Pitovoiman laskeminen magneettinauhalle/magneettiarkille

Magneettinauhojen, Magneettiteippien ja Magneettiarkkien pitovoima riippuu paitsi tuotteesta myös kuormitussuunnasta. Huomioittehan: Verkkokaupassamme ilmoitetut arvot g/cm² on mitattu ihanteellisissa olosuhteissa. Ottakaa konkreettisessa käytössä huomioon vastaavat parametrit.

Sisällysluettelo

Mikä ero on pitovoimalla ja kuormitusvoimalla?

Pitovoima vaikuttaa, kun magneetti kiinnitetään vetosuuntaan kontaktipintaan. Kuormitusvoima kuvaa suurinta kuormitusta, jota voidaan kohdistaa ilman, että magneettinauha liukuu tai irtoaa. Lisätietoja pitovoimasta löydätte UKK-osiostamme: Pitovoima vs. leikkausvoima.

Päteekö ferriittinauhalle ja neodyyminauhalle sama kuormitussuunta?

Ei välttämättä. Ferriittinauhaa ja neodyyminauhaa tulisi tarkastella erikseen, koska niiden magnetoitumissuunta voi poiketa toisistaan. Huomioikaa aina seuraavat magnetoitumissuunnat:

Miten kuormitussuunta vaikuttaa ferriittimagneettinauhojen pitovoimaan?

Kuvitus – Voiman suunta kahden päällekkäin asetetun magneettinauhan tapauksessa

Selitys kuormitussuunnasta ferriittinauhojen avulla
a = magneettinen pitovoima
b = kuormitusvoima kohtisuoraan magnetoinnin raitoja vastaan
c = kuormitusvoima rinnakkain magnetoinnin raitojen kanssa

Magneettinen pitovoima (a): Pinnan suhteen kohtisuorassa mitataan voima, joka tarvitaan magneettinauhan ja teräslevyn irrottamiseen toisistaan. Verkkokaupassamme ilmoitetut pitovoima-arvot koskevat aina tätä kuormitussuuntaa. Kuitenkin kaksi magneettinauhaa tarttuvat toisiinsa jopa 50 % voimakkaammin kuin nauha ja rauta, koska nauha toimii ihanteellisena tartuntapintana.
Kuormitusvoima poikittain (b): Tämä kuormitus syntyy, kun esine (esim. kuva tai kyltti) kiinnitetään seinälle vaakasuoralla magneettinauhalla, ja seinässä on myös vaakasuoraan kiinnitetty toinen magneettinauha. Jos kuorma kasvaa liian suureksi, nauha "hyppää" jossain vaiheessa seuraavalle nauhalle tai irtoaa toisesta nauhasta ja esine putoaa lattialle. Tämä tapahtuu noin 80 %:n kuormituksella magneettisesta pitovoimasta.
Kuormitusvoima rinnakkain (c): Muovin ja muovin välinen kitka ei ole kovin suuri. Siksi pitovoima tässä suunnassa on vain noin 40 % verkkokaupassamme ilmoitetusta arvosta.

Kuinka suuri on ferriittimagneettinauhan pitovoima?

Seuraavat arvot esittävät tyypillisen pitovoiman ja kuormitusvoiman tuotteellemme Magneettiteippi ferriitti 30 mm

	Magneettinauha raudalla	Magneettinauha magneettinauhalla
Magneettinen pitovoima (a)	102 g/cm² (100 %)	153 g/cm² (150 %)
Kuormitusvoima poikittain (b)	25 g/cm² (25 %)	81 g/cm² (80 %)
Kuormitusvoima rinnakkain (c)	25 g/cm² (25 %)	41 g/cm² (40 %)

Miten kuormitussuunta vaikuttaa pitovoimaan neodyymi-magneettinauhoissa ja magneettiarkeissa?

Kuva – Voiman suunta kahden päällekkäin asetetun magneettinauhan tapauksessa

Selitys kuormitussuunnasta neodyyminauhojen avulla
a = magneettinen pitovoima
b = kuormitusvoima magnetointiraidoitukseen nähden poikittain
c = kuormitusvoima magnetointiraidoitukseen nähden yhdensuuntainen

Magneettinen pitovoima (a): Pinnan suhteen suorassa kulmassa mitataan voima, joka tarvitaan magneettinauhan ja teräslevyn erottamiseen. Verkkokaupassamme ilmoitetut pitovoima-arvot koskevat aina tätä kuormitussuuntaa. Kaksi nauhaa tarttuu kuitenkin toisiinsa jopa 50 % vahvemmin kuin nauha ja rauta, koska nauha toimii ihanteellisena tartuntapintana.
Kuormitusvoima poikittain (b): Tämä kuormitus syntyy, kun esine (esim. kuva tai kyltti) kiinnitetään seinälle pystysuuntaisella magneettinauhalla, ja seinässä on myös pystysuunnassa toinen kiinni liimattu magneettinauha. Kun kuorma kasvaa liian suureksi, nauha jossain vaiheessa “hyppää” seuraavan seuraavaan kaistaan tai työntyy irti toisesta nauhasta ja esine putoaa lattialle. Tämä tapahtuu noin 80 %:n suuruisella magneettisella pitovoimalla.
Kuormitusvoima rinnakkain (c): Muovi muovia vasten -kitka ei ole kovin suuri. Siksi pitovoima tässä suunnassa on vain noin 40 % verkkokaupassamme ilmoitetusta arvosta.

Kuinka suuri on pitovoima neodyymimagneettinauhassa?

Seuraavat arvot osoittavat tyypillisen pitovoiman ja kuormitusvoiman tuotteellamme Magneettiteippi Neodyymi 30 mm

	Magneettinauha raudalla	Magneettinauha magneettinauhalla
Magneettinen pitovoima (a)	450 g/cm² (100 %)	675 g/cm² (150 %)
Kuormitusvoima poikittain (b)	112 g/cm² (25 %)	360 g/cm² (80 %)
Kuormitusvoima yhdensuuntaan (c)	112 g/cm² (25 %)	180 g/cm² (40 %)

Kuinka suuri on pitovoima neodyymimagneettiarkissa?

Seuraavat arvot esittävät tyypillisen pitovoiman ja kuormitusvoiman tuotteellemme itsekiinnittyvä magneettiarkki MS-A4-STIC

	Magneettiarkki raudalla	Magneettiarkki magneettiarkilla
Magneettinen pitovoima (a)	80 g/cm² (100 %)	120 g/cm² (150 %)
Kuormitusvoima poikittain (b)	20 g/cm² (25 %)	64 g/cm² (80 %)
Kuormitusvoima pitkittäin (c)	20 g/cm² (25 %)	32 g/cm² (40 %)

Kuinka lasken sovellukselleni sallitun painon?

Sovelluksesi oikean painon laskemiseen ei vaikuta ainoastaan pitovoima. Myös käyttökohde on muistettava. Erityisen tärkeää on, kuormitatteko magneettinauhaa pystysuunnassa vai voiko nauha liukua sivusuunnassa. Seuraavat esimerkit näyttävät laskelmia tyypillisille käyttötapauksille.

Laskuesimerkki maksimipitovoimalla (Tapaus a)

Suorakulmaisissa tuotteissa laske pinta-ala (pituus x leveys cm:ssä) ja kerro se ilmoittamallamme pitovoimalla.

Esim. Magneettiteippi ferriitti 30 mm, jonka pitovoima on 102 g/cm²

1 metrin pituudella: 100 cm x 3 cm = 300 cm² x 102 g/cm² = 30 600 g
2 metrin pituudella: 200 cm x 3 cm = 600 cm² x 102 g/cm² = 61 200 g
5 metrin pituudella: 500 cm x 3 cm = 1 500 cm² x 102 g/cm² = 153 000 g

Esim. Magneettiteippi Neodyymi 30 mm, jonka pitovoima on 450 g/cm² 1 metrin pituudella: 100 cm x 3 cm = 300 cm² x 450 g/cm² = 135 000 g = 135 kg

Pyöreissä tuotteissa laske pinta-ala (pii x säde² cm:ssä) ja kerro se ilmoittamallamme pitovoimalla.

Esim. Itsekiinnittyvä magneettiarkki MS-A4-STIC, jonka pitovoima on 80 g/cm²

Ympyrällä, jonka säde on 5 cm: 3,14 x 25 cm² = 78 cm² x 80 g/cm² = 6 240 g
Ympyrällä, jonka säde on 10 cm: 3,14 x 100 cm² = 314 cm² x 80 g/cm² = 25 120 g

Laskuesimerkki leikkausvoimalla (tapaus b)

Alumiinikyltin taustapuoli, jossa on vaakasuoraan kiinnitetty magneettinauha

Tehtävä: Yksi kappale Magneettiteippi ferriitti 30 mm, 30 mm leveä ja 300 mm pitkä, liimataan vaakasuoraan alumiinikyltin taustapuolelle. Ei-magneettiseen oveen liimataan vaakasuoraan yhtä suuri pala magneettinauhaa. Kuinka painava kyltti saa olla, jotta se pysyy varmasti kiinni ovessa?

