Razlika med silo oprijema in silo premika

Ali: Zakaj moj magnet na steni ne drži celotne obremenitve?

Maksimalna sila, s katero lahko obremenite magnet na določenem adhezijskem podkladu, je glede na smer delovanja sile zelo različna.

Največja sila oprijema, ki jo navajamo, velja za obremenitev, ki deluje pravokotno na kontaktno površino.

Če pa sila obremenitve deluje vzporedno s kontaktno površino (v smeri striženja), je njen maksimalni vrednostni doseg precej manjši (pribl. 15–25 % navedene sile oprijema).

Te vrednosti je mogoče izboljšati z uporabo specialnih izdelkov v naši spletni trgovini ter z eksperimentiranjem z različnimi površinami.

Kazalo vsebine

Morda ste ta pojav že sami opazili: Če želite magnet odmakniti pravokotno od kontaktne površine, potrebujete za to precej več sile, kot če magnet pomaknete bočno. Analogi ja: Veliko napornejše je tudi dvigniti težko škatlo s tal, kot jo potiskati po gladkih tleh.

To bočno silo imenujemo šer sil a ali sila premika.

Sila obremenitve pravokotno na kontaktno površino

Največja teoretična sila oprijema, navedena za vsak magnet, velja med drugim, kadar sila obremenitve deluje pravokotno na kontaktno površino (druge vplive glejte v FAQ "Kako močno se ta magnet oprime?").

a = sila oprijema magneta
b = sila obremenitve

a = sila oprijema magnetov
b = sila obremenitve

Sila obremenitve pod kotom na kontaktno površino

Ilustracija – sila obremenitve poševno na kontaktno površino

a = sila oprijema magneta
b = sila obremenitve
c = sila trenja

Če sila obremenitve ne deluje pravokotno na kontaktno površino, je njena največja vrednost odvisna tudi od trenja med priležno površino in magnetom. Če je največja vrednost presežena, začne magnet drseti. Največja sila trenja je nadalje odvisna od naslednjih dejavnikov:

Hrapavost obeh kontaktnih površin: bolj ko sta površini hrapavi, večja je največja sila trenja. Neravne kontaktne površine se med seboj zatikajo (glejte sliko spodaj).
Prisilna pritisna sila: večja ko je sila, s katero sta kontaktni površini stisnjeni skupaj, večja je največja sila trenja.

Ilustracija – hrapavost magneta in kontaktne površine

Obremenitvena sila vzporedno s kontaktno površino: strižna sila / sila premika

Ilustracija – strižna sila / sila premika

a = sila oprijema magneta
b = največja sila obremenitve

Pri številnih magnetnih uporabah deluje sila obremenitve vzporedno s kontaktno površino, npr. ko nož pritrdite na magnetno desko za nože. V takih primerih je magnet mogoče obremeniti bistveno manj kot z navedeno maksimalno silo oprijema.

Ker se lastnosti površine adhezijskega telesa razlikujejo in nam niso znane, lahko o največji sili obremenitve, ki deluje vzporedno s kontaktno površino, podamo le okvirna pravila.

Pravila palca za strižno silo / silo premika

Material magneta	Parjenje materialov	Sila oprijema magneta (a)	Sila obremenitve (b)
Neodim magneti	Železo - železo	100 %	pribl. 15 %
Feritni magneti	Železo - železo	100 %	pribl. 15 %
Magnetni trakovi in folije	Plastika - železo	100 %	pribl. 25 %

Primer: Na magnetni kavelj, ki drži na steni, BD-FTN-40 (material: neodim) z največjo silo oprijema 50 kg lahko obesite približno 7,5 kg, preden začne magnet po steni drseti navzdol.

Možnosti optimizacije

Zgornje vrednosti izhajajo iz meritve na debeli, polirani železni plošči. Z skrbno izbiro materialov in posledičnega trenja je mogoče ta vrednost povečati tudi do 50 % sile oprijema magneta. Naši predlogi:

Na zadnjo stran magnetov nalepite naš kavčuk trak.
Uporabite magnete z gumiranim ohišjem ali silikonske podložke na spodnji strani magnetov.
Uporabite ustrezne gumijaste pokrovčke ali kovinske diske z robom na spodnji strani pritrdilnih magnetov.
Preizkušajte bolj grobe in bolj gladke kovinske površine, da najdete optimum.

Vse te rešitve lahko občutno povečajo maksimalno silo oprijema v strižni smeri.