Magnetisk koblet vannpumpe: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

I denne INSTRUKTABELEN vil jeg forklare hvordan jeg lagde en vannpumpe med magnetisk kobling.

I denne vannpumpen er det ikke en mekanisk forbindelse mellom løpehjulet og aksen til den elektriske motoren som får den til å fungere. Men hvordan oppnås dette og hva motiverte meg til å gi denne løsningen? Det var mulig ved å anvende prinsippet om tiltrekning og frastøtning som naturlig forekommer mellom magneter. Jeg var motivert til å gjennomføre dette prosjektet fordi jeg trengte en modulær vannpumpe, som jeg lett kunne endre noen av egenskapene til, for eksempel formen på løpehjulsbladene, dens radius, materialtyper osv., Og sjekke resultatene som stammer fra disse endringer, vedlikehold av den samme elektriske motoren og spenningen. Først begynte jeg å bygge tradisjonelle sentrifugalpumper, men jeg møtte flere problemer med vannlekkasjer (mellom den elektriske motorakselen og løpehjulet). Tilfeldigvis har YouTuber GreatScott (stor eksperimentator og som jeg beundrer) i disse dager hatt lignende problemer som nevnt i denne videoen.

Hvis magneter er festet til den elektriske motorakselen og også i løpehjulet, kan den kanskje snus og drive vann, selv om det ikke er noen mekanisk forbindelse. Denne ideen var det som vekket min interesse for å gjennomføre dette prosjektet, som jeg håper du finner nyttig.

Erfaringen jeg fikk under gjennomføringen av dette prosjektet har gitt meg muligheten til å konkludere med at det er mange praktiske anvendelser for disse prinsippene, ikke bare innen hydrauliske pumper.

Rekvisita

Ansvarsfraskrivelse: Denne listen inneholder tilknyttede lenker. Når du registrerer deg med en tilknyttet lenke, tjener jeg en liten provisjon. Dette kommer direkte fra selskapet og påvirker deg uansett ikke. Disse tilknyttede koblingene lar meg fortsette å utvikle nye prosjekter. Takk.

• Plexiglassark på minst 200 mm x 150 mm, 6 mm tykt (brukes til å lage løpehjulets hulrom og den elektriske motorkoblingen).
• To ark med 80 mm x 80 mm plexiglass, 4,5 mm tykke (brukes til å lage løpehjulet og DC -motor magnetholder).
• Plexiglassark 200 mm x 150 mm 4 mm tykt (for el -motorfester).
• To M3 skruer 8 mm lange og tilhørende muttere (for forening av den elektriske motoren med koblingen).
• Seks M4 skruer 20 mm lange og 2 tilsvarende muttere (for øvre og nedre forening av løpehjulets hulrom).
• To M4 distansemuttere 18 mm lange.
• To kvinnelige banankontakter for chassis
• To mannlige banankontakter
• En strømbryter.
• En elektrisk motor 40 mm i diameter og 55 mm i lengde, 24 V likestrøm (DC) med 5 mm diameter aksel
• Øyeblikkelig lim, epoxy eller lignende.
• Neodymmagneter 12 mm lange, 2 mm tykke og 4 mm brede.
• Elektrisk loddejern og kabler for elektriske tilkoblinger.
• Permanent svart markør.
• Skrutrekkere.
• Tang
• Kompass.
• CNC fresemaskin med et arbeidsområde på minst 300 mm x 200 mm.

• Endmølle 1,5 mm kutter

• Fleksibel vannslange 8 mm utvendig diameter og minst 250 mm i lengde.
• Vannbeholdere
• Kabelbindere.
• 19V eller 24v likestrømskilde

Trinn 1: FJERN MAGNETER OG IDENTIFISER POLARITET

Magnetene som ble brukt i dette prosjektet ble hentet fra en børsteløs likestrømsmotor. Ved hjelp av en flat skrutrekker satte jeg litt press på basen av magnetene og en etter en klarte jeg å ta dem av. Først trodde jeg det ville være veldig vanskelig, men sannheten er at det ikke var det. Til slutt vil du få et sett med magneter som har blitt innkvartert i henhold til prinsippet MOTSTILLIGE POLER ER ATTRAKTERT OG LIKE AVSTØTTET. Ved hjelp av kompasset begynner du å markere polene til hver magnet separat. Hvis du lager et imaginært og horisontalt snitt på hver magnet, vil ett ansikt være NORTH og et annet SYD i denne typen magneter

Trinn 2: MASKINERING AV IMPELLEREN

Løpehjulet med magnetholder ble laget av et enkelt stykke 80 mm x 80 mm plexiglass. Dette krevde å måtte gjøre tosidige kutt. I kuttene på ALLE bitene ble det brukt en fres ENDMILL med en diameter på 1,5 mm. Plexiglassplater er ALLTID større enn kuttene som skal gjøres, slik at du kan fikse det riktig på arbeidsbordet ditt, og la det være en margin for det.

Metoden jeg brukte var følgende:

Først lages hulrom for magneter og et gjennomgående hull som ligger 5 mm x 5 mm fra opprinnelsen til koordinataksen til plexiglasset og CNC -maskinen.

For det andre lages et 50 mm x 50 mm firkantet snitt til hele dybden av materialet, og derved løsner stykket.

For det tredje er stykket omvendt og limt med øyeblikkelig lim i samme posisjon som det inntok i det første snittet, men med motsatt side opp (bruk mulige merker som er etterlatt av kutteren i skrapbordet. Det verifiseres ved hjelp av referansen hullet om at delen satt fast i riktig posisjon (Hvis posisjonen X = 5 mm, Y = 5 mm og Z = 0 utføres i kontrollprogramvaren til din CNC -maskin, må den passe nøyaktig til begynnelsen av referansehullet).

For det fjerde utføres skjæringen av løpehjulets finner og det sentrale og gjennomgående hullet med en diameter på 5 mm utføres.

For det femte blir det runde snittet utført på hele stykket og blir løsrevet fra resten av plexiglasmaterialet

Trinn 3: Lim magnetene til løpehjulet

Husker du i trinn 1 da vi identifiserte polariteten til magnetene? Nå er det på tide å bruke denne kunnskapen. Legg en liten mengde lim i magnetens første hulrom og deretter den første magneten. Hold den i den stillingen i noen sekunder til limet fungerer. Avhengig av hvordan du har plassert magneten, vil du ha en NORD- eller SØRDE med forsiden opp, den neste magneten går med det motsatte opp. VENNLIGST KONTROLLER DU AT DU UTFØRER DETTE RIKTIG, DET ER KRUSIALT FOR DEN SUKSESTE UTVIKLINGEN AV DETTE PROJEKTET.

På slutten og etter å ha gjentatt forrige trinn 6 ganger, bør du se noe som ligner på bildet jeg viser her.

Kontroller igjen ved hjelp av kompasset om magnetene skifter polaritet. DER BØR IKKE VÆRE TO MAGNETER KONDIGERT MED SAMME POLARITET.

Det er viktig å presisere at magneter ikke bør overstige overflaten på plexiglasset, så limmengden som brukes må være moderat.

Trinn 4: Maskinering av DC -motor magnetholder

DC -motor magnetholder ble laget av et stykke på 80 mm av 80 mm plexiglass. DC -magnetmagnetholderen er ansvarlig for å overføre dreiemomentet til løpehjulet når det samhandler magnetisk med det. Først blir kuttene i hulrommene for magneter og det sentrale hul utført, deretter bør det eksterne sirkulære kuttet også utføres. I mitt tilfelle hadde motorakselen en avfasning på 0,5 mm og ble vurdert på vektortegningen. Hvis den elektriske motoren du bruker ikke har den, bruker du 5 mm vektorsirkelen som ble funnet i det siste trinnet.

Trinn 5: Lim magnetene til magnetholderen

De samme prinsippene angitt i trinn 3 gjelder her. Legg en liten mengde lim i magnetens første hulrom og deretter den første magneten. Hold den i den stillingen i noen sekunder til limet fungerer. Avhengig av hvordan du har plassert magneten, vil du ha en NORD- eller SØRDE med forsiden opp, den neste magneten vil gå med det motsatte opp. Følg anbefalingene som ble avslørt i trinn 3

Trinn 6: MASKINERING AV DEN ELEKTRISKE MOTORKOPLEREN - VANNPUMPE OG FIKSING

Det er svært sannsynlig at du må transformere vektortegningen til dette stykket avhengig av egenskapene til den elektriske motoren du bruker. Funksjonen til dette stykket er å feste monteringen av løpehjulet til den elektriske motorens kropp, og oppnå en separasjon mellom dem. I mitt tilfelle bearbeidet jeg stykket fra et 200 mm på 150 mm og 6 mm tykt plexiglassark der jeg kuttet impellerhulene. Kroppen til den elektriske motoren som brukes har to gjenger for M3 -skruer, så to av hullene i dette stykket er for M3 -skruer og to for M4.

Trinn 7: SETT MAGNETHOLDEREN TIL DC -MOTORAKSEN

DC -motorens magnetholder må være godt festet til den elektriske motorakselen og helt vinkelrett på den. I mitt tilfelle var det praktisk for meg å plassere den på akselen, smøre litt lim på skjøten, vente 20 sekunder og påføre en elektrisk spenning på 5V, slik at de snur ved lave omdreininger og venter på at enheten tørker. Med dette klarte jeg å gjøre magnetholderen vinkelrett på aksen. IKKE OVERVINN MED KJØREMIDDELEN, NÅR SYSTEMET BEGYNNER Å ROTERE LIMET VIL begynne å spre seg på hver side (ta vare på øynene)

Trinn 8: MASKINERING AV DC -MOTORBRAKKE OG PLASSERING AV ELEKTRISKE KOMPONENTER

Støttesystemet jeg designet er ganske enkelt og krever bare fire kabelbindere for å feste det til elmotoren. I en av basene ble hulrom for bryteren og banankontaktene laget. De ble kuttet fra et 200 mm x 150 mm og 4 mm tykt plexiglasark.

Trinn 9: MASKINERING OG FORENING AV DEN IMPELLENTE MONTERINGEN

Løpehjulets hulrom ble oppnådd fra et 200 mm x 150 mm plexiglasark med en tykkelse på 6 mm. FEED RATE ble satt til 200 mm per minutt. Dette er prosessen som bruker mest tid (ca. 25 minutter per ansikt). Hvis du uansett merker at endemøllkutteren med en diameter på 1,5 mm begynner å sette seg fast med plastrester, kan du prøve å smøre kutteren med noen form for olje til disse formålene. I begynnelsen ble jeg med i pakningen med forseglingen, men jeg syntes det var mer komplisert å oppnå en god tetthet enn om jeg skjøt brikkene direkte. Hvis du merker at luft suges gjennom leddet under drift, prøv å dekke lekkasjen med svært lite lim.

Trinn 10: ELEKTRISKE TILKOBLINGER OG SLUTTMONTERING

De elektriske tilkoblingene er veldig enkle:

Identifiser først riktig polaritet der likestrømsmotoren roterer med klokken, og merk dem som positiv kabel og negativ kabel.

For det andre, opprett en elektrisk forbindelse med loddejernet mellom den positive bananpluggen (rød) og en av strømbryterbena.

For det tredje loddes en ledning fra det andre benet på bryteren til den positive ledningen til den elektriske motoren.

Fjerde lodding den negative DC -motorkabelen direkte til den negative banankontakten (svart).

Fest hele settet med de tilhørende skruene og mutrene. Før slangen gjennom hullet som er laget for dette formålet, og legg lim for å holde den på plass. Unngå å forårsake tilstopping med løpehjulet.

Viktig merknad: DC MOTOR MAGNETHOLDER MAGNETER OG IMPELLENTE MAGNETER MÅ SKILLE MELLOM 6 OG 8 mm.

Hvis de er veldig nære, vil det forårsake overdreven friksjonskraft mellom løpehjulet og et av dets hulrom. Hvis de er veldig frittliggende, er det ikke sikkert at magnetisk interaksjon er nok til å overføre nødvendig dreiemoment for riktig drift av pumpen.

Noe som jeg ved et uhell oppdaget er at når systemet pumper vann, ser det ut til at løpehjulet "flyter" inne i hulrommet og friksjonen er minimal med hulrommene (noe jeg må undersøke nærmere).

Hvis du har fullført disse trinnene, har du sannsynligvis allerede din egen variant av denne vannpumpen. Jeg håper du likte det like mye som jeg gjorde.

Oppdatering: Jeg tilbyr stl -filene til dette prosjektet for de som har en 3D -skriver. Takk Melman2 for forslaget.

Runner Up i Magnets Challenge