Laskenta: Magneettinauhan pinta-ala on 20 cm x 3 cm = 60 cm². Nauhan maksimipitovoima on 102 g/cm² (verkkokaupan tietojen mukaan). Koko nauhan maksimipitovoima on siis 60 x 102 = 6 120 g eli noin 6 kg.

Suunnitellussa pystysuorassa kuormituksessa kahden nauhan välillä voidaan laskea enintään 80 % pitovoimasta, eli maksimissaan noin 4,8 kg kantavuus.

On kuitenkin aina hyvä huomioida reilu turvamarginaali. Tässä tapauksessa olisi suositeltavaa, että kyltti painaisi enintään 3 kg, koska oven sulkeminen aiheuttaa voimakkaita tärähdyksiä.

Alumiinikyltin takapuoli, jossa on kaksi vaakasuoraan kiinnitettyä magneettinauhaa

Jos kyltti on painavampi, kannattaa kiinnittää toinen tai kolmas magneettinauhan suikale tai käyttää hyvin leveää magneettinauhaa, kuten esimerkiksi Magneettiteippi ferriitti 150 mm. Myös erittäin voimakkaasti magneettisoitu magneettinauha Magneettiteippi Neodyymi 30 mm soveltuu raskaiden kylttien kiinnitykseen. Äärimmäisessä tapauksessa voi käyttää itsekiinnittyvä magneettiarkki MS-A4-STIC ja peittää kyltin taustan kokonaan. Näin olemme tehneet myös seuraavalla videolla keittiökellon kanssa.

Laskuesimerkki rinnakkaisella kuormitusvoimalla (tapaus c)

Alumiinikyltin taustapuoli, jossa on pystysuunnassa kiinnitetty magneettinauha

Tehtävä: Sama kuin tapauksessa b, mutta tässä magneettinauha liimataan pystysuoraan keskelle kyltin taustapuolta. Nauhan pituus on 15 cm aiemman 20 cm sijaan.

Laskelma: Nauhan enimmäispitovoima on 30 x 102 = 3060 g eli noin 3 kg. Suunnitellussa rinnakkaiskuormituksessa kahden nauhan välillä voidaan käyttää enintään 40 % pitovoimasta, eli maksimissaan noin 1,2 kg kuormitusta.

Tämä on todennäköisesti liian vähän, jotta kyltti pysyisi turvallisesti ovessa, joka voi avautua ja sulkeutua sekä altistua tärähdyksille. Magneettinauhan rinnakkaiskuormitus ei siis ole suositeltavaa. Jos muuta vaihtoehtoa ei ole, kannattaa käyttää useampia pystysuoria magneettinauhasuikaleita pitovoiman lisäämiseksi tai käyttää erittäin voimakkaasti magneettisoitua nauhaa Magneettiteippi Neodyymi 20 mm. Vaihtoehtoisesti, kuten yllä mainittiin, voi käyttää itsekiinnittyvä magneettiarkki MS-A4-STIC ja peittää kyltin taustapuolen kokonaan.

Mitkä tekijät vaikuttavat todelliseen pitovoimaan?

Verkkokaupassa ilmoitetut pitovoimat pätevät ihanneolosuhteissa. Materiaali, pinnanlaatu ja käyttölämpötila vaikuttavat merkittävästi magneettinauhan ja magneettiarkin pitovoimaan.

Täysi pitovoima saavutetaan vain sileillä pinnoilla ja kun koko pinta-ala on kosketuksessa. Nauhan tai arkin on oltava tasaisesti ja suoraan vastakappaleen pinnassa ilman aaltoilua.
Magneettinauhat ja magneettiarkit eivät saavuta neodyymimagneettien pitovoimaa.
Jos suoraa kosketusta rautaiseen vastakappaleeseen ei ole, pitovoima heikkenee. Yksi paperiarkki nauhan tai arkin ja tartuntapinnan välissä riittää jo vähentämään pitovoimaa.
Lasisilla magneettitauluilla magneettinauha ja -arkki eivät pidä, koska etäisyys on liian suuri.

Lisätietoja yleisestä pitovoimasta löytyy UKK-osiosta aiheesta Pitovoimaan vaikuttavat tekijät.
Huomioittehan: Ennen laajamittaista käyttöä magneettiarkin tai magneettinauhan kanssa suosittelemme tekemään ensin kokeiluja pienellä tilauksella.

Lisää kysymyksiä magneettinauhasta ja magneettiarkista

Lisää vastauksia magneettinauhan ja magneettiarkin yhdistämisestä, käytöstä ja oikeasta hyödyntämisestä löydätte seuraavista usein kysytyistä kysymyksistä.