I. Fonas
Sparčiai tobulėjant šiuolaikinėms technologijoms, nešiojamieji įrenginiai, tokie kaip išmanieji įrenginiai, lauko prietaisai, testavimo instrumentai, izoliuoti puodeliai, vis dažniau naudojami įvairiuose scenarijuose. Įkrovimo jungtys dažnai yra veikiamos drėgnoje, dulkėtoje, purslų ir panardinamoje aplinkoje. Šiuose nešiojamuose įrenginiuose vis dažniau naudojamos magnetinės jungtys, turinčios automatinės adsorbcijos pranašumą. Tačiau norint pasiekti tikrą atsparumą vandeniui ir dulkėms, pvz., IP67 arba IP68 reitingus, kyla didelių techninių iššūkių ir patobulinimų konstrukcijų projektavimo, sandarinimo medžiagų, gamybos ir surinkimo srityse.
II. Pagrindiniai pasiekimai atsparumo vandeniui ir dulkėms srityje
Norint pasiekti atsparumą vandeniui ir dulkėms, reikia optimizuoti šiuos pagrindinius aspektus:
– Apsaugos įvertinimas (IP įvertinimas): Pirma, labai svarbu išsiaiškinti pageidaujamą šios magnetinės jungties apsaugos laipsnį, nes skirtingi reitingai turi labai skirtingus reikalavimus. Literatūroje nurodoma, kad IEC 60529 standartas dažnai nurodomas įgyvendinant magnetinių jungčių hidroizoliaciją.
--Sandarinimo konstrukcijos dizainas: sandarinimo konstrukcija apima sandarinimo elementus (pvz., sandarinimo žiedus / guminius žiedus), korpuso struktūrą, vandens ir dulkių barjero struktūrą ir adsorbcijos bei sandarinimo jėgų balansą.
--Medžiagos ir apsauga nuo korozijos: naudojant drėgnoje, druskos purškimo ar dulkėtoje aplinkoje, reikia pasirinkti tinkamus korozijai atsparius metalus, nerūdijantį plieną, dengimą, elastines sandarinimo medžiagas ir senėjimui atsparius guminius komponentus.
- Gamybos ir surinkimo procesai: sandarinimo įrengimas yra labai svarbus hidroizoliacijos reikalavimams. Sandarinimo paviršių apdorojimas ir švara yra labai svarbūs siekiant išvengti dulkių likučių ir išvengti sandariklių pažeidimų.
--Eksperimentinis bandymas ir patikrinimas: tai apima vandens purškimo bandymus, panardinimo bandymus, dulkių bandymus ir vibracijos / smūgio / ciklinio įdėjimo / pašalinimo bandymus. Ilgalaikį apsauginės konstrukcijos patikimumą gali patvirtinti tik šiuos testus išlaikę gaminiai.
III. Trys tipinės apsauginių konstrukcijų schemos
1. O-žiedo / sandarinimo žiedo struktūra: tai dažniausiai gaminių dizainerių naudojamas vandeniui atsparus projektavimo metodas. Principas yra pridėti labai elastingą sandarinimo žiedą tarp jungties jungiamojo paviršiaus arba korpuso. Kai kištukas įkišamas į lizdą arba magnetinę jungtį, sandarinimo žiedas suspaudžiamas ir susidaro sandari ertmė, kad į vidų nepatektų vanduo ar dulkės.
Privalumai: santykinai paprasta struktūra, nedidelė kaina ir šiuo metu brandi technologija.
Atsargumo priemonės: sandarinimo žiedo suspaudimas ir ertmės tarpas turi būti griežtai kontroliuojami. Rekomendacijų dėl O-žiedo suspaudimo rasite sandarinimo projektavimo vadove. Sandarinimo žiedo medžiaga turi atitikti aplinkosaugos reikalavimus. Magnetinėse jungtyse sandarinimo žiedo storis neturėtų būti per didelis, nes tai sumažina magnetinę trauką arba susilpnina sukibimą dėl per didelių tarpų. Galiausiai, surinkimo metu įsitikinkite, kad nėra įstrigusių pašalinių daiktų, sandarinimo paviršius yra švarus ir lygus, o sandarinimo žiedas nesubraižytas ir nepažeistas.
2. Daugiasluoksnė izoliacija su užpildo struktūra
Šis sprendimas tinka jungtims, kurioms keliami aukštesni reikalavimai. Principas yra sukurti daugiasluoksnę{1}} korpuso struktūrą.
Privalumai: užtikrina didesnį ilgalaikį{0}}patikimumą atšiaurioje aplinkoje (didelė drėgmė, daug dulkių, panardinimas į vandenį).
Atsargumo priemonės: gamybos sąnaudos ir surinkimo proceso sudėtingumas yra santykinai dideli, o užpildo klijai neturi turėti įtakos tolesniam techninės priežiūros ar sujungimo funkcionalumui. Taip pat būtina užtikrinti medžiagos susitraukimo ir šiluminio plėtimosi atitiktį, kad būtų išvengta sandariklio gedimo esant ilgalaikiam -terminiam ciklui. Be to, magnetinė jungtis turi atsižvelgti į magnetinio kontakto atstumo ir korpuso tarpo suderinamumą.
3. Elastingos medžiagos vientisas inkapsuliavimas, įpurškimas
Plastiką galima tiesiogiai sujungti su kaiščiu, kad susidarytų savaime{0}}lipni, savaime{1}}užsandarinama struktūra.
Privalumai: mažas dydis, supaprastinta struktūra, stipri apsauga.
Atsargumo priemonės: reikia patvirtinti elastomero medžiagos atsparumą aplinkai; Taip pat reikia įvertinti magnetinę jėgą, poravimosi ciklus, poravimosi jėgą ir atsparumą nuovargiui.
IV. Pagrindiniai aspektai, kuriems reikia{1}}dizaino kompromisų
Kaip inžinierius, projektuojantis magnetines jungtis, projektuojant vandeniui ir dulkėms atsparias magnetines jungtis reikia atsižvelgti į šiuos pagrindinius dalykus:
– Magnetinė jėga ir sandariklio storis: kaip minėta anksčiau, kuo storesnė sandarinimo medžiaga arba kuo didesnė sandarinimo ertmė, tuo didesnis gali būti magnetinės jėgos atstumas, dėl to gali sumažėti magnetinė jėga ir gali atsirasti silpnas poravimasis. Todėl projektuojant turėtų būti naudojamos stiprios magnetinės medžiagos, optimizuotos magnetinių polių struktūros arba mažesni oro tarpai.
- Sujungimo tarnavimo laikas ir sandarinimo patvarumas: po pakartotinių sujungimo ciklų elastinis sandarinimo žiedas gali pavargti, deformuotis arba subraižyti, todėl gali nutekėti vanduo ir patekti dulkių. Todėl reikalingos patvarios poravimosi medžiagos ir optimizuotos poravimosi jėgos.
--Dydžio ir erdvės apribojimai: nešiojamieji įrenginiai dažnai yra maži ir jiems trūksta vietos, todėl sudėtingos daugiasluoksnės struktūros yra nepraktiškos. Todėl reikalingi sudėtingesni sandarinimo sprendimai.
--Gamybos sąnaudos ir našumo lygiai: aukštesnis apsaugos lygis reiškia sudėtingesnį konstrukcijų dizainą ir aukštesnės kokybės medžiagas, o tai žymiai padidina išlaidas.
--Aplinkos sąlygos ir sandarinimo sprendimai: pavyzdžiui, jei įrenginys ilgą laiką panardinamas į vandenį, purškiamas druska, valomas ar vibruojamas, reikia pasirinkti griežtesnius sprendimus. Literatūroje rašoma: „Drėgna aplinka turi įtakos spyruoklinių magnetinių jungčių izoliacijos savybėms ir metalo korozijai“.
V. Išvada
Norint sukurti atsparias vandeniui ir dulkėms magnetines jungtis, reikia sistemingo požiūrio, įskaitant sandarinimo struktūros optimizavimą, adsorbcijos dizainą, medžiagų pasirinkimą, gamybos proceso kontrolę ir bandymus bei tikrinimą. Svarbiausia pirmiausia aiškiai apibrėžti apsaugos lygio tikslą, kad būtų subalansuota magnetinė jėga ir sandarinimo reikalavimai projektuojant, ir griežtai kontroliuoti surinkimo procesą ir gamybos procesą.
Nuorodos
- Universalios ir universalios magnetinės jungtys mikrofluidiniams įrenginiams
