Perché i costruttori di cilindri oleodinamici non scelgono sempre il magnete più potente
Quando si parla di rilevamento magnetico della posizione nei cilindri oleodinamici, molti pensano che utilizzare il magnete più potente disponibile sia sempre la soluzione migliore.
In realtà, la progettazione di un sistema magnetico è molto più complessa.
L’obiettivo non è ottenere il campo magnetico più intenso, ma quello più adatto all’applicazione.
Per questo motivo i costruttori di cilindri oleodinamici di alta qualità utilizzano differenti classi di magneti al neodimio in funzione delle caratteristiche del cilindro, del sensore e delle condizioni di lavoro.
Il magnete è importante quanto il sensore
Nei moderni cilindri oleodinamici il pistone contiene un magnete permanente.
Durante il movimento del pistone anche il campo magnetico si sposta.
I sensori installati esternamente rilevano questo campo e comunicano al PLC la posizione del cilindro senza alcun contatto meccanico.
L’affidabilità dell’intero sistema dipende dall’equilibrio tra:
- magnete;
- geometria del pistone;
- spessore del tubo;
- tecnologia del sensore;
- distribuzione del campo magnetico.
Un sistema ben progettato nasce quindi dall’integrazione di tutti questi elementi.
Perché Vega utilizza differenti classi di magneti
Una domanda frequente è:
Perché non utilizzare sempre lo stesso magnete?
La risposta è semplice.
Ogni cilindro presenta caratteristiche differenti e richiede un campo magnetico specifico.
Dalla documentazione tecnica di approvvigionamento Vega emerge l’impiego di diverse classi di magneti permanenti al neodimio, tra cui N30H, N42H e N52H, selezionate in funzione delle diverse applicazioni.
Questa scelta non dipende dalla qualità del magnete, ma dalla corretta progettazione del sistema di rilevamento.
Cosa indicano le sigle N30, N42 e N52?
Il numero identifica la classe energetica del magnete.
In termini semplici, rappresenta la quantità di energia magnetica che il materiale è in grado di sviluppare.
| Classe | Intensità relativa |
|---|---|
| N30 | Media |
| N42 | Elevata |
| N52 | Molto elevata |
Un magnete N52 genera un campo magnetico più intenso rispetto a un N30 delle stesse dimensioni.
Questo però non significa automaticamente prestazioni migliori.
Il significato della lettera H
Oltre al numero è presente anche una lettera.
Nei cilindri Vega vengono utilizzati magneti della serie H, come N30H, N42H e N52H.
La lettera H identifica magneti progettati per mantenere elevate prestazioni anche a temperature di esercizio superiori rispetto ai magneti standard.
Questa caratteristica è particolarmente importante nei cilindri oleodinamici, dove la temperatura dell’olio può aumentare durante lunghi cicli produttivi.
Perché il magnete più potente non è sempre la scelta migliore
Potrebbe sembrare logico scegliere sempre un magnete N52.
In realtà un campo magnetico eccessivamente intenso può creare diversi inconvenienti.
Ad esempio può:
- attivare il sensore prima della posizione prevista;
- ridurre la precisione del punto di commutazione;
- aumentare l’isteresi;
- interferire con sensori installati nelle vicinanze;
- incrementare inutilmente il costo del componente.
Per questo motivo i progettisti cercano il campo magnetico ottimale, non quello massimo.
La progettazione è un equilibrio
La scelta del magnete dipende contemporaneamente da numerosi fattori.
Tra i principali:
- intensità del campo magnetico;
- temperatura di esercizio;
- sensibilità del sensore;
- geometria del cilindro;
- stabilità nel tempo;
- costi di produzione.
Solo valutando insieme tutti questi aspetti è possibile individuare la classe magnetica più adatta.
Anche il rivestimento ha un ruolo fondamentale
Il neodimio è uno dei materiali magnetici più potenti disponibili, ma è anche particolarmente sensibile alla corrosione.
Per questo motivo i magneti destinati ad applicazioni oleodinamiche vengono normalmente protetti con un rivestimento superficiale.
Nei magneti utilizzati da Vega è previsto un rivestimento nichelato (Ni o NiCuNi), che migliora la resistenza alla corrosione e garantisce una maggiore durata anche in presenza di olio idraulico e umidità.
Prima viene l’ingegneria, poi la forza magnetica
Dal punto di vista commerciale potrebbe sembrare interessante utilizzare sempre il magnete con la classe energetica più elevata.
Dal punto di vista ingegneristico, invece, conta ottenere:
- commutazioni ripetibili;
- elevata precisione;
- stabilità termica;
- lunga durata;
- affidabilità per milioni di cicli.
In alcune applicazioni la scelta ideale sarà un N52H.
In altre sarà preferibile un N42H.
In altre ancora un N30H offrirà il miglior compromesso tra prestazioni e costi.
Conclusioni
Il sistema magnetico di un cilindro oleodinamico è molto più sofisticato di quanto possa sembrare.
La scelta della classe energetica del magnete, della sua resistenza alla temperatura e del rivestimento superficiale influisce direttamente sulla precisione del rilevamento della posizione e sull’affidabilità del cilindro.
Per questo motivo Vega seleziona differenti classi di magneti al neodimio in funzione delle caratteristiche di ogni applicazione, progettando il sistema magnetico come parte integrante del cilindro e non come un semplice componente standard.
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