強力磁鐵的吸力與磁吸器件攻略

目前磁鐵很多的應用是利用其同極相斥異極相吸以及對鐵磁性物質(zhì)吸附的原理，如各類(lèi)磁吸器件、磁性連接結構、磁選設備、磁傳動(dòng)設備等。

對于磁吸類(lèi)的應用，大家都非常關(guān)注磁鐵的吸力。磁鐵的吸力是可以計算的，有如下公式可以參考，但是需要注意的是，公式默認的條件是非常理想的，即磁場(chǎng)分布非常均勻，被吸物磁導率非常高（弱磁性的材料如300系列不銹鋼及其他一些鐵合金不能適用），厚度和吸附面積足夠（再增加厚度和面積吸力不會(huì )再有提升，即不考慮有漏磁），即使是這樣計算值仍然只能作為參考，不能作為精確計算

F（N）=2*S（m2）*B（T）2/μ0

其中S代表吸附面積，B代表氣隙磁通密度，μ0是正空磁導率（是一個(gè)常數，μ0=4π*10-7 ）。

如何提高磁鐵的吸力呢？

從公式中我們就能看出，磁鐵的吸力與吸附面積和氣隙磁通密度成正比，可見(jiàn)增大吸附面積、提高氣隙磁通密度是提高磁體吸力的兩大途徑。

1．增大吸附面積

被吸物應至少能覆蓋磁鐵吸附面，有條件的情況下可增大被吸物的厚度。

一塊磁鐵與鐵板相吸時(shí)：

鐵板面積越大，磁鐵與鐵板間的吸力越大；當吸附的面積等于磁鐵的面積時(shí)，吸力變大的趨勢會(huì )逐漸減緩，當鐵板足夠大時(shí)，再加大鐵板的面積可能對吸力不會(huì )再有提高；

鐵板面積相同時(shí)，當鐵板厚度較薄，增加鐵板的厚度可提升吸力，當鐵板較厚時(shí)，增加鐵板的厚度對吸力的增加會(huì )逐漸趨于平緩，直至不再有提高。

2. 提高氣隙磁通密度

當吸附面積S不變時(shí)，想辦法提高氣隙磁通密度降低漏磁會(huì )是比較有效的提高吸力的方法，通過(guò)多極充磁的方式能夠有效地降低漏磁。

從磁場(chǎng)仿真圖中我們可以看出，磁鐵改為雙極充磁后，漏磁明顯降低，磁力線(xiàn)有很大一部分在吸附的鐵片內部形成磁路閉環(huán)。

如果極數進(jìn)一步的增加，并且磁鐵底部加一塊導磁片，漏磁會(huì )進(jìn)一步減少，吸力也會(huì )進(jìn)一步的提升。

目前磁吸件的設計趨勢就是盡可能提高磁場(chǎng)的利用率，通過(guò)多極磁路或海爾貝克磁路的設計，或者借助一些磁導率高的材料的引導，讓磁場(chǎng)盡可能多的穿過(guò)被吸物體形成磁路閉環(huán)。典型的應用有：

橡膠磁片，設計的就是多級充磁，有的是雙面多極，有的是單面多極，橡膠磁的磁體性能是很低的，但是經(jīng)過(guò)多極的磁路設計，磁場(chǎng)在表面分布密集，在吸附時(shí)漏磁很小，從而產(chǎn)生較好的吸附效果；

門(mén)吸類(lèi)的磁器件，通過(guò)導磁片的引導，在吸附時(shí)讓磁路幾乎都是從被吸附物上形成回路，這樣磁場(chǎng)的利用率很高，直觀(guān)的體驗是小小的一個(gè)磁吸件（有的還是用鐵氧體），直接接觸時(shí)的吸力巨大。

對于磁吸件的設計離不開(kāi)吸附間距的考慮，以上提及的都是按照直接接觸的吸附，如果間距在變化，往往吸力變化也是很大的，如下圖是幾種典型的單磁鐵磁吸器件，多極的磁組件也是類(lèi)似的規律，極數越多，0間距時(shí)吸力越大，但是隨間距的增加衰減越明顯。