مقناطیسی جوڑے اور مستقل میگنےٹ

مقناطیسی کپلنگ مستقل مقناطیسی مواد کی اہم بہاو ایپلی کیشنز میں سے ایک ہے۔ آج، ہم مقناطیسی جوڑے کے اصول، درجہ بندی، اور اطلاق کو منظم طریقے سے متعارف کرائیں گے، اور مقناطیسی جوڑے میں مستقل مقناطیس کے بارے میں بھی بات کریں گے۔

مقناطیسی جوڑے کیا ہے؟

مکینیکل ٹرانسمیشن میں کپلنگ ایک اہم جز ہے، جو ڈرائیونگ شافٹ اور چلنے والے شافٹ کو جوڑ کر ٹارک منتقل کرتا ہے۔ مندرجہ ذیل اعداد و شمار کئی عام جوڑے کی شکلوں کو دکھاتا ہے، جو آپ کو بہتر طور پر یہ سمجھنے میں مدد کر سکتا ہے کہ جوڑا کیا ہے۔

روایتی جوڑے رابطے کی قسم کے ہوتے ہیں اور نسبتاً پیچیدہ ڈھانچے ہوتے ہیں۔ وہ روزانہ کی کارروائیوں کے دوران ختم ہو جائیں گے۔ اگر اوورلوڈ ہوتا ہے تو، دیگر مکینیکل پرزے سنجیدگی سے ختم ہو جائیں گے، جو مکینیکل آپریشن کے آلات کے استحکام کے لیے بہت ناگوار ہے۔ اگر ڈرائیونگ شافٹ اور جوڑے کے چلنے والے شافٹ کو ایک دوسرے سے الگ تھلگ دو مختلف میڈیا میں کام کرنے کی ضرورت ہے تو، متحرک سگ ماہی کے لیے سگ ماہی عناصر کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ اس طرح، قابل اعتماد سگ ماہی کو یقینی بنانے کے لیے یا تو گردشی مزاحمت کو بڑھانے کا مسئلہ ہے یا ناقص سگ ماہی کی وجہ سے لیک ہونے کا۔ اس کے علاوہ، جیسے جیسے سگ ماہی عناصر کے پہننے اور عمر کے ہوتے ہیں، رساو بڑھتا جائے گا، خاص طور پر نقصان دہ گیسوں (نقصان دہ مائعات) والے نظاموں میں۔ ایک بار لیک ہونے کے بعد، یہ ماحول کو آلودہ کرے گا اور زندگی کو خطرے میں ڈالے گا۔
مقناطیسی جوڑے غیر رابطہ جوڑے ہوتے ہیں، جو عام طور پر دو میگنےٹس پر مشتمل ہوتے ہیں، جس کے درمیان میں الگ تھلگ کور ہوتا ہے تاکہ دونوں میگنےٹس کو الگ کیا جا سکے۔ اندرونی مقناطیس ٹرانسمیشن کے حصے سے جڑا ہوا ہے، اور بیرونی مقناطیس مؤثر طریقے سے پاور پارٹ سے جڑا ہوا ہے، مقناطیسی فیلڈ این ایس پول کپلنگ کے تعامل کے ذریعے طاقت کو منتقل کرتا ہے۔ مقناطیسی کپلنگز میں لچکدار کپلنگز کی بفرنگ اور کمپن جذب کا کام ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، یہ روایتی کپلنگ کی ساختی شکل کو توڑتا ہے اور ڈرائیونگ شافٹ اور چلنے والے شافٹ کے درمیان براہ راست رابطے کے بغیر طاقت اور ٹارک ٹرانسمیشن حاصل کرنے کے لیے ایک نیا مقناطیسی کپلنگ اصول اپناتا ہے، اور صفر کے رساو کو حاصل کرنے کے لیے متحرک مہروں کو جامد مہروں میں تبدیل کر سکتا ہے۔ لہذا، یہ وسیع پیمانے پر رساو کے لئے خصوصی ضروریات کے ساتھ مواقع پر استعمال کیا جاتا ہے.

مقناطیسی کپلنگ کی درجہ بندی

عام مقناطیسی ٹرانسمیشن میں ہم وقت ساز ٹرانسمیشن، ہسٹریسیس ٹرانسمیشن، اور ایڈی کرنٹ ٹرانسمیشن شامل ہیں۔ ان کی متعلقہ خصوصیات کی وجہ سے، وہ مختلف شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ہم وقت ساز ٹرانسمیشن سے مراد آؤٹ پٹ اور ان پٹ کی ہم آہنگی ہے۔ دو عام ہم آہنگی کے جوڑے کے ڈھانچے ہیں: پلانر مقناطیسی جوڑے اور سماکشی مقناطیسی جوڑے۔

1. پلانر مقناطیسی کپلنگ

ساخت: میگنےٹ NS کھمبوں کو عبور کرنے کے انداز میں ایک ہی قطر کی دو ڈسکوں پر نصب کیے جاتے ہیں۔ جب استعمال میں ہو تو، دو ڈسکیں بالترتیب ڈرائیونگ شافٹ اور چلائے جانے والے شافٹ پر لگائی جاتی ہیں، جس کے درمیان ہوا کا ایک خاص خلا رہ جاتا ہے۔
اصول: چونکہ مقناطیس A کا N قطب مخالف طرف مقناطیس B کے S قطب کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے اور مقناطیس B کے دونوں اطراف کے N قطبوں کو پیچھے ہٹاتا ہے، اس لیے یہ یقینی بنایا جاتا ہے کہ ایک مخصوص ٹارک رینج کے اندر، چلنے والی شافٹ اور ڈرائیونگ شافٹ برقرار رہے۔ ہم وقت سازی سے گھوم رہا ہے۔

ٹارک: اس پلانر ٹرانسمیشن کا ڈھانچہ سادہ ہے اور اسے انسٹالیشن کے دوران دو شافٹوں کی اعلی سماکشی کی ضرورت نہیں ہے۔ چونکہ یہ ہوائی جہاز کی کشش کے اصول کا استعمال کرتا ہے، ہوا کا فرق جتنا چھوٹا ہوگا، اتنا ہی زیادہ ٹارک۔ اس کے علاوہ، چونکہ منتقل ہونے والا ٹارک ڈسک کے علاقے کے متناسب ہے، اس لیے اس مقناطیسی کپلنگ کا ٹارک بہت بڑا نہیں ہو سکتا، ورنہ یہ بہت بڑا اور انسٹال کرنا مشکل ہو گا۔

2. سماکشیی مقناطیسی کپلنگ

کواکسیئل میگنیٹک کپلنگ اس وقت سب سے زیادہ استعمال ہونے والا سنکرونس ٹرانسمیشن ڈیوائس ہے، اور اس کا عام استعمال مقناطیسی پمپ ہے۔
ساخت: سماکشی مقناطیسی کپلنگ بیرونی روٹر، اندرونی روٹر، الگ تھلگ آستین، اور بیئرنگ سسٹم پر مشتمل ہوتا ہے۔ میگنےٹ اندرونی روٹر کے بیرونی فریم اور بیرونی روٹر کے اندرونی فریم پر نصب ہوتے ہیں۔ میگنےٹ یہاں تک کہ کھمبے ہیں اور NS کراس موڈ میں طواف کے ساتھ ترتیب دیے گئے ہیں۔ اندرونی اور بیرونی روٹرز کے میگنےٹس کی کام کرنے والی سطحوں کو سیدھ میں رکھیں، یعنی خودکار کپلنگ۔ تنہائی آستین اور بیئرنگ سسٹم بنیادی طور پر مقناطیسی ٹرانسمیشن مہر کی ساخت میں استعمال ہوتے ہیں۔

ایئر گیپ اور آئسولیشن: اندرونی اور بیرونی روٹرز کے درمیان ہوا کا ایک خاص فرق ہے، جو فعال اور کارفرما اجزاء کو الگ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ہوا کا فرق زیادہ تر 2mm-8mm کے درمیان ہے۔ ہوا کا فاصلہ جتنا چھوٹا ہوگا، مقناطیس کے موثر استعمال کی شرح اتنی ہی زیادہ ہوگی، لیکن تنہائی اتنی ہی مشکل ہوگی۔ ہوا کا خلا جتنا بڑا ہوگا، تنہائی اتنی ہی آسان ہوگی، لیکن مقناطیس کے مقناطیسی میدان کا استعمال اتنا ہی کم موثر ہوگا۔ ہوا کے خلا کی رداس پوزیشن اس مقناطیسی جوڑے کا کام کرنے والا رداس ہے۔ ڈیزائن کرتے وقت، مطلوبہ ٹرانسمیشن کا ٹارک ایئر گیپ ریڈیس کے سائز کو ایڈجسٹ کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

جب بوجھ زیادہ سے زیادہ ٹارک سے بڑھ جاتا ہے، تو ٹرانسمیشن "سلپ" ہونا شروع ہو جاتی ہے، یعنی میگنےٹ سرکلر ڈسپلسمنٹ کے ذریعے موجودہ کپلنگ سٹیٹ سے اگلی کپلنگ سٹیٹ میں چھلانگ لگاتے ہیں۔ اس پھسلنے کے عمل کے دوران، ہوا کے خلاء میں مقناطیسی میدان تیزی سے تبدیل ہوتا ہے، اور اندرونی اور بیرونی روٹرز کے میگنےٹ ایک ہی وقت میں ایک دوسرے کے ذریعے ڈی میگنیٹائز ہو جاتے ہیں، جس سے گرمی پیدا ہوتی ہے۔ مختصر مدت میں، درجہ حرارت تیزی سے 100 ڈگری سیلسیس سے بڑھ سکتا ہے، جس کی وجہ سے میگنےٹ ڈی میگنیٹائز ہو جاتے ہیں اور ٹرانسمیشن ختم ہو جاتی ہے۔ لہذا، اگرچہ اس قسم کی ٹرانسمیشن اوورلوڈ تحفظ کا کردار ادا کر سکتی ہے، لیکن اسے عام طور پر اوورلوڈ پروٹیکشن ڈیوائس کے طور پر استعمال نہیں کیا جاتا ہے۔

3. Hysteresis ٹرانسمیشن

ہسٹریسیس ٹرانسمیشن ٹرانسمیشن کا ایک طریقہ ہے جو ہسٹریسس کے اصول کو لاگو کرتا ہے۔ عام ہسٹریسیس ٹرانسمیشنز عام طور پر سماکشی ڈھانچے ہوتے ہیں جو ہم وقت ساز ٹرانسمیشنز کی طرح ہوتے ہیں۔ فرق یہ ہے کہ اندرونی اور بیرونی روٹرز مختلف مقناطیسی مواد استعمال کرتے ہیں۔ عام طور پر، اندرونی روٹر (فعال شافٹ) اعلی جبر اور اعلی ریماننس کے ساتھ مواد استعمال کرتا ہے، جیسے نیوڈیمیم آئرن بورون۔ بیرونی روٹر (چلانے والا شافٹ) کم جبر کے ساتھ مقناطیسی مواد استعمال کرتا ہے، جیسے ایلومینیم نکل کوبالٹ۔ فعال شافٹ پر میگنےٹ NS کھمبوں کے مطابق کراس کی طرف ترتیب دیئے گئے ہیں۔ جب بوجھ ریٹیڈ ٹارک سے زیادہ نہیں ہوتا ہے، تو چلنے والا شافٹ فعال شافٹ کے ساتھ ہم آہنگی سے گھومتا ہے۔ جب بوجھ ریٹیڈ ویلیو سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو اندرونی اور بیرونی روٹرز پھسل جاتے ہیں، اور صرف ریٹیڈ ٹارک ہی چلنے والے شافٹ میں منتقل ہوتا ہے۔ اندرونی مقناطیس کو چارج کرنے اور بیرونی مقناطیس کو ڈی میگنیٹائز کرنے کے عمل کے دوران اضافی توانائی حرارت کی صورت میں خارج ہوتی ہے۔

یہ ہسٹریسس ٹرانسمیشن ڈھانچہ عام طور پر مقناطیسی کیپنگ مشینوں میں پایا جاتا ہے، جو اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ بوتل کے ڈھکنوں کو بوتل کے ڈھکنوں کو نقصان پہنچائے بغیر کافی سخت قوت حاصل ہو۔

4. ایڈی کرنٹ ڈرائیو

مذکورہ بالا مقناطیسی کپلنگز میں سے کسی کے بھی چلنے والے حصے کے مستقل مقناطیسی مواد کو اچھی چالکتا کے ساتھ غیر فیرو میگنیٹک مواد سے تبدیل کرنا، جیسے کاپر اور ایلومینیم، ایڈی کرنٹ ٹرانسمیشن حاصل کر سکتا ہے، حالانکہ ٹرانسمیشن کی کارکردگی بہت زیادہ نہیں ہو سکتی ہے۔ سادہ ڈسک ایڈی موجودہ ٹرانسمیشن ڈھانچہ تصویر میں دکھایا گیا ہے:
فعال ڈسک پر، اعلی کارکردگی والے میگنےٹ NS کراس موڈ میں نصب ہیں۔ چلنے والی ڈسک اچھی چالکتا کے ساتھ تانبے سے بنی ہے۔ طاقت کی مقناطیسی لکیریں تانبے کی ڈسک سے گزرتی ہیں۔ فعال ڈسک گھومتی ہے، اور ایڈی کرنٹ کارفرما تانبے کی ڈسک کو گردش کی پیروی کرنے کے لیے چلاتا ہے۔
ایڈی موجودہ ٹرانسمیشن ہم وقت ساز یا غیر مطابقت پذیر ہوسکتی ہے۔ درست ہونے کے لیے، ہم وقت ساز ایڈی کرنٹ ٹرانسمیشن میں عام طور پر تھوڑی مقدار (5%) غیر مطابقت پذیر ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ان پٹ 1000rpm ہے اور آؤٹ پٹ 950rpm ہے۔ اس مطابقت پذیری کو ٹرانسمیشن نقصان کے طور پر قبول کیا جا سکتا ہے۔ غیر متزلزل ایڈی کرنٹ ٹرانسمیشن کا عام اطلاق پیچھے ہٹنے والی لائن کا تناؤ کنٹرول سسٹم ہے۔ خصوصی کنٹرول کے ذریعے، ایک مخصوص حد کے اندر رفتار ریگولیشن فنکشن ایڈی کرنٹ ٹرانسمیشن کے ذریعے بھی حاصل کیا جا سکتا ہے۔

مستقل میگنےٹ جو مقناطیسی کپلنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔
مقناطیسی کپلنگ کی ایجاد اور ترقی کا مستقل مقناطیسی مواد کی مسلسل ترقی سے گہرا تعلق ہے۔ مقناطیسی کپلنگز اصل میں فیرائٹ مواد سے بنے تھے، لیکن ان کی کم مقناطیسی خصوصیات کی وجہ سے، وہ روایتی کپلنگز کے حجم میں صرف چھوٹے ٹارک منتقل کر سکتے ہیں، جو مقناطیسی کپلنگز کی نشوونما کو محدود کرتے ہیں۔
دوسری نسل کے مستقل مقناطیسی مواد سماریئم کوبالٹ اور ایلومینیم نکل کوبالٹ میگنےٹ (AlNiCo) کی مقناطیسی خصوصیات فیرائٹ مواد کی نسبت بہت زیادہ ہیں، اس لیے تیار کردہ مقناطیسی کپلنگ بڑے ٹارک منتقل کر سکتے ہیں۔ تاہم، سماریئم کوبالٹ اور ایلومینیم نکل کوبالٹ کی اونچی قیمتیں مقناطیسی ٹرانسمیشن کپلنگ کی ترقی کو سنجیدگی سے روکتی ہیں۔
نیوڈیمیم آئرن بوران (NdFeB) مستقل مقناطیسی مواد کی زیادہ سے زیادہ مقناطیسی توانائی کی پیداوار (BH) 428kJ/m3 ہے، جو اسے سامریئم کوبالٹ کے بعد مستقل مقناطیسی مواد کی تیسری نسل بناتی ہے۔ NdFeB نہ صرف بہتر مقناطیسی خصوصیات رکھتا ہے بلکہ مارکیٹ کی مسابقت بھی مضبوط ہے۔ NdFeB میں مقناطیسی توانائی کی اعلی پیداوار ہے، اس کی کم ضرورت ہے، پروسیسنگ کی اچھی کارکردگی ہے، اسے کاٹ کر ڈرل کیا جا سکتا ہے، اور اس کی پیداوار کی شرح زیادہ ہے۔ لہذا، یہ مقناطیسی کپلنگ کے حجم کو کم کر سکتا ہے، اخراجات کو کم کر سکتا ہے، اور کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ یہ بڑے پیمانے پر مقناطیسی ٹرانسمیشن کپلنگ میں استعمال ہوتا رہا ہے۔