Magnetisk koblet vandpumpe: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

I denne INSTRUKTABEL vil jeg forklare, hvordan jeg lavede en vandpumpe med magnetisk kobling.

I denne vandpumpe er der ikke en mekanisk forbindelse mellem løbehjulet og aksen på elmotoren, der får den til at fungere. Men hvordan opnås dette, og hvad motiverede mig til at give denne løsning? Det var muligt ved at anvende princippet om tiltrækning og frastødning, der naturligt forekommer mellem magneter. Jeg var motiveret til at udføre dette projekt, fordi jeg havde brug for en modulær vandpumpe, hvortil jeg let kunne ændre nogle af dens egenskaber, såsom formen på løberbladene, dens radius, materialetyper osv., Og kontrollere de resultater, der stammer fra disse ændringer, vedligeholdelse af den samme elektriske motor og spænding. Først begyndte jeg at bygge traditionelle centrifugalpumper, men jeg stod over for flere problemer med vandlækager (mellem elmotorakslen og løbehjulet). Tilfældigt i disse dage har YouTuber GreatScott (stor eksperimentator og som jeg beundrer) haft lignende problemer som angivet i denne video.

Hvis magneter er fastgjort til elmotorakslen og også i løbehjulet, kan det måske drejes og drive vand, selvom der ikke er nogen mekanisk forbindelse. Denne idé var det, der vakte min interesse for at gennemføre dette projekt, som jeg håber, du finder nyttig.

De erfaringer, jeg fik under afslutningen af dette projekt, har givet mig mulighed for at konkludere, at der er mange praktiske anvendelser for disse principper, ikke kun inden for hydraulikpumper.

Forbrugsvarer

Ansvarsfraskrivelse: Denne liste indeholder affiliate links, når du tilmelder dig ved hjælp af et affiliate link, tjener jeg en lille provision. Dette kommer direkte fra virksomheden og påvirker dig alligevel ikke. Disse tilknyttede links giver mig mulighed for at fortsætte med at udvikle nye projekter. Tak.

• Plexiglasark på mindst 200 mm ved 150 mm, 6 mm tykt (bruges til fremstilling af løbehjulets hulrum og elmotorkoblingen).
• To ark 80 mm x 80 mm plexiglas, 4,5 mm tykke (bruges til fremstilling af løbehjulet og DC -motor magnetholderen).
• Plexiglasark 200 mm x 150 mm 4 mm tykt (til el -motorophæng).
• To M3 skruer 8 mm lange og tilhørende møtrikker (til forening af elmotoren med koblingen).
• Seks M4 skruer 20 mm lange og 2 tilsvarende møtrikker (til den øvre og nedre samling af løbehjulets hulrum).
• To M4 afstandsmøtrikker 18 mm lange.
• To kvindelige bananstik til chassis
• To hanstik af banantype
• En afbryder.
• En elektrisk motor 40 mm i diameter og 55 mm i længden, 24 V jævnstrøm (DC) med 5 mm diameter aksel
• Øjeblikkelig lim, epoxy eller lignende.
• Neodymmagneter 12 mm lange, 2 mm tykke og 4 mm brede.
• Elektrisk loddejern og kabler til elektriske forbindelser.
• Permanent sort markør.
• Skruetrækkere.
• Tang
• Kompas.
• CNC fræsemaskine med et arbejdsområde på mindst 300 mm ved 200 mm.

• Endmølle 1,5 mm fræser

• Fleksibel vandslange 8 mm udvendig diameter og mindst 250 mm i længden.
• Vandbeholdere
• Kabelbindere.
• 19V eller 24v jævnstrømskilde

Trin 1: FJERN MAGNET OG IDENTIFICER POLARITET

Magneterne, der blev brugt i dette projekt, blev ekstraheret fra en børsteløs DC -motor. Ved hjælp af en flad skruetrækker lagde jeg lidt pres på bunden af magneterne og en efter en lykkedes det mig at tage dem af. Først troede jeg, at det ville være meget svært, men sandheden er, at det var det ikke. I sidste ende får du et sæt magneter, der er blevet indkvarteret i henhold til princippet MOTSTANDSPOLER ER ATTRAKTERET OG LIGE AFSTANDET. Ved hjælp af kompasset begynder at markere polerne på hver magnet separat. Hvis du laver et imaginært og vandret snit til hver magnet, vil et ansigt være NORTH og et andet SYD i denne type magneter

Trin 2: MASKINERING AF IMPELLEREN

Løbehjulet med magnetholder blev fremstillet af et enkelt stykke på 80 mm ved 80 mm plexiglas. Dette krævede at skulle lave tosidede snit. Ved udskæringer af ALLE stykker blev der brugt en fræser ENDMILL med en diameter på 1,5 mm. Plexiglasplader er ALTID større end de udskæringer, der skal foretages, så du kan fastgøre det korrekt til dit arbejdsbord og efterlade en margen for det.

Metoden jeg brugte var følgende:

Først laves hulrummene til magneterne og et gennemgående hul placeret 5 mm x 5 mm fra oprindelsen af plexiglasets koordinatakse og CNC -maskinen.

For det andet laves der et firkantet snit på 50 mm ved 50 mm i hele materialets dybde, hvorved stykket løsnes.

For det tredje vendes stykket om og limes med øjeblikkelig lim i samme position, som det indtog i det første snit, men med den modsatte side opad (brug mulige mærker efterladt af kutteren i skrotbordet. Det verificeres ved hjælp af referencen hul, at delen sad fast i den korrekte position (Hvis positionen X = 5 mm, Y = 5 mm og Z = 0 udføres i styringssoftwaren på din CNC -maskine, skal den svare nøjagtigt til begyndelsen af referencehullet).

For det fjerde udføres skæringen af løbehjulets finner, og det centrale og gennemgående hul med en diameter på 5 mm foretages.

For det femte udføres det runde snit til hele stykket og løsnes fra resten af plexiglasmaterialet

Trin 3: Lim magneterne til løbehjulet

Kan du huske i trin 1, da vi identificerede magneternes polaritet? Nu er det tid til at bruge denne viden. Læg en lille mængde instant lim i det første hulrum af magneterne og derefter den første magnet. Hold den i den position i et par sekunder, indtil limen virker. Afhængigt af hvordan du har placeret magneten, vil du have en NORD eller SYD med forsiden opad, den næste magnet går med det modsatte opad. Tjek venligst, at du udfører dette korrekt, det er afgørende for den vellykkede udvikling af dette projekt.

I slutningen og efter at have gentaget det foregående trin 6 gange skulle du se noget, der ligner meget det foto, jeg viser her.

Kontroller igen ved hjælp af kompasset, om magneterne skifter polaritet. DER BØR ikke være TO MAGNETER KONTIGUERET MED SAMME POLARITET.

Det er vigtigt at præcisere, at magneterne ikke må overstige overfladen af plexiglas, så mængden af lim, der skal bruges, skal være moderat.

Trin 4: Bearbejdning af DC -motor magnetholder

DC -motormagnetholderen blev skabt af et stykke 80 mm af 80 mm plexiglas. DC -motor magnetholderen er ansvarlig for at overføre drejningsmomentet til løbehjulet, når det interagerer magnetisk med det. Først udføres udskæringerne i hulrummene til magneterne og det centrale hul, derefter skal det eksterne cirkulære snit også foretages. I mit tilfælde havde motorakslen en affasning på 0,5 mm og blev overvejet på vektortegningen. I tilfælde af at den elektriske motor, du bruger, ikke har den, skal du bruge den 5 mm vektorkreds, der findes i det sidste trin.

Trin 5: Lim magneterne til magnetholderen

De samme principper angivet i trin 3 gælder her. Læg en lille mængde instant lim i magneternes første hulrum og derefter den første magnet. Hold den i den position i et par sekunder, indtil limen virker. Afhængigt af hvordan du har placeret magneten, vil du have en NORD eller SYD med forsiden opad, den næste magnet går med det modsatte opad. FØLG ANBEFALINGERNE, DER ER UDLEVERET I TRIN 3

Trin 6: MASKINERING AF ELEKTRISK MOTORKOBLER - VANDPUMPE OG FIKSING

Det er meget sandsynligt, at du er nødt til at transformere vektortegningen af dette stykke afhængigt af egenskaberne ved den elektriske motor, du bruger. Funktionen af dette stykke er at fastgøre pumpehjulets samling til elmotorens krop og opnå en adskillelse mellem dem. I mit tilfælde bearbejdede jeg stykket fra et 200 mm ved 150 mm og 6 mm tykt plexiglasark, hvorfra jeg skar skovlhjulets hulrum. Elektromotorens krop har to gevind til M3 skruer, så to af hullerne i dette stykke er til M3 skruer og to til M4.

Trin 7: SÆT MAGNETHOLDEREN TIL DC -MOTORAKSEN

DC -motorens magnetholder skal være sikkert fastgjort til elmotorakslen og helt vinkelret på den. I mit tilfælde var det praktisk for mig at placere det på skaftet, påføre lidt øjeblikkelig lim på leddet, vente 20 sekunder og anvende en spænding på 5V til elmotoren, få dem til at dreje ved lave omdrejninger og vente på, at samlingen tørrer. Med dette lykkedes det mig at gøre magnetholderen vinkelret på aksen. OVERVIND IKKE MED MÆNGDET af lim, NÅR SYSTEMET BEGYNDER AT ROTERE LIMET VIL begynde at sprede sig på hver side (pas på dine øjne)

Trin 8: MASKINERING AF DC -MOTORBESKYTTER OG PLACERING AF ELEKTRISKE KOMPONENTER

Det understøttelsessystem, jeg har designet, er ganske enkelt og kræver kun fire kabelbindere for at fastgøre det til elmotoren. I en af baserne blev hulrummene til kontakten og banankonnektorerne lavet. De blev skåret fra et 200 mm ved 150 mm og 4 mm tykt plexiglasark.

Trin 9: MASKINERING OG UNION AF DEN IMPELLENTE MONTERING

Løbehjulets hulrum blev opnået fra et 200 mm x 150 mm plexiglasark med en tykkelse på 6 mm. FEED RATE blev sat til 200 mm i minuttet. Dette er den proces, der tager mest tid (ca. 25 minutter pr. Ansigt). Hvis du under alle omstændigheder bemærker, at endemølleskæreren med en diameter på 1,5 mm begynder at sidde fast med plastaffald, skal du prøve at smøre fræseren med en form for olie til disse formål. I begyndelsen sluttede jeg til forsamlingen med en pakning, men jeg fandt det mere kompliceret at opnå en god tæthed, end hvis jeg sluttede stykkerne direkte. Hvis du bemærker, at der under drift suges luft gennem leddet, så prøv at dække lækagen med meget lidt lim.

Trin 10: ELEKTRISKE FORBINDELSER OG SLUTMONTERING

De elektriske forbindelser er meget enkle:

Identificer først den korrekte polaritet, hvor DC -motoren roterer med uret, og markér dem som positivt kabel og negativt kabel.

For det andet skal du etablere en elektrisk forbindelse med loddejernet mellem det positive bananstik (rødt) og et af afbryderbenene.

For det tredje loddes en ledning fra switchens andet ben til el -motorens positive ledning.

Fjerde lodde det negative DC -motorkabel direkte til det negative bananstik (sort).

Saml hele sættet med de tilhørende skruer og møtrikker. Sæt slangen gennem hullet, der er skabt til dette formål, og læg lim for at holde den på plads. Undgå at forårsage tilstopning med løbehjulet.

Vigtig note: DC MOTOR MAGNETHOLDER MAGNETER OG IMPELLENTE MAGNETER SKAL SKILLES MELLEM 6 OG 8 mm.

Hvis de er meget tæt på, vil det forårsage overdreven friktionskraft mellem løbehjulet og et af dets hulrum. Hvis de er meget løsrevne, er den magnetiske interaktion muligvis ikke nok til at overføre det nødvendige drejningsmoment for korrekt drift af pumpen.

Noget, som jeg ved et uheld opdagede, er, at når systemet pumper vand, synes løbehjulet at "flyde" inde i hulrummet, og friktionen er minimal med hulrummene (noget jeg bliver nødt til at undersøge nærmere).

Hvis du har gennemført disse trin, har du sandsynligvis allerede din egen variant af denne vandpumpe. Jeg håber du nød det lige så meget som jeg.

Opdatering: Jeg tilbyder stl -filerne i dette projekt til dem, der har en 3D -printer. Tak Melman2 for forslaget.

Runner Up i Magnets Challenge