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Giunto magnetico

Chi si diletta di meccanica conosce bene il problema della connessione sincronizzata tra due organi ruotanti.

Trattandosi di un collegamento meccanico, è necessario considerare la perdità di potenza dovuta all’atrito, soprattutto con l’utilizzo di pignoni, puleggie, cinghie e catene.

Un’alternativa alle ginghie di trasmissione, è l’utilizzo di “giunti”, rigidi o flessibili, che permettono di collegare meccanicamente, gli organi ruotanti di una apparecchiatura meccanica con limitato spostamento dall’asse di rotazione.

I giunti possono essere costruiti in metallo, inserendo un blocco elastico per smorzare le sollecitazioni e attenuare l’eventuale disallineamento tra i due perni rotanti.

la soluzione ottimale consiste nell’evitare qualsiasi accoppiamento fisico tra gli assi di rotazione, che si ottiene utilizzando un giunto magnetico, che sfrutta la forza di attrazione dei poli magnetici opposti, lasciando uno spazio vuoto, tra i due magneti contrapposti, quindi senza contatto fisico, eliminando ogni contatto meccanico che potrebbe generare atrito tra le due parti da connettere.

E’ importante che i due assi di rotazione, siano allineati in modo da evitare eventuali vibrazioni dovute disallineamento dell’accoppiamento.

un raccordo metallico, oppurtunamente forato, permette di allineare i due assi prima di bloccare gli oggetti da collegare magneticamente.

Con l’utilizzo di una stampante 3D è possibile stamparsi in proprio le strutture in plastica, per il supporto dei magneti interni ed esterni, affacciati ad una distanza di 3 mm, evitando qualsiasi contatto meccanico.

La soluzione adottata, prevede di utilizzare 8 magneti al Neodimio di dimensione 40x10x5 mm con forza di attrazione da 9,5 Kg.

I poli dei magneti sono contrapposti, la distanza tra i magneti interni e quelli esterni, permette un forte accoppiamento tra i due perni rotanti, senza contatto fisico.

spaccato dell’accoppiamento tra un motore elettrico e un generatore

Per evitare che, a causa della forza centrifuga, i magneti si stacchino dalle loro sedi, è opportuno proteggerli con un involucro esterno che li racchiude, evitando, in questo modo, anche le eventuali turbolenze che potrebbero frenare la rotazione.

La protezione esterna può essere costruita avvolgento, il supporto dei magneti, con un tubo di plastica termorestringente, che riscaldato, con un soffiatore di aria calda, restringendosi, si adatta perfettamente al supporto dei magneti, evitando che possano fuoriuscire dalla loro sede.

Costruzione del giunto magnetico con con l’utilizzo della stampante 3D

disposizione dei magneti

magnete

Supporto magneti per la parte interna del giunto

Farò riferimento ai comandi di Rhino3D.

Stabilito il numero di magneti da accoppiare e il diametro del supporto, disegnerò un cerchio che utilizzerò come base da estrudere per tutta la lunghezza dei magneti, disegnerò anche il rettangolo, di dimensione leggermente maggiore del magnete, per favorire l’inserimento dei magneti sul supporto, che utilizzerò per formare l’incavo in cui incollerò i magneti

estrusione del cerchio di 45 mm ( leggermente più lungo del magnete per favorire l’allineamento degli stessi)
estrusione del rettangolo che utilizzerò con una operazione Booleana di sottrazione, per creare la cava che conterrà il magnete.
utilizzando la funzione Array, farò 6 incavi sulla periferia del supporto.
disegnerò un cerchio da estrudere per tutta la lunghezza e al centro del supporto, di dimensioni identiche al perno dell’asse di rotazione su cui fisserò il supporto dei magneti.

con una operazione Booleana, sottrarrò dal supporto dei magneti, il perno appena creato, formando il foro centrale del supporto portamagneti.

Disegnerò un cerchio con diametro 40 mm.

Disegnerò un rettangolo (in rosso) di dimensione maggiore dell’ingombro del magnete posizionandoloin modo che il magnete (in giallo) rimanga all’interno della circonferenza.

Disegnerò un cerchio da 8,1 mm; dimensione del perno del generatore è 8 mm.

utilizzando la modellazione solida con le Booleane di sottrazione, otterrò il solido porta magneti da stampare con la stampante 3D

costruzione della copertura per evitare la fuoriuscita dei magneti

Disegnerò due cerchi, uno a 0.5 millimetri di distanza dai magneti, l’altro a 2 mm del precedente per stabilire lo spessore della copertura.

Selezionerò i due cerchi per estruderli, come un unico solido, per tutta la lunghezza dei magneti, in modo che quando i magneti saranno incollati sul supporto, questa copertura, eviterà che i magneti fuoriescano a causa della forza centrifuga.

Supporto magneti per la parte esterna del giunto

per la costruzione della parte esterna del giunto, proseguirò con il metodo utilizzato in precedenza.

Disegnerò un cerchio a 3mm di distanza dall’anello di protezione dei magneti costruito in precedenza (3 mm è la distanza tra le due parti del giunto) .
Disegnerò un cerchio alla distanza di 10mm del precedente (è lo spessore della parte esterna del giunto).
Estruderò i due cerchi in modo da formare un solido lungo 45mm.
Posizionerò il rettangolo, utilizzato precedentemente per costruire gli incavi porta magneti.
con il comando Array, costruirò 6 solidi lunghi 41 mm, da utilizzare con una Booleana di sottrazione, dall’anello porta magneti del giunto esterno, per creare gli alloggiamenti.

costruzione dell’anello di protezione dei magneti

Disegnerò 2 cerchi, il primo a 0,5mm di distanza dai magneti esterni, il secondo a 2mm dal primo cerchio.

Selezionerò i due cerchi e li estruderò per 45mm, in modo da formare il solido che impedirà la fuori uscita dei magneti sottoposti alla forza centrifuga.

La cuffia di protezione, attorno ai magneti, diminuisce la turbolenza e contrasta la forza centrifuga, a cui sono sottoposti i magneti che sono incollati con il cianoacrilato alla struttura in plastica.

Utile quando non è possibile trovare un giunto elastico che si adatti ai due differenti perni, questo sistema di collegamento, anche senza un allineamento perfetto, permette di accoppiare rigidamente i due perni.

Le immagini mostrate finora lasciano presumere che io stia provando a costruire un sistema “free energy”, ma non è così, almeno finché non ho visto il buon risultato dell’accoppiamento magnetico.

Come molti appassionati di energia, mi piace guardare i filmati presenti su Youtube, che mostrano incredibili marchingegni che generano molta più energia di quella utilizzata per metterli in moto.

In particolare, mi piace osservare che le leggi della fisica, non funzionano in alcune parti del mondo dove la realtà si fonde con la fantasia e la gente si sposta sui tappeti volanti o sparisce, chissà dove, arrampicandosi su di una corda tesa tra la terra e il cielo; un esempio è la loro capacità di indurre un campo elettrico in una spira, semplicemente incollandogli un magnete permanente nelle immediate vicinanze.

Sono “abbastanza”, aperto di mente, per credere che ci possano essere altre dimensioni, oltre a quella in cui viviamo, e altre forme di energia non ancora sfruttate.

Così come credo che l’umanità sia stata creata con l’ingegneria genetica da qualche specie umanoide venuta dallo spazio.

I testi Veda, narrano della esistenza di oltre 400.000 specie umanoidi, sparse tra le galassie, che hanno raggiunto il nostro pianeta, molto prima degli Annunaki .

produzione di energia gratuita

Una decina di anni fa, fui invitato, in un capannone di Gallarate (VA), alla presentazione di un sistema motore elettrico-generatore, proposto da un gruppo di ingegneri e tecnici elettromeccanici.

Il sistema, contenuto nello spazio di 1 metro cubo, composto da un motore brushless collegato ad un generatore da 3 Kwh, equipaggiato con un sistema di backup, costituito da un inverter connesso alle batterie al Piombo, fu messo in moto mediante l’utilizzo della corrente monofase 220V AC, presente nel capannone, quindi una volta raggiunto il regime di funzionamento, la spina fu staccata dalla presa di corrente.

Durante la presentazione, una volta avviato il motore collegato al generatore, staccarono la spina collegata alla presa 220Volt AC del capannone e con l’energia prodotta dal loro sistema, alimentarono lampade e attuatori elettromeccanici di diversa potenza, dimostrando il funzionamento del tutto, mentre i presenti alla dimostrazione facevano domande sul come e quanto, il sistema potesse funzionare autonomamente.

Al termine della presentazione, mentre il sistema continuava regolarmente a produrre l’energia, descrissero che l’intento che si erano prefissati era di fornire energia a ospedali isolati del terzo mondo; una valida alternativa per chi ha pochi fondi a disposizione da utilizzare per l’acquisto di un gruppo elettrogeno, rumoroso e inquinante, che, in ogni caso, richiedeva una spesa continua per l’acquisto del carburante.

Il loro sistema, oltre costo di acquisto iniziale, richiedeva unicamente la sostituzione delle parti meccaniche sottoposte ad usura, qualora fosse necessario.

un sistema del genere, con i costi attuali dell’energia, anche senza l’utilizzo delle economiche batterie al Sodio, potrebbe alimentare interi palazzi ad un costo nettamente inferiore rispetto all’installazione di pannelli solari, che possono funzionare solo con la presenza del sole e un’ampia superficie e richiedono necessariamente un sistema di accumulo per il funzionamento notturno o in caso di maltempo prolungato.

descrizione del mio sistema di accoppiamento magnetico.

Il motore trifase utilizzato per le prove, recuperato da un vecchio “ventilatore ventricolare”, da ambulatorio chirurgico, ha una potenza di 300W.

Il generatore a magneti permanenti è in grado di produrre 1500 Wh, con tensione di 220V alla velocità di rotazione di 4000 RPM (Giri al minuto).

il motore gira a 1500 RPM (50Hz), pertanto la tensione prodotta non supera 110 V/AC. con una potenza di circa 700W.

Collegando un carico resistivo di 300 W all’uscita del generatore, il motore si ferma!

Forse, sostituirò il motore con un altro recuperato da una vecchia pompa ad immersione da 1500W con 2800 RPM., ottenendo una tensione di uscita di circa 205 V AC, ma con una frequenza di circa 90 Hz, ben superiore a quelli necessari per far funzionare i motori o i trasformatori, costruiti per funzionare a 50 Hz.

la fem. (forza elettromotrice indotta) nei trasformatori, aumenta con la frequenza, come pure le perdite del nucleo e la riduzione della corrente di magnetizzazione così come aumentano le perdite di energia trasferita a causa della isteresi del nucleo.

Per ottenere la potenza di 1500 W (220V – 6.8A) del generatore, è necessario farlo girare a 4000 RPM (giri al minuto).

Poiché il motore utilizzato gira a 1500 giri/minuto, è necessario interporre un ingranaggio moltiplicatore di circa 2.6 volte (1500 x 2.65 = 3975 RPM).

È possibile creare un moltiplicatore di giri, interponendo un materiale ferromagnetico, in modo da aumentare la continuità dei poli, secondo determinate regole, descritte nel link.

Con le suddette considerazioni, credo che sia più semplice utilizzare un motore brushless, come quelli utilizzati per i monopattini elettrici, più economici e facilmente gestibili elettronicamente con un ESC, rispetto un motore elettrico trifase.

continua