Caixa de engrenagens magnética, parte 2: fluxo axial melhora o desempenho

Jan 26, 2024

A quantidade de mecanismos interessantes e inovadores que a impressão 3D possibilitou sempre nos fascina, e é sempre um prazer quando um deles aparece em nossos feeds. Esta caixa de engrenagens magnética de fluxo axial é um ótimo exemplo de tal mecanismo e que realmente faz você pensar sobre possíveis aplicações.

Os princípios da caixa de câmbio de [Retsetman] são simples de entender para qualquer pessoa que já brincou com alguns ímãs, pois ela se baseia naquela poderosa força atrativa e repulsiva que você sente quando os ímãs se aproximam. Ao contrário de sua caixa de engrenagens de fluxo radial anterior, que usava um par de rotores cilíndricos cravejados de ímãs aninhados um dentro do outro, este projeto tem um par de rotores impressos em forma de disco que ficam voltados um para o outro em eixos alinhados. Cada rotor possui ranhuras para dezesseis ímãs de neodímio, que são colados nas ranhuras em arranjos específicos de polaridade - todos os outros ímãs para o rotor de baixa velocidade e grupos de quatro no rotor de alta velocidade. Entre os dois rotores está um modulador de fluxo fixo, um estator com dez insertos ferromagnéticos aparafusados.

Em operação, que o vídeo abaixo demonstra muito bem, o fluxo magnético é acoplado entre os rotores pelas inserções de aço no estator de modo que quando um rotor se move, o outro se move na proporção de 4:1 (ou 1:4) na direção oposta. direção. [Retsetman] acelerou a caixa de câmbio para cerca de 8.500 RPM brevemente, mas descobriu que a operação prolongada a apenas 4.000 RPM convidava ao desastre não devido ao aquecimento por correntes parasitas das pastilhas ou ímãs como se poderia esperar, mas do simples aquecimento por fricção do rolamentos do rotor.

Os testes de torque da caixa de câmbio original não foram impressionantes, mas os experimentos de [Retsetman] com insertos de estator laminados e ímãs mais potentes realmente aumentaram o rendimento – uma melhoria de até 250%! Também gostaríamos de ver que efeito um conjunto Hallbach teria no desempenho, embora suspeitemos que as relações adequadas entre os dois rotores possam ser difíceis de alcançar.