Сила прижима магнитов (тяги и подшипники в дельта принтере).

Несколько месяцев назад, пока у меня ещё не было идеи хороших магнитных тяг, я «про запас» купил у Китайцев вот такой набор (ссылка не рекламы для, а представления о лоте токмо ).

Внутри 12 шариков 10мм диаметром, 12 шпилек М4 (с одной стороны внутренний шестигранник), углепластиковые тяги (6мм наружный диаметр) и типичные для таких наборов неодимовые магниты в виде диска с фаской.

Посмотрев на пришедшее, я грустно вздохнул и понял что «надо что-то менять». Конкретно не устроило ощутимое затирание в паре шарик-магнит, да и то, что фаски на магнитах сняты ни разу не идеально – при покручивании шарики в части магнитов ощутимо перемещались (ну маленькая площадь позиционирования там). Ну а то, что тяги тонкие, магниты намагничены с разной силой – это уже вторичное.

Забегая вперёд – сила прижима в паре магнит-шар для этого набора едва 60-70 грамм силы. У некоторых магнитов до 90, у некоторых – 50. И да, понятно, что при суммарной прижимной силе в 300 грамм можно было ожидать, что башка с весом грамм 150-200 будет отваливаться не часто. Но от малейшего касания рукой – будет.

Хотя сами шарики и шпильки мне понравились.

В результате выбора варианта технологичного исполнения я пришёл примерно к тому же решению что и Haydn carbon fiber arms  .Если коротко, то у буруёв в тяге используется магнитный цилиндр диаметром 10 и высотой 15мм, на который одета накладка из стойкого к истиранию пластика и шарики ставятся на эффектор.

В окрестностных лабазах магнитов 10х15 не оказалось. Были 10х10 и 10х5. Ну и опять же непонятно – у меня типа валовые неодимы из N42, а что там буржуи находят по силе прижима – непонятно и узнать никак не получается, да и бессмысленно – придётся работать с тем что есть. Соответственно у меня было три варианта – использовать один магнит 10х10 по принципу: «глядишь сильно хуже и не будет», или ставить по два магнита с каждого конца – 10х10+10х5 или 10х10+10х10.

Как бы поступил инженер? Он бы прикинул какую силу прижима он хочет и сколько для этого нужно магнитов. Кстати, продавец (ссылка опять же просто для информации)  магнитов любезно указывает параметр, например для магнита 10х10: Сила сцепления - 3.64 кг. Ага. Ну в самом деле в пачке магнитов их друг от друга сложно оторвать. А вот что будет на практике – вопрос.

Соответственно был собран стенд простейшего вида (фотографии оказались вопиюще нерезкими): весы, на весах металлическая деталь, к детали, через распечатанную державку (зазор 1мм) подносится магнит, после чего магнит с державкой отрываются от детали – насколько максимально получится облегчить вес на весах перед «отрывом» - такова и сила прижима.

Собственно вид державки примерно такой - из PET-G.

Испытание первое: магнитимся напрямую к уголку из Ст30 (сталь – «ржавейка обыкновенная»). Магнит 10х10 – сила прижима к стальному уголку 550 гр. Два магнита 10х10 – сила прижима к стальному уголку 850 гр.

Прилично? Прилично.

Испытание второе: на весах лежит деталюха из Д16 (люминь), к которой привинчена державка с магнитами. Я подношу шарик с вкрученной шпилькой и опять-же измеряю, насколько получится облегчить груз на весах. Ожидаемо результат меньше. Сила прижима магнита 10х10 к шарику 10мм – 250грамм, сила прижима двух магнитов 10х10 к шарику 10мм – 400грамм.

При эксплуатации принтера с одном магнитом 10х10 желания добавить силы прижима почти нет. Если проектировать дельту под какие-то рекорндые скорости, то использовать вариант с 10х10+10х5, наверное, можно. Ожидаемая сила прижима такой сборки к шарику 10мм будет 320-340 грамм. Не слишком много для подшипника трения, но достаточно много чтобы башку с тяг оторвать стало прямо вообще не просто, даже при закручивании винтов или других работах с эффектором. При этом, для примерного понимания, вес моей довольно минималистичной головы вместе с шариками – 132грамма. То есть сейчас он продолжает висеть и на 2х и даже на 1й тяге.

Выводы: - сила прижима от роста размеров магнита растёт нелинейно. Увеличение магнита в два раза в длину приводит к росту силы прижима хорошо, если в 1.5 раза.

- В варианте магнит 10х10 и шарик диаметром 10мм при зазоре в 1мм PET-G пластика сила прижима – 250 грамм силы.

- Штатный китайский магнит с фаской и шарик 10мм (без зазора из пластика) – 70 грамм силы.