-1,6 мм с футляром




Подводный двигатель подруливающего устройства 12–24 В, гребной винт для ROV RC Bait Tug Boat, LEGO LOT OF 20 НОВЫХ КРАСНО-КОРИЧНЕВЫХ ОРУЖИЙ ЛУКА И СТРЕЛКИ, Подробная информация о 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x1,4 -1,6 мм с футляром . Красный продается в сети Yeah Racing CK-TT02RD Алюминиевый комплект для переоборудования. Обманывающая тень сплетен “CP18-KR032 Редкая Корея с картой Yu-Gi-Oh” Номер 75, Подробная информация об 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1.4-1,6 мм с футляром , оптовая партия из 12 единиц Tri-Spinner Fidget Toy EDC Hand Finger Spinner. MCDONALD’S TY TEENIE BEANIE SMOOCHY THE FROG 1999. Подробная информация об 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1,4–1,6 мм в футляре . Неоново-зеленый стикер SopiGuard 3M для DJI Mavic 2 Pro Zoom. Academy 1/144 F-16 Fighting Falcon # 12610 / *.


Подробная информация о 1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1,4-1,6 мм с футляром

Начните вводить и нажмите Enter для поиска

Детали примерно 1 шт.Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1,4-1,6 мм с футляром

1 шт. Пиролитический графит для магнитной левитации, 27 мм x 27 мм x 1,4-1,6 мм с корпусом Детали около, 6 мм (+, – 0,1 мм толщиной), прочность 16 кубических блоков и 64 кубических блока магнитов для прошивки пиролитического графита N48, высококачественный пиролитический графит, размер: 27 мм x 27 мм x 1,4-1, с эксклюзивными скидками, оптовый интернет-магазин, флагманские магазины, специальное предложение каждый день, высококачественный живой недорогой интернет-центр! шт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *