La idea básica de los engranajes es convertir la potencia mecánica de una velocidad de rotación y un par a otro. Al contrario de lo que se muestra aquí, hoy en día muchas máquinas necesitan a menudo un par elevado y bajas revoluciones.
Una caja de cambios magnética es una alternativa sin contacto a los engranajes mecánicos convencionales. En lugar de contacto físico, el acoplamiento magnético lo proporciona una fuente magnética, como imanes permanentes o electroimanes.
El diseño de una caja de cambios magnética consta de rodillos concéntricos, similares a los juegos de engranajes planetarios mecánicos. Hay dos rotores en el interior y en el exterior, que actúan como engranajes planetario y anular, con un modulador de flujo en el medio que actúa como engranajes planetarios.
Dentro del diseño, el flujo magnético se modula añadiendo un modulador de flujo, convirtiendo el orden armónico del flujo en la corona y creando una relación de transmisión. El acoplamiento entre los engranajes se realiza sin contacto alguno mediante fuerzas magnéticas, lo que da como resultado un funcionamiento más silencioso y sin lubricación.
Los engranajes magnéticos ofrecen ventajas como ausencia de desgaste físico o daños, menores niveles de ruido y una transmisión de potencia eficiente. PCB Way patrocina este video y ofrece servicios como fabricación de PCB, mecanizado CNC e impresión 3D.
La construcción de un prototipo de caja de cambios magnética implica colocar imanes de neodimio en el engranaje solar y preparar el modulador de flujo. El modulador consta de piezas ferromagnéticas y no magnéticas, cruciales para crear la relación de transmisión.
Durante el funcionamiento, el flujo magnético en la corona modula el cuarto orden armónico debido a la disposición específica de los segmentos magnéticos en el modulador. Como resultado, el engranaje de señal gira tres veces más rápido que la corona, creando una relación de transmisión tres veces mayor.
La caja de cambios magnética funciona casi en silencio y sin desgaste físico a altas velocidades. Sin embargo, la capacidad de par es relativamente baja en comparación con los engranajes mecánicos, pero se pueden realizar mejoras para aumentar la producción de par.
A pesar de su potencial, se necesita más investigación y desarrollo para optimizar los engranajes magnéticos para diversas aplicaciones. La eficiencia y los límites del sistema aún se están explorando.
En general, los engranajes magnéticos ofrecen una alternativa prometedora a los engranajes mecánicos, ya que brindan un acoplamiento sin contacto, un funcionamiento más silencioso y una transmisión de potencia eficiente.
