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Derick

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Derick

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Mensagem Qui Abr 08, 2010 6:57 pm
Ímãs
Moderação: Separação de tópicos
Prezados usuários, o seguinte conteúdo foi separado do tópico Micro Mouse Maze Contest
Comentário:
Ah, os imãs são de Neodímio, na verdade uma liga de Neodímio (Ne), Ferro (Fe) e Boro (Bo), atualmente são os imãs comerciais mais fortes, chegando a N50. Já que o assunto é tração e imã, vale citar que os robôs de sumô da RioBotz usam cada um um imã desse tipo com 100Kg de normal quando encostado em uma placa de aço, isso em robôs de 3kg!!! Heheheh
Uau!! Há tempos venho procurando alguma informação prática sobre os ímãs de Nd-Fe-Bo, é realmente impressionante o que estes ímãs são capazes; Mas eu tenho um problema, as vezes que encontrei informações, foram algo como N40, N50 ou uma quantia dada em kJ/m³ para especificar a "força" do ímã. O que exatamente significa isso, isto é, como "calcular", por exemplo, 0,5kg de ímã gerando 100kg de força normal, existe uma relação direta? já que não considera a massa e área que o ímã vai atuar. Obrigado, abraços à todos.

evristow
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evristow
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Mensagem Qua Abr 14, 2010 10:45 am
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Derick,

Quatro fatores principais influenciam a força que um ímã permanente produz: material, geometria, forma de fabricação e polarização. Além disso o ímã pode ter seu magnetismo seriamente danificado por calor, impacto e em alguns casos até umidade (ligas com ferro). 

Abaixo segue uma tabela com as características ¹ gerais dos quatro materiais existentes para a confecção de ímãs permanentes:
Material Br Hc BHmax Tcoef de Br Tmax Tcurie
NdFeBo 12,800 12,300 40 -0.12 80~150 310
SmCo 10,500 9,200 26 -0.04 300 750
AlNiCo 12,500 640 5.5 -0.02 540 860
Cerâmico / Ferrite 3,900 3,200 3.5 -0.20 300 460
Br é a intensidade do campo magnético em Gauss; Hc é a coercividade do campo magnético em Oersted, ou seja o ponto quando o ímã perde o seu magnetismo devido a um campo externo; BHmax é a densidade energética máxima em MGOe, quanto mais alta, mais forte será o imã; Tcoef de Br ilustra a perda de força proporcional ao aumento de temperatura por °C; Tmax é temperatura máxima que o ímã suporta antes de começar a perder magnetismo, em um efeito não permanente e Tcurie é a temperatura onde o material perde completamente o seu magnetismo, de maneira não reversível - ambas em °C. Pela tabela acima dá para perceber que os ímãs de neodímio são os com maior intensidade magnética, contudo não são a melhor escolha para altas temperaturas, nesse ponto os melhores são o Samaro-Cobalto (SmCo) e Alumínio-Níquel-Cobalto (AlNiCo). Vele a pena checar essa comparação entre NdFeBo e SmCo. Ainda nos imãs de Neodímio, a denominação deles é dada por N##XX onde ## é um número e XX um par de letras, o primeiro par diz a densidade energética em MGOe e o segundo se refere as propriedades térmicas. Vejam o seguinte site: http://www.kjmagnetics.com/specs.asp Mas ainda não temos como saber a força que um ímã é capaz de produzir, afinal pequenas diferenças na forma ou polarização produzem enormes diferenças nas linhas de campo. Esse é um campo muito vasto para colocar em uma mensagem no fórum, contudo existem tabelas que relacionam a geometria de um imã e a força exercida por ele. Melhor ainda no mesmo site há uma calculadora para imãs cilíndricos, prismáticos ou toroidais, também recomendo este site: http://www.magnetsales.co...sign/Tools1.htm. A forma de fabricação pode ser por molde, sinterizada ou colada (bonding). Por molde a liga é aquecida até fundir, depois despejada em um molde e depois usinada. Sinterização e Bonding começam da mesma forma, um tarugo da liga é processado até virar um pó; este pó é prensado em uma forma sob alta pressão (sinterização) ou misturado com resina e injetado em um molde (bonding) de forma a obter a geometria desejada. Ligas que contem ferro normalmente recebem uma camada de revestimento para evitar danos por corrosão. Após o processo mecânico os futuros ímãs ainda não tem nenhum magnetismo. Logo passam por uma bobina para serem magnetizados por indução. Nesse processo é possível controlar a intensidade do campo magnético resultante, além disso quanto melhor organizados os cristais na microestrutura da liga, mais alto poderá ser o valor do campo magnético. O processo todo dura apenas poucos milésimos de segundo. A forma como o ímã é polarizado também influi diretamente no poder de atração. Pegando como exemplo um ímã em anel, ele pode ser magnetizado com o polo Norte em na parte externa do anel e o sul na interna, o inverso disso, com o N em uma face e o S na outra, com a parte superior do O Norte e a inferior Sul, o inverso disso, ou mesmo com partes de seu anel intercalando N e S. Logo é impossível dizer a polarização de um ímã apenas olhando para ele. Assim temos que usar alguns artifícios: Tubo ou caixa transparente com limalhas de ferro: Visualizador de linhas de campo magnético: Caro que também podemos aplicar as limalhas diretamente sobre o imã, mas faz muita bagunça e o ímã nunca mais fica limpo, não recomendo Razz Sabendo a orientação do imã é possível usar um Gaussímetro para saber a intensidade do campo magnético, aqui tem uma explicação de como fazer um Gaussímetro. Além disso existem outras formas menos eficientes, também apresentadas: http://www.coolmagnetman.com/magflux.htm e http://www.ehow.co.uk/how...th-magnets.html Mas a melhor forma de testar a capacidade de atração de um imã é coloca-lo sobre uma placa de aço (sem ser inox / austenítico!) e usando um dinamômetro ver qual a força necessária para ele desgrudar. O ideal é usar uma placa suficientemente espessa para conter a maioria das linhas de campo ou uma similar a aplicação. Alguns links interessantes: Glossário de termos sobre magnetismo: http://www.magnetsales.co...gn/Glossary.htm SuperMagnetMan - http://www.engconcepts.net/ e http://www.supermagnetman.net/ Magnetsales - http://www.magnetsales.com/ FAQ Magnetsales - http://www.magnetsales.co...FAQs_frame.html CoolMagnetMan - http://www.coolmagnetman.com Espero ter ajudado e desculpe pela mensagem gigante, mas o assunto é vasto. Abraços, Dudu 1- Tabela baseada em: http://www.coolmagnetman....om/magtypes.htm

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Mensagem Qua Abr 14, 2010 1:43 pm
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Excelente artigo Dudu ! Vai dar boas horas de pesquisa...

No tempo q eu trabalhava na Edisa nós precisávamos visualizar o início da gravação em fitas magnéticas (da Compart). 
Nestas fitas o campo é muito fraco e, na época, eu ainda não tinha o Magnetic View (essa folha verde q mostra o campo (pra mim isso é tecnologia alienígena Shocked )) então me ensinaram a usar uma técnica interessante, que não serve p testar a potência mas serve p visualizar o campo:

Usávamos freon (na época não havia qq restrição) misturado com limalha de ferro (pó de ferro beemmmm fininho). Colocava em um recipiente, chacoalhava bem e depois despejava na fita (cartão magnético, bilhete de Metrô...).

A limalha fica alinhada com o campo e esbranquiçada por causa do freon mostrando a magnetização da superfície. O freon evapora quase q instantaneamente ficando só a limalha.


Depois era só passar um pano seco p retirar a limalha.

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evristow
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Mensagem Qua Abr 14, 2010 9:55 pm
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Paulo,

Muito interessante a técnica do Freon, será que não dá certo com outro refrigerante permitido, como por exemplo CO2 ou R134? 

O problema de usar limalhas diretamente sobre imãs fortes é conseguir limpar, tem um imã que era dos sumôs da RioBotz que foi imerso em limalha de ferro... Nunca mais ficou limpo! HAHAHA

Abraços,
Dudu

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Mensagem Sex Abr 16, 2010 10:26 am
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Oi Dudu...

Eu não conheço bem as características do CO2 e do R134... mas o freon possuía algumas características importantes p experiência:

- Evaporava totalmente;
- Demorava um fração de tempo q permitia a limalha se posicionar;
- Deixava a limalha esbranquiçada;
- Não atacava a tarja magnética.

Uