Магнитно свързана водна помпа: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

В тази ИНСТРУКЦИЯ ще обясня как направих водна помпа с магнитен съединител.

В тази водна помпа няма механична връзка между работното колело и оста на електродвигателя, което го кара да работи. Но как се постига това и какво ме мотивира да дам това решение? Това беше възможно чрез прилагане на принципа на привличане и отблъскване, който естествено възниква между магнитите. Бях мотивиран да изпълня този проект, защото имах нужда от модулна водна помпа, към която лесно можех да променя някои от нейните характеристики, като формата на лопатките на работното колело, нейния радиус, видове материали и т.н., и да проверя резултатите, получени от тези промени, поддържащи същия електродвигател и напрежение. Първоначално започнах да изграждам традиционни центробежни помпи, но се сблъсках с множество проблеми с изтичането на вода (между вала на електродвигателя и работното колело). По стечение на обстоятелствата тези дни YouTuber GreatScott (голям експериментатор и на когото се възхищавам) е имал подобни проблеми, както е посочено в това видео.

Ако магнитите са прикрепени към вала на електродвигателя, а също и към работното колело, може би той може да се обърне и да задвижи вода, дори ако няма механична връзка. Тази идея предизвика интереса ми да изпълня този проект, който се надявам да ви бъде полезен.

Опитът, който придобих по време на завършването на този проект, ми позволи да заключа, че има много практически приложения за тези принципи не само в областта на хидравличните помпи.

Консумативи

Отказ от отговорност: Този списък съдържа партньорски връзки, когато се регистрирате с помощта на партньорска връзка, печеля малка комисионна. Това идва директно от компанията и така или иначе не ви засяга. Тези партньорски връзки ми позволяват да продължа да разработвам нови проекти. Благодаря.

• Лист от плексиглас с размери най -малко 200 мм на 150 мм, дебелина 6 мм (използва се за направата на кухини на работното колело и съединителя на електродвигателя).
• Два листа от плексиглас 80 мм на 80 мм, дебелина 4,5 мм (използвани за направата на работното колело и държача за магнит за постоянен двигател).
• Лист от плексиглас с дебелина 200 мм на 150 мм с дебелина 4 мм (за стойки за електродвигатели).
• Два винта M3 с дължина 8 мм и съответни гайки (за съединяване на електродвигателя със съединителя).
• Шест винта M4 с дължина 20 мм и 2 съответни гайки (за горния и долния съединител на кухините на работното колело).
• Две дистанционни гайки M4 с дължина 18 мм.
• Два женски конектора тип банан за шаси
• Два конектора тип мъжки банан
• Превключвател за захранване.
• Електрически двигател с диаметър 40 мм и дължина 55 мм, 24 V постоянен ток (DC) с вал с диаметър 5 мм
• Незабавно лепило, епоксидна смола или подобно.
• Неодимови магнити с дължина 12 мм, дебелина 2 мм и широчина 4 мм.
• Електрически поялник и кабели за електрически връзки.
• Постоянен черен маркер.
• Отвертки.
• Клещи
• Компас.
• Фреза с ЦПУ с работна площ най -малко 300 мм на 200 мм.

• Фреза 1,5 мм

• Гъвкав маркуч за вода 8 мм външен диаметър и поне 250 мм дължина.
• Контейнери за вода
• Кабелни връзки.
• 19V или 24V източник на постоянен ток

Стъпка 1: ИЗТЕГЛЕТЕ МАГНИТИТЕ И ИДЕНТИФИКИРАЙТЕ ПОЛЯРНОСТТА

Магнитите, използвани в този проект, бяха извлечени от безчетков двигател с постоянен ток. С помощта на плоска отвертка оказвах малко натиск върху основата на магнитите и един по един успях да ги сваля. Първоначално си мислех, че ще бъде много трудно, но истината е, че не беше така. В крайна сметка ще получите набор от магнити, които са били поставени съгласно принципа ПРОТИВНИТЕ ПОЛОВЕ СА ПРИВЛЕЧЕНИ И РАВНО РЕПЕКЛИРАНИ. С помощта на компаса започнете да маркирате полюсите на всеки магнит поотделно. Ако направите въображаем и хоризонтален разрез към всеки магнит, едно лице ще бъде СЕВЕРНО, а друго ЮЖНО в този тип магнити

Стъпка 2: МАШИНА НА ИМПЕРАТОРА

Работното колело с държач за магнит е направено от едно цяло парче от плексиглас 80 мм на 80 мм. Това изискваше да се правят двустранни разфасовки. При разфасовките на ВСИЧКИ парчета беше използвана фреза ENDMILL с диаметър 1,5 мм. Листовете от плексиглас ВИНАГИ са по -големи от разрезите, които трябва да се направят, така че да можете да го фиксирате правилно към работната си маса, като оставите поле за това.

Методът, който използвах, беше следният:

Първо се правят кухини за магнитите и проходен отвор, разположен 5 мм на 5 мм от началото на координатната ос на плексигласа и машината с ЦПУ.

Второ, квадратен разрез 50 мм на 50 мм се прави до цялата дълбочина на материала, като по този начин се отделя парчето.

Трето, парчето е обърнато и залепено с мигновено лепило в същото положение, което заема при първото изрязване, но с противоположната страна нагоре (използвайте възможни следи, оставени от фрезата в масата за скрап. Това се проверява с помощта на препратката дупка, в която детайлът е забит в правилната позиция (Ако позицията X = 5 мм, Y = 5 мм и Z = 0 е изпълнена в софтуера за управление на вашата машина с ЦПУ, тя трябва да съвпада точно с началото на референтния отвор).

Четвърто, изрязването на перките на работното колело се извършва и се прави централният и проходният отвор с диаметър 5 мм.

Пето, кръглото изрязване се изпълнява върху цялото парче и се отделя от останалата част от плексигласовия материал

Стъпка 3: Залепете магнитите към работното колело

Помните ли в стъпка 1, когато идентифицирахме полярността на магнитите? Сега е моментът да използвате тези знания. Поставете малко количество незабавно лепило в първата кухина на магнитите и след това в първия магнит. Задръжте го в това положение за няколко секунди, докато лепилото подейства. В зависимост от това как сте поставили магнита, ще имате СЕВЕР или ЮГ с лицето нагоре, следващият магнит ще отиде с противоположната страна нагоре. МОЛЯ, ПОДТВЪРДЕТЕ, ЧЕ ПРАВИТЕ НАЛИЧНО ТОВА, ТО Е ВАЖНО ЗА УСПЕШНОТО РАЗВИТИЕ НА ТОЗИ ПРОЕКТ.

В края и след повторение на предишната стъпка 6 пъти трябва да видите нещо много подобно на снимката, която показвам тук.

Проверете отново с помощта на компаса дали магнитите променят полярността си. НЕ ТРЯБВА ДВА МАГНИТА КОНФИГУРИРАНИ С ЕДНА ПОЛЯРНОСТ.

Важно е да се изясни, че магнитите не трябва да надвишават повърхността на плексигласа, така че използваното количество лепило трябва да бъде умерено.

Стъпка 4: Обработка на държача за магнит на DC двигателя

Магнитният държач за постоянен двигател е създаден от парче от 80 мм на 80 мм плексиглас. Магнитният държач за постоянен двигател е отговорен за предаването на въртящия момент към работното колело, когато той взаимодейства магнитно с него. Първо се извършват разфасовките на кухините за магнитите и централната кухина, след това трябва да се направи и външен кръгъл разрез. В моя случай валът на двигателя имаше фаска от 0,5 мм и беше разгледан във векторния чертеж. В случай, че електрическият мотор, който използвате, го няма, използвайте 5 -милиметровия векторен кръг, намерен в последната стъпка.

Стъпка 5: Залепете магнитите към държача за магнит

Тук се прилагат същите принципи, посочени в стъпка 3. Поставете малко количество незабавно лепило в първата кухина на магнитите и след това в първия магнит. Задръжте го в това положение за няколко секунди, докато лепилото подейства. В зависимост от това как сте поставили магнита, ще имате СЕВЕР или ЮГ с лицето нагоре, следващият магнит ще отиде с противоположната страна нагоре. СЛЕДВАЙТЕ ПРЕПОРЪКИТЕ, ИЗЛОЖЕНИ В СТЪПКА 3

Стъпка 6: ОБРАБОТВАНЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ДВИГАТЕЛ НА МОТОРА - ВОДНА ПОМПА И КРЕПЛЕНИЕ

Много е вероятно да се наложи да трансформирате векторния чертеж на това парче в зависимост от характеристиките на електродвигателя, който използвате. Функцията на това парче е да закрепи монтажа на работното колело към тялото на електродвигателя, постигайки разделение между тях. В моя случай обработих парчето от лист от плексиглас с дебелина 200 мм на 150 мм и 6 мм, откъдето изрязах кухините на работното колело. Корпусът на използвания електродвигател има две резби за винтове М3, така че два от отворите в това парче са за винтове М3 и два за М4.

Стъпка 7: ПОСТАВЕТЕ ДЪРЖАТЕЛЯ НА МАГНИТА КЪМ ОС НА ДВИГАТЕЛЯ на DC

Поставката на магнит за постоянен двигател трябва да бъде здраво закрепена към вала на електродвигателя и напълно перпендикулярна на нея. В моя случай ми беше удобно да го сложа на вала, да нанеса малко мигновено лепило върху съединението, да изчакам 20 секунди и да приложа напрежение от 5V към електродвигателя, като ги накарам да се завъртят на ниски обороти и да изчакат да изсъхне. С това успях да направя държача на магнита перпендикулярен на оста. НЕ ПРЕМАГАЙТЕ С КОЛИЧЕСТВОТО ЛЕПИЛО, КОГАТО СИСТЕМАТА ЗАПОЧНА ДА ЗАВЪРТЕ ЛЕПИЛАТА ЩЕ ЗАПОЧНЕ ДА СЕ РАЗПРОСТРАНЯ НА ВСЯКА СТРАНА (ПОГЪРНЕТЕ ОЧИТЕ СИ)

Стъпка 8: ОБРАБОТВАНЕ НА ДВИГАТЕЛНИ КОНСТРУКЦИИ И ПОСТАВЯНЕ НА ЕЛЕКТРИЧНИ КОМПОНЕНТИ

Поддържащата система, която проектирах, е доста проста и изисква само четири кабелни връзки, за да я прикрепите към електродвигателя. В една от основите са направени кухините за превключвателя и банановите съединители. Изрязани са от плексигласов лист с дебелина 200 мм на 150 мм и 4 мм.

Стъпка 9: МАШИНИРАНЕ И СЪЮЗ НА ИМПЛЕКТНАТА СБОРКА

Кухините на работното колело са получени от плексигласов лист 200 мм на 150 мм с дебелина 6 мм. FEED RATE е зададен на 200 mm в минута. Това е процесът, който отнема най -много време (около 25 минути на лице). Ако във всеки случай забележите, че фрезата с диаметър 1,5 мм започва да се забива с пластмасови отломки, опитайте да смажете фрезата с някакъв вид масло за тези цели. В началото се присъединих към монтажа с уплътнение, но ми се стори по -сложно да постигна добра плътност, отколкото ако свързвам парчетата директно. Ако забележите, че по време на работа въздухът се всмуква през фугата, опитайте се да покриете теча с много малко лепило.

Стъпка 10: ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ВРЪЗКИ И ЗАКЛЮЧИТЕЛЕН МОНТАЖ

Електрическите връзки са много прости:

Първо идентифицирайте правилния поляритет, когато DC двигателят се върти по посока на часовниковата стрелка и ги маркирайте като положителен кабел и отрицателен кабел.

Второ, установете електрическа връзка с поялника между положителния бананов щепсел (червен) и един от краката на превключвателя на захранването.

Трето, запоявайте проводник от другия крак на превключвателя към положителния проводник на електродвигателя.

Четвърто запоявайте отрицателния кабел на DC мотора директно към отрицателния бананов конектор (черен).

Свържете целия комплект със съответните винтове и гайки. Поставете маркуча през отвора, създаден за тази цел, и поставете лепило, за да го задържите на място. Избягвайте запушване на работното колело.

Важна забележка: МАГНИТИ ЗА ДЪРЖАЧ НА МОТОРНИ ДВИГАТЕЛИ И МАГНИТИ ИМПЛЕТНИ ТРЯБВА ДА СЕ РАЗДЕЛЯТ МЕЖДУ 6 И 8 мм.

Ако те са много близо, това ще предизвика прекомерна сила на триене между работното колело и една от кухините му. Ако те са много отделени, магнитното взаимодействие може да не е достатъчно за предаване на необходимия въртящ момент за правилната работа на помпата.

Нещо, което случайно открих, е, че когато системата изпомпва вода, работното колело изглежда "плава" вътре в кухината и триенето е минимално с кухините (нещо, което ще трябва да проуча допълнително).

Ако сте изпълнили тези стъпки, вероятно вече имате свой собствен вариант на тази водна помпа. Надявам се да ви хареса толкова, колкото и на мен.

Актуализация: Предлагам stl файловете на този проект за тези, които имат 3D принтер. Благодаря Melman2 за предложението.

Вицешампион в предизвикателството на магнитите