Kopling magnetik adalah kopling non-kontak yang menggunakan medan magnet untuk mentransfer torsi, gaya, atau pergerakan dari satu bagian yang berputar ke bagian lainnya. Perpindahan terjadi melalui penghalang penahanan non-magnetik tanpa koneksi fisik apa pun. Kopling adalah pasangan cakram atau rotor berlawanan yang ditempelkan magnet.
Penggunaan kopling magnetik dimulai sejak eksperimen sukses Nikola Tesla pada akhir abad ke-19. Lampu Tesla menyala secara nirkabel menggunakan kopling induktif resonansi medan dekat. Fisikawan dan insinyur Skotlandia Sir Alfred Ewing mengembangkan lebih jauh teori induksi magnet pada awal abad ke-20. Hal ini menyebabkan berkembangnya sejumlah teknologi yang menggunakan kopling magnetik. Kopling magnetik dalam aplikasi yang memerlukan pengoperasian yang sangat presisi dan lebih kokoh telah dilakukan dalam setengah abad terakhir. Kematangan proses manufaktur yang maju dan meningkatnya ketersediaan bahan magnetik tanah jarang memungkinkan hal ini.
Meskipun semua kopling magnetik menggunakan sifat magnetik dan gaya mekanik dasar yang sama, ada dua jenis yang berbeda berdasarkan desain.
Dua tipe utama meliputi:
-Kopling tipe cakram yang menampilkan dua bagian cakram yang saling berhadapan, tertanam dengan serangkaian magnet di mana torsi ditransfer melintasi celah dari satu cakram ke cakram lainnya
-Kopling tipe sinkron seperti kopling magnet permanen, kopling koaksial, dan kopling rotor di mana rotor internal bersarang di dalam rotor eksternal dan magnet permanen mentransfer torsi dari satu rotor ke rotor lainnya。
Selain dua tipe utama, kopling magnetik mencakup desain bola, eksentrik, spiral, dan nonlinier. Alternatif kopling magnetik ini membantu penggunaan torsi dan getaran, yang khusus digunakan dalam aplikasi biologi, kimia, mekanika kuantum, dan hidrolika.
Dalam istilah yang paling sederhana, kopling magnet bekerja menggunakan konsep dasar bahwa kutub magnet yang berlawanan akan tarik-menarik. Daya tarik magnet mentransmisikan torsi dari satu hub bermagnet ke hub lainnya (dari bagian penggerak kopling ke bagian yang digerakkan). Torsi menggambarkan gaya yang memutar suatu benda. Ketika momentum sudut eksternal diterapkan pada satu pusat magnet, ia menggerakkan pusat magnet lainnya dengan mentransmisikan torsi secara magnetis antar ruang atau melalui penghalang penahan non-magnetik seperti dinding pemisah.
Besarnya torsi yang dihasilkan oleh proses ini ditentukan oleh variabel-variabel seperti:
-Suhu kerja
-Lingkungan tempat pemrosesan terjadi
-Polarisasi magnetik
-Jumlah pasangan kutub
-Dimensi pasangan tiang, termasuk celah, diameter dan tinggi
-Offset sudut relatif dari pasangan
-Pergeseran pasangan
Tergantung pada kesejajaran magnet dan cakram atau rotor, polarisasi magnet bersifat radial, tangensial, atau aksial. Torsi kemudian ditransfer ke satu atau lebih bagian yang bergerak.
Kopling magnetik dianggap lebih unggul daripada kopling mekanis tradisional dalam beberapa hal.
Kurangnya kontak dengan bagian yang bergerak:
-Mengurangi gesekan
-Menghasilkan lebih sedikit panas
-Memanfaatkan daya yang dihasilkan secara maksimal
-Menghasilkan lebih sedikit keausan
-Tidak menghasilkan suara bising
-Menghilangkan kebutuhan pelumasan
Selain itu, desain tertutup yang terkait dengan tipe sinkron tertentu memungkinkan kopling magnetik diproduksi sebagai tahan debu, tahan cairan, dan tahan karat. Perangkat ini tahan korosi dan dirancang untuk menangani lingkungan pengoperasian yang ekstrem. Manfaat lainnya adalah fitur pemisah magnetik yang menetapkan kompatibilitas untuk digunakan di area dengan potensi bahaya benturan. Selain itu, perangkat yang menggunakan kopling magnetis lebih hemat biaya dibandingkan perangkat kopling mekanis bila ditempatkan di area dengan akses terbatas. Kopling magnetik adalah pilihan populer untuk tujuan pengujian dan pemasangan sementara.
Kopling magnetik sangat efisien dan efektif untuk berbagai aplikasi di atas tanah termasuk:
-Robotika
-Teknik Kimia
-Instrumen medis
-Instalasi mesin
-Pengolahan makanan
-Mesin putar
Saat ini, kopling magnetik dihargai karena efektivitasnya ketika terendam air. Motor yang terbungkus dalam penghalang non-magnetik di dalam pompa cair dan sistem baling-baling memungkinkan gaya magnet untuk mengoperasikan baling-baling atau bagian pompa yang bersentuhan dengan cairan. Kegagalan poros air yang disebabkan oleh masuknya air ke dalam rumah motor dapat dihindari dengan memutar satu set magnet dalam wadah tertutup.
Aplikasi bawah air meliputi:
-Kendaraan penggerak penyelam
-Pompa akuarium
-Kendaraan bawah air yang dioperasikan dari jarak jauh
Seiring dengan kemajuan teknologi, kopling magnetik menjadi lebih umum sebagai pengganti penggerak kecepatan variabel pada pompa dan motor kipas. Contoh penggunaan industri yang signifikan adalah motor dalam turbin angin besar.
Jumlah, ukuran dan jenis magnet yang digunakan dalam sistem kopling serta torsi terkait yang dihasilkan merupakan spesifikasi yang signifikan.
Spesifikasi lainnya meliputi:
-Adanya penghalang antara pasangan magnet, membuat peralatan memenuhi syarat untuk direndam dalam air
-Polarisasi magnetik
-Jumlah torsi bagian yang bergerak ditransfer secara magnetis
Magnet yang digunakan dalam kopling magnet terdiri dari bahan tanah jarang seperti boron besi neodymium atau samarium kobalt. Penghalang yang ada antar pasangan magnet terbuat dari bahan non magnet. Contoh bahan yang tidak tertarik magnet adalah baja tahan karat, titanium, plastik, kaca, dan fiberglass. Sisa komponen yang dipasang pada kedua sisi kopling magnetik identik dengan yang digunakan dalam sistem apa pun dengan kopling mekanis tradisional.
Kopling magnetik yang benar harus memenuhi tingkat torsi yang diperlukan yang ditentukan untuk pengoperasian yang diinginkan. Di masa lalu, kekuatan magnet merupakan faktor pembatas. Namun, penemuan dan peningkatan ketersediaan magnet tanah jarang khusus meningkatkan kemampuan kopling magnet dengan pesat.
Pertimbangan kedua adalah perlunya kopling terendam sebagian atau seluruhnya dalam air atau bentuk cairan lainnya. Produsen kopling magnetik menyediakan layanan penyesuaian untuk kebutuhan yang unik dan terkonsentrasi.
