A tapadóerő és az eltolási erő közötti különbség

Vagy: Miért nem tartja a mágnes a falon a teljes terhelést?

Egy mágnes egy adott tapadófelületen terhelhető maximális ereje a terhelés irányától függően jelentősen eltérhet.

Az általunk megadott maximális tapadóerő a kontaktfelületre merőlegesen ható terhelőerőre vonatkozik.

Ha viszont a terhelőerő párhuzamosan hat a kontaktfelülettel (nyírási irány), akkor a maximális értéke lényegesen kisebb (kb. 15–25% a megadott tapadóerőhöz képest).

Ezek az értékek javíthatók webáruházunk speciális termékeinek használatával és különböző felületekkel végzett kísérletezéssel.

Tartalomjegyzék

Talán Ön is megfigyelte már a jelenséget: ha egy mágnest merőlegesen akar elhúzni a kontaktfelülettől, ehhez jóval nagyobb erő kell, mint ha oldalirányban eltolja. Egy analógia: jóval fárasztóbb egy nehéz ládát felemelni a padlóról, mint eltolni a sima padlón.

Ezt az oldalirányú erőt nyíróerőnek vagy eltolási erőnek nevezik.

Terhelőerő a kontaktfelületre merőlegesen

Az egyes mágneseknél megadott maximális elméleti tapadóerő többek között akkor érvényes, ha a terhelőerő a kontaktfelületre merőlegesen hat (egyéb tényezők lásd a GYIK-ban: Milyen erős a mágnes tapadása?).

a = tapadóerő
b = terhelőerő

Illusztráció – terhelőerő merőlegesen a tapadófelületre

a = tapadóerő
b = terhelőerő

Terhelőerő a kontaktfelülethez képest ferde irányban

Illusztráció – terhelőerő a tapadófelülethez képest ferde irányban

a = tapadóerő
b = terhelőerő
c = súrlódóerő

Ha a terhelőerő nem merőlegesen hat a kontaktfelületre, akkor a maximális értéke a tapadó test és a mágnes közötti súrlódási erőtől is függ. Ha a maximális érték túllépésre kerül, a mágnes megcsúszik. A maximális súrlódási erő a következő tényezőktől függ:

A két kontaktfelület érdessége: minél érdesebbek a felületek, annál nagyobb a maximális súrlódási erő. Az egyenetlen felületek egymásba kapaszkodnak (lásd az alábbi ábrát).
Leszorítóerő: minél nagyobb az erő, amellyel a két felületet összenyomják, annál nagyobb a maximális súrlódási erő.

Illusztráció – a mágnes és az érintkezési felület érdessége

Terhelőerő a kontaktfelülettel párhuzamosan: nyíróerő / eltolási erő

a = tapadóerő
b = maximális terhelőerő

Sok mágneses alkalmazásnál a terhelőerő párhuzamosan hat az érintkezési felülettel, például amikor egy kést mágneses késblokkon rögzít. Ilyen esetekben a mágnes terhelhetősége jelentősen kisebb lehet, mint a megadott maximális tapadóerő.

Mivel a tapadófelület (a befogadó test) felületi állapota változó és számunkra nem ismert, a maximális, az érintkezési felülettel párhuzamos terhelőerőre csak hozzávetőleges ökölszabályokat tudunk megadni.

Ökölszabályok a nyíróerőhöz / eltolási erőhöz

Mágnes anyaga	Anyagpárosítás	Tapadóerő (a)	Terhelőerő (b)
Neodímium mágnesek	Vas - vas	100 %	kb. 15 %
Ferritmágnesek	Vas - vas	100 %	kb. 15 %
Mágnesszalagok és -fóliák	Műanyag - vas	100 %	kb. 25 %

Példa: Egy falon tapadó mágneses kampóra BD-FTN-40 (anyag: neodímium), amelynek maximális tapadóereje 50 kg, körülbelül 7,5 kg súlyt akaszthat, mielőtt a mágnes a falon lefelé csúszni kezdene.

Optimalizálási lehetőségek

A fent megadott értékek vastag, polírozott vaslemezen végzett mérésből származnak. Az anyagok gondos megválasztásával és a létrejövő súrlódás révén ez az érték a mágnes tapadóerejének akár 50%-áig is növelhető. Javaslataink:

Ragassza fel a kaucsuk szalag termékünket a mágnesek hátoldalára.
Használjon gumírozott mágneseket vagy szilikon korongokat a mágnesek alján.
Használjon megfelelő gumisapkákat vagy peremes fémkorongokat a pot mágnesek alján.
Kísérletezzen érdesebb és simább fémfelületekkel az optimális megoldás megtalálásához.

Ezek a megoldások mind jelentősen növelhetik a maximális tapadóerőt nyírási irányban.