مضخة مياه مقترنة مغناطيسيًا: 10 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

في هذا الدليل سأشرح كيف صنعت مضخة مياه مع اقتران مغناطيسي.

في مضخة المياه هذه لا يوجد اتصال ميكانيكي بين المكره ومحور المحرك الكهربائي مما يجعلها تعمل. ولكن كيف تحقق ذلك وما الذي دفعني لتقديم هذا الحل؟ كان ذلك ممكنًا من خلال تطبيق مبدأ الجذب والتنافر الذي يحدث بشكل طبيعي بين المغناطيس. كنت متحمسًا لتنفيذ هذا المشروع لأنني كنت بحاجة إلى مضخة مياه معيارية ، والتي يمكنني بسهولة تغيير بعض خصائصها مثل شكل شفرات المكره ونصف قطرها وأنواع المواد وما إلى ذلك ، والتحقق من النتائج المستمدة من هذه التغييرات ، والحفاظ على نفس المحرك الكهربائي والجهد. في البداية ، بدأت في بناء مضخات طرد مركزي تقليدية ، لكنني واجهت العديد من مشاكل تسرب المياه (بين عمود المحرك الكهربائي والمكره). من قبيل الصدفة في هذه الأيام أن YouTuber GreatScott (المجرب العظيم والذي أنا معجب به) واجه مشاكل مماثلة كما هو مذكور في هذا الفيديو.

إذا تم توصيل المغناطيس بعمود المحرك الكهربائي وأيضًا في المكره ، فربما يمكن تدويره ودفع الماء ، حتى لو لم يكن هناك اتصال ميكانيكي. كانت هذه الفكرة هي التي أثارت اهتمامي بتنفيذ هذا المشروع الذي أتمنى أن تجده مفيدًا.

سمحت لي الخبرة التي اكتسبتها أثناء إتمام هذا المشروع باستنتاج أن هناك العديد من التطبيقات العملية لهذه المبادئ ليس فقط في مجال المضخات الهيدروليكية.

اللوازم

إخلاء المسؤولية: تحتوي هذه القائمة على روابط تابعة ، عندما تقوم بالتسجيل باستخدام رابط تابع ، أحصل على عمولة صغيرة. يأتي هذا مباشرة من الشركة ولا يؤثر عليك بأي حال. تسمح لي الروابط التابعة لمواصلة تطوير مشاريع جديدة. شكرا.

• لوح زجاجي لا يقل سمكه عن 200 مم × 150 مم ، وسمكه 6 مم (يستخدم في صنع تجاويف المكره ومقرنة المحرك الكهربائي).
• ورقتان من زجاج شبكي 80 مم في 80 مم ، بسمك 4.5 مم (تستخدم في صنع المكره وحامل مغناطيس محرك التيار المستمر).
• لوح زجاج شبكي 200 مم بسمك 150 مم 4 مم (لتركيب المحرك الكهربائي).
• برغيان M3 بطول 8 مم وصواميل مقابلة (لربط المحرك الكهربائي بالمقرنة).
• ستة براغي M4 بطول 20 مم وصواميلان متطابقتان (للوحدة العلوية والسفلية لتجويف المكره).
• عدد 2 من صواميل المباعد M4 بطول 18 مم.
• اثنين من موصلات نوع الموز للهيكل
• اثنين من موصلات نوع الموز الذكور
• مفتاح طاقة.
• محرك كهربائي بقطر 40 مم وطول 55 مم ، تيار مباشر 24 فولت (DC) بقطر 5 مم
• غراء فوري أو إيبوكسي أو ما شابه ذلك.
• مغناطيس نيوديميوم بطول 12 مم وسمك 2 مم وعرض 4 مم.
• لحام الحديد والكابلات الكهربائية للتوصيلات الكهربائية.
• علامة سوداء دائمة.
• المفكات.
• كماشة
• بوصلة.
• آلة طحن CNC بمساحة عمل لا تقل عن 300 مم في 200 مم.

• قاطع Endmill 1.5mm

• خرطوم مياه مرن قطره 8 مم وطوله 250 مم على الأقل.
• حاويات المياه
• شريط رباط الاسلاك.
• مصدر تيار مباشر 19 فولت أو 24 فولت

الخطوة 1: قم بإزالة المغناطيس وتحديد القطبية

تم استخراج المغناطيسات التي تم استخدامها في هذا المشروع من محرك DC بدون فرش. بمساعدة مفك براغي مسطح ، أضغط قليلاً على قاعدة المغناطيس وتمكنت واحدة تلو الأخرى من خلعها. في البداية اعتقدت أنه سيكون صعبًا للغاية ، لكن الحقيقة هي أنه لم يكن كذلك. في النهاية ، ستحصل على مجموعة من المغناطيسات التي تم استيعابها وفقًا لمبدأ جذب الأقطاب المعاكسة ومتناسقة. بمساعدة البوصلة ، ابدأ في تحديد أقطاب كل مغناطيس على حدة. إذا قمت بعمل قطع وهمي وأفقي لكل مغناطيس ، فسيكون وجه واحد هو الشمال والآخر جنوبًا في هذا النوع من المغناطيس

الخطوة الثانية: تشغيل ماكينة الدفع بالآلات

تم تصنيع المكره مع حامل المغناطيس من قطعة واحدة من 80 مم من 80 مم من زجاج شبكي. هذا يتطلب الاضطرار إلى إجراء تخفيضات على الوجهين. في قطع جميع القطع ، تم استخدام قاطع طحن ENDMILL بقطر 1.5 مم. تكون صفائح زجاج شبكي أكبر دائمًا من القطع التي يجب إجراؤها بحيث يمكنك إصلاحها بشكل صحيح على طاولة عملك ، مع ترك هامش لها.

كانت الطريقة التي استخدمتها هي التالية:

أولاً ، يتم عمل تجاويف للمغناطيس وثقب يقع على مسافة 5 مم في 5 مم من أصل محور الإحداثيات للزجاج الشبكي وآلة CNC.

ثانيًا ، يتم إجراء قطع مربع 50 مم × 50 مم لعمق المادة بالكامل ، وبالتالي فصل القطعة.

ثالثًا ، يتم قلب القطعة ولصقها بالغراء الفوري في نفس الموضع الذي احتلته في القطع الأول ، ولكن مع مواجهة الجانب المقابل لأعلى (استخدم العلامات المحتملة التي تركها القاطع في طاولة الخردة. ويتم التحقق من ذلك بمساعدة المرجع الثقب الذي كان الجزء عالقًا في الموضع الصحيح (إذا تم تنفيذ الموضع X = 5mm و Y = 5mm و Z = 0 في برنامج التحكم بجهاز CNC الخاص بك ، فيجب أن يتطابق تمامًا مع بداية الفتحة المرجعية).

رابعًا ، يتم قطع زعانف المكره ويتم عمل الفتحة المركزية ومن خلال الفتحة بقطر 5 مم.

خامسًا ، يتم تنفيذ القطع الدائري على القطعة بأكملها ويتم فصله عن باقي مادة زجاجي زجاجي

الخطوة 3: ألصق المغناطيس على المكره

هل تتذكر في الخطوة 1 عندما حددنا قطبية المغناطيس؟ حان الوقت الآن لاستخدام هذه المعرفة. ضع كمية صغيرة من الغراء الفوري في التجويف الأول للمغناطيس ثم المغناطيس الأول. ثبته في هذا الوضع لبضع ثوان حتى يعمل الغراء. اعتمادًا على كيفية وضع المغناطيس ، سيكون لديك وجه الشمال أو الجنوب لأعلى ، وسيذهب المغناطيس التالي مع الوجه المعاكس لأعلى. يرجى التحقق من أنك تؤدي هذا بشكل صحيح ، فهذا أمر بالغ الأهمية للتطوير الناجح لهذا المشروع.

في النهاية وبعد تكرار الخطوة السابقة 6 مرات سترى شيئًا مشابهًا جدًا للصورة التي أعرضها هنا.

تحقق مرة أخرى بمساعدة البوصلة إذا كان المغناطيس يتبادل القطبية. لا ينبغي أن يكون هناك مغناطيسان متصلين بنفس القطبية.

من المهم توضيح أن المغناطيس يجب ألا يتجاوز سطح زجاج شبكي ، لذا يجب أن تكون كمية الغراء المستخدمة معتدلة.

الخطوة 4: تصنيع حامل مغناطيس محرك DC

تم إنشاء حامل مغناطيس محرك DC من قطعة 80mm من 80mm زجاجي. حامل مغناطيس محرك DC مسؤول عن نقل عزم الدوران إلى المكره عندما يتفاعل مغناطيسيًا معها. أولًا يتم عمل قطع التجاويف للمغناطيس والجوف المركزي ، ثم يجب أيضًا إجراء القطع الدائري الخارجي. في حالتي ، كان عمود المحرك مشطوبًا 0.5 مم وتم اعتباره في الرسم المتجه. في حالة عدم وجود المحرك الكهربائي الذي تستخدمه ، استخدم دائرة المتجه 5 مم الموجودة في الخطوة الأخيرة.

الخطوة 5: قم بلصق المغناطيسات على حامل المغناطيس

تنطبق نفس المبادئ المذكورة في الخطوة 3 هنا. ضع كمية صغيرة من الغراء الفوري في التجويف الأول للمغناطيس ثم المغناطيس الأول. ثبته في هذا الوضع لبضع ثوان حتى يعمل الغراء. اعتمادًا على كيفية وضع المغناطيس ، سيكون لديك وجه الشمال أو الجنوب لأعلى ، وسيذهب المغناطيس التالي مع الوجه المعاكس لأعلى. اتبع التوصيات الواردة في الخطوة 3

الخطوة 6: تصنيع مقرن المحرك الكهربائي آليًا - مضخة المياه والتثبيت

من المحتمل جدًا أن تضطر إلى تحويل الرسم المتجه لهذه القطعة اعتمادًا على خصائص المحرك الكهربائي الذي تستخدمه. تتمثل وظيفة هذه القطعة في ربط مجموعة المكره بجسم المحرك الكهربائي ، وتحقيق الفصل بينهما. في حالتي ، قمت بتشكيل القطعة من لوح زجاج شبكي بسمك 200 مم × 150 مم و 6 مم من حيث قطعت تجاويف المكره. يحتوي جسم المحرك الكهربائي المستخدم على خيطين لمسامير M3 ، لذا فإن فتحتين من الثقوب في هذه القطعة مخصصة لمسامير M3 واثنتان لـ M4.

الخطوة 7: ضع حامل المغناطيس في محور المحرك DC

يجب توصيل حامل مغناطيس محرك التيار المستمر بإحكام بعمود المحرك الكهربائي وعموديًا تمامًا عليه. في حالتي ، كان من الملائم بالنسبة لي وضعها على العمود ، وتطبيق بعض الغراء الفوري على المفصل ، وانتظر 20 ثانية وتطبيق جهد 5 فولت على المحرك الكهربائي ، مما يجعلها تدور عند الثورات المنخفضة وانتظر حتى يجف التجميع. بهذا تمكنت من جعل حامل المغناطيس عموديًا على المحور. لا تتغلب على كمية الغراء ، فعندما يبدأ النظام في تدوير الغراء سيبدأ في الانتشار على كل جانب (اعتني بأعينك)

الخطوة 8: تصنيع دعامات المحرك DC وتركيب المكونات الكهربائية

نظام الدعم الذي صممته بسيط للغاية ولا يتطلب سوى أربعة روابط كبلات لتوصيله بالمحرك الكهربائي. في إحدى القواعد ، تم عمل تجاويف للمفتاح وموصلات الموز. تم قطعها من لوح زجاجي بسمك 200 مم × 150 مم و 4 مم.

الخطوة 9: تشغيل الماكينة واتحادها

تم الحصول على تجاويف المكره من لوح زجاجي 200 مم × 150 مم بسمك 6 مم. تم ضبط معدل التغذية على 200 ملم في الدقيقة. هذه هي العملية التي تستغرق معظم الوقت (حوالي 25 دقيقة لكل وجه). إذا لاحظت على أي حال أن قاطع الطاحونة بقطر 1.5 مم يبدأ في التعثر بالحطام البلاستيكي ، فحاول تشحيم القاطع بنوع من الزيت لهذه الأغراض. في البداية انضممت إلى التجميع بحشية ، لكنني وجدت أن تحقيق إحكام جيد أكثر تعقيدًا مما لو انضممت إلى القطع مباشرة. إذا لاحظت أنه أثناء العملية يمتص الهواء من خلال المفصل ، فحاول تغطية التسرب بقليل من الغراء.

الخطوة العاشرة: التوصيلات الكهربائية والتجميع النهائي

التوصيلات الكهربائية بسيطة للغاية:

حدد أولاً القطبية الصحيحة حيث يدور محرك التيار المستمر في اتجاه عقارب الساعة وقم بتمييزها ككابل موجب وكابل سلبي.

ثانيًا ، قم بإنشاء اتصال كهربائي بمكواة اللحام بين قابس الموز الموجب (الأحمر) وأحد أرجل مفتاح الطاقة.

ثالثًا ، قم بتوصيل سلك من الجزء الآخر من المفتاح إلى السلك الموجب للمحرك الكهربائي.

رابعًا ، قم بتلحيم كابل محرك DC السالب مباشرة إلى موصل الموز السالب (أسود).

انضم إلى المجموعة الكاملة بالمسامير والصواميل المقابلة. أدخل الخرطوم من خلال الفتحة التي تم إنشاؤها لهذا الغرض وضع الغراء لتثبيته في مكانه. تجنب التسبب في انسداد المكره.

ملاحظة مهمة: يجب فصل مغناطيسات حامل مغناطيسي DC MOTOR ومغناطيس صاخبة بين 6 و 8 مم.

إذا كانوا قريبين جدًا ، فسوف يتسبب ذلك في قوة احتكاك مفرطة بين المكره وأحد تجاويفه. إذا كانت منفصلة جدًا ، فقد لا يكون التفاعل المغناطيسي كافيًا لنقل عزم الدوران اللازم للتشغيل الصحيح للمضخة.

الشيء الذي اكتشفته بالصدفة هو أنه عندما يضخ النظام الماء ، يبدو أن المكره "يطفو" داخل التجويف ويكون الاحتكاك ضئيلاً مع التجاويف (وهو أمر سأضطر إلى مزيد من التحقيق فيه).

إذا كنت قد أكملت هذه الخطوات ، فمن المحتمل أن يكون لديك بالفعل البديل الخاص بك لمضخة المياه هذه. أتمنى أن تكون قد استمتعت به بقدر ما استمتعت به.

تحديث: أقدم ملفات stl الخاصة بهذا المشروع لمن لديهم طابعة ثلاثية الأبعاد. شكرا Melman2 على الاقتراح.

الوصيف في تحدي المغناطيس