磁石と磁気吸引装置の引力
磁気アプリケーションの場合、誰もが磁石の磁気吸引力を非常に気にしています。磁石の吸引力は計算でき（張力計算機を使用）、次の式を参考にすることができます。ただし、式のデフォルト条件は非常に理想的であることに注意する必要があります。つまり、磁場分布は非常に均一で、吸引される物体の透磁率は非常に高く（300シリーズのステンレス鋼やその他のフェロアロイなどの弱い磁性材料は使用できません）、厚さと吸着面積は十分です（厚さと面積を増やしても、吸引力はさらに増加しません。つまり、磁気漏れを考慮しない）。それでも、計算値は参考としてのみ使用でき、正確な計算には使用できません。F（N）= 2 * S（m ²）* B（T）² /μ 0、ここで、Sは吸着面積、Bはエアギャップ磁束密度、μ 0は真空透磁率（定数、μ 0 = 4π * 10-7）です。
磁石の吸引力を高めるにはどうすればよいでしょうか。式から、磁石の吸引力は吸着面積と空隙磁束密度に正比例することがわかります。吸着面積を増やすことと空隙磁束密度を向上させることが、磁石の吸引力を高めるための主な2つの方法であることがわかります。1.吸着面積を増やすには、少なくとも磁気吸着面を覆う必要があり、条件が許せば、吸着された物質の厚さを増やすことができます。
磁石が鉄板に引き寄せられる場合：鉄板と磁石の吸着面積が大きいほど、磁石間の吸引力は大きくなります。吸着面積が磁石の面積に等しい場合、吸引力の増加傾向は徐々に鈍化します。鉄板が十分に大きい場合、鉄板の面積を増やしても吸引力がさらに増加しない場合があります。鉄板の面積が同じ場合、鉄板の厚さを増やすと吸引力を高めることができます。鉄板が厚い場合、鉄板の厚さを増やすと、吸引力の増加は徐々に平坦化し、それ以上の改善は見られなくなります。
2. エアギャップ磁束密度の増加。吸着面積Sが一定の場合、エアギャップ磁束密度を高め、漏れ磁束を減らす方法を見つけることは、吸引力を向上させるより効果的な方法です。多極磁化は漏れ磁束を効果的に減らすことができます。
磁場シミュレーション図から、磁石を双極磁化に変更した後、漏洩磁場が大幅に減少し、磁力線の大部分が吸着された鉄板内で磁気回路ループを形成することがわかります。
さらに極数を増やし、磁石の底部に磁性板を追加すれば、漏れ磁束はさらに減少し、吸引力はさらに高まります。
磁性部品の設計における現在の傾向は、多極磁気回路またはハルベック磁気回路を設計することにより、磁場の利用を最大化すること、または高透磁率の材料を使用して、吸着される物体を通して磁場を可能な限り誘導し、磁気回路ループを形成することです。 代表的な用途には、多段磁化用に設計されたゴム磁性シートがあり、両面多極のものもあれば、片面多極のものもあります。 ゴム磁石の磁気性能は非常に低いですが、多極磁気回路設計により、磁場が表面に密に分布し、吸着時の磁気漏れが最小限に抑えられ、良好な吸着効果が得られます。
磁気吸引部品の設計は、吸着間隔の考慮から切り離すことはできません。上記はすべて直接接触吸着に基づいています。間隔が変化すると、吸引力は大きく変化することがよくあります。次の図は、いくつかの典型的な単磁石磁気吸引装置を示しています。多極磁気部品も同様の規則に従います。極の数が多いほど、間隔0での吸引力は大きくなりますが、間隔が大きくなるにつれて減衰がより顕著になります。