Ero pitovoiman ja pitovoiman pystysuunnassa välillä

Tai: Miksi magneettini ei kanna täyttä kuormaa seinällä?

Magneetin suurin sallittu kuormitusvoima tietyllä kontaktipinnalla vaihtelee huomattavasti riippuen siitä, mihin suuntaan voima kohdistuu.

Ilmoittamamme suurin pitovoima koskee kuormitusvoimaa, joka vaikuttaa kohtisuoraan kontaktipintaa vasten.

Jos kuormitusvoima sen sijaan vaikuttaa kontaktipinnan suuntaisesti (leikkaussuunnassa), sen enimmäisarvo on huomattavasti pienempi (noin 15–25 % ilmoitetusta pitovoimasta).

Näitä arvoja voidaan parantaa käyttämällä erikoistuotteita valikoimastamme ja kokeilemalla erilaisia pintoja.

Sisällysluettelo

Olette ehkä itsekin havainneet tämän ilmiön: Kun yritätte irrottaa magneetin kohtisuoraan kontaktipinnasta, tarvitsette siihen huomattavasti enemmän voimaa kuin siirtäessänne magneettia sivusuunnassa. Vastaava esimerkki: On paljon raskaampaa nostaa painava laatikko lattiasta kuin työntää sitä pitkin sileää lattiaa.

Tätä sivuttaista voimaa kutsutaan leikkausvoimaksi tai pitovoimaksi pystysuunnassa.

Kuormitusvoima kohtisuorassa kontaktipintaan

Jokaiselle magneetille ilmoitettu suurin teoreettinen pitovoima pätee muun muassa silloin, kun kuormitusvoima vaikuttaa kohtisuorassa kontaktipintaan (muista vaikuttavista tekijöistä katso UKK "Kuinka voimakkaasti tämä magneetti pitää?").

a = magneetin pitovoima
b = kuormitusvoima

Kuormitusvoima vinosti kontaktipintaan nähden

a = pitovoima
b = kuormitusvoima
c = kitkavoima

Jos kuormitusvoima ei vaikuta kohtisuorasti kontaktipintaan nähden, sen enimmäisarvo riippuu lisäksi kitkavoimasta magneetin ja kiinnityspinnan välillä. Jos tämä enimmäisarvo ylittyy, magneetti alkaa liukua. Suurin mahdollinen kitkavoima riippuu puolestaan seuraavista tekijöistä:

Pintojen karheus: Mitä karheammat kontaktipinnat ovat, sitä suurempi on suurin mahdollinen kitkavoima. Epätasaiset pinnat tarttuvat toisiinsa (katso kuva alla).
Painovoima: Mitä suuremmalla voimalla kontaktipinnat painetaan yhteen, sitä suurempi on suurin mahdollinen kitkavoima.

Kuvitus – magneetin ja kontaktipinnan karheus

Kuormitusvoima kontaktipinnan suuntaisesti: leikkausvoima / pitovoima pystysuunnassa

Kuvitus – leikkausvoima / pitovoima pystysuunnassa

a = magneetin pitovoima
b = suurin kuormitusvoima

Monissa magneettisissa käyttökohteissa kuormitusvoima vaikuttaa kontaktipintaan nähden rinnakkain, esimerkiksi kun kiinnität veitsen magneettiseen veitsitelineeseen. Näissä tapauksissa magneettia voidaan kuormittaa huomattavasti vähemmän kuin ilmoitettu maksimipitovoima.

Koska kiinnityspinnan ominaisuudet vaihtelevat eikä niitä tunneta etukäteen, voimme antaa maksimikuormitusvoimalle kontaktipinnan suuntaisesti vain suuntaa-antavia nyrkkisääntöjä.

Nyrkkisäännöt leikkausvoimalle / pitovoimalle pystysuunnassa

Magneettimateriaali	Materiaalipari	Magn. pitovoima (a)	Kuormitusvoima (b)
Neodyymimagneetit	Rauta - rauta	100 %	n. 15 %
Ferriittimagneetit	Rauta - rauta	100 %	n. 15 %
Magneettinauhat ja -arkit	Muovi - rauta	100 %	n. 25 %

Esimerkki: Seinään kiinnitettyyn magneettikoukkuun BD-FTN-40 (materiaali: neodyymi), jonka maksimipitovoima on 50 kg, voi ripustaa noin 7,5 kg painon ennen kuin magneetti alkaa liukua alaspäin seinää pitkin.

Optimointimahdollisuudet

Yllä mainitut arvot perustuvat mittaukseen paksulla, kiillotetulla rautalevyllä. Materiaalien ja siitä johtuvan kitkan huolellisella valinnalla tämä arvo voidaan nostaa jopa 50 %:iin magneetin pitovoimasta. Ehdotuksemme:

Liimatkaa magneettien taustapuolelle kumi-nauha.
Käyttäkää kumipäällysteisiä magneetteja tai silikonilevyjä magneettien alapuolella.
Käyttäkää sopivia kumisuojuksia magneetille tai reunallisia metallilevyjä pot-magneettien alapuolella.
Kokeilkaa erilaisia karheita ja sileitä metallipintoja löytääksenne optimaalisen ratkaisun.

Kaikki nämä toimenpiteet voivat merkittävästi lisätä maksimipitoa leikkaussuunnassa.