Kalkulator masy magnesu i doboru materiału
Kalkulator liczy objętość i masę bryły z wymiarów oraz gęstości materiału. Przy przeróbce silnika na prądnicę potrzebna jest przede wszystkim masa całego kompletu magnesów, które trafią na wirnik — dlatego obok masy jednej sztuki podaje też masę wszystkich razem. Wymiary podajesz w milimetrach, tak jak w cenniku.
Wymiary bryły
Gęstość magnesu neodymowego mieści się w przedziale 7,4–7,5 g/cm³ i zależy od gatunku. Wartość domyślna 7,45 g/cm³ to środek tego zakresu — masa wyliczona dla konkretnego magnesu może różnić się od podanej o mniej więcej jeden procent.
Wynik
| wielkość | wartość |
|---|---|
| V objętość jednej sztuki [cm³] | — |
| m masa jednej sztuki [g] | — |
| mk masa kompletu [g] | — |
| mk masa kompletu [kg] | — |
Objętość walca: V = π · (D/2)² · H
Dlaczego przy przeróbce liczy się komplet, a nie sztuka
Magnes 40x15x6 waży niecałe 27 gramów i sam w ręce jest lekki. Dwanaście takich magnesów na wirniku to już ponad 320 gramów, które trzeba przykleić równo na obwodzie i wyważyć razem z całą resztą. To jest liczba, która decyduje, czy wirnik po sklejeniu będzie chodził spokojnie, czy zacznie bić na łożyskach.
Praktyczny problem nie polega na tym, że masa jest duża — silnik z pralki spokojnie ją uniesie. Problemem jest jej rozkład. Dwanaście magnesów na obwodzie o średnicy 220 mm siedzi daleko od osi obrotu, więc każdy gram niesymetrii działa z długim ramieniem. Jeden magnes wklejony dwa milimetry dalej od pozostałych albo o gram cięższy od reszty daje niewyważenie, które przy kilkuset obrotach na minutę słychać i czuć w całej konstrukcji.
Stąd trzy wnioski, które warto wyciągnąć z liczby na górze strony:
- komplet magnesów kupuj z jednej partii — magnesy z różnych dostaw mieszczą się w tolerancji wymiarowej, ale niekoniecznie mają identyczną masę;
- przed klejeniem zważ wszystkie sztuki i odłóż te odbiegające od średniej — waga kuchenna z dokładnością do 0,1 g wystarczy w zupełności;
- rozłóż odchyłki naprzeciw siebie, a nie obok siebie: dwa najcięższe magnesy na przeciwległych biegunach częściowo się kompensują, dwa obok siebie sumują się w jednym kierunku.
Masa kompletu ma jeszcze jedno zastosowanie, mniej efektowne, ale przydatne wcześniej: pozwala oszacować koszt i wagę przesyłki, zanim cokolwiek zamówisz. Magnesy neodymowe sprzedaje się na sztuki, ale wysyła na kilogramy, a 12 sztuk 40x15x6 to inna paczka niż 12 sztuk 25x10x5.
Jak wybrać materiał w kalkulatorze
Do przeróbki silnika na prądnicę praktycznie zawsze wchodzi neodym NdFeB — pozostałe pozycje na liście są tam do porównań i do liczenia elementów mechanicznych. Warto jednak wiedzieć, co zmienia wybór materiału, bo różnica bywa większa, niż się wydaje.
Ferryt ma gęstość mniej więcej dwa razy mniejszą od neodymu, więc magnes ferrytowy o tych samych wymiarach będzie o połowę lżejszy. Nie jest to zaleta: przy tej samej objętości daje wielokrotnie słabsze pole, a żeby uzyskać porównywalny strumień, trzeba go zrobić znacznie większym — i wtedy masa wraca. Samar-kobalt jest gęstszy od neodymu i znosi wyższe temperatury, ale kosztuje tyle, że przy amatorskiej prądnicy nie ma o czym mówić.
Pozycje ze stalą, aluminium i miedzią przydają się przy liczeniu tarcz wirnika, tulei i talerzy zamykających pole. Jeśli robisz wirnik na dwóch blachach, ich masa dochodzi do masy magnesów i też wchodzi do wyważania.
Kalkulator nie liczy udźwigu ani indukcji, bo te wartości nie wynikają z samych wymiarów — zależą od gatunku, kierunku namagnesowania i tego, co magnes ma pod spodem. Udźwig pojedynczych magnesów masz podany w tabeli na stronie dobór magnesów, razem z liczbą biegunów i skosem. Pełne cenniki wymiarów, z których wybierasz do kalkulatora, są w kategoriach magnesy neodymowe płytkowe i magnesy neodymowe walcowe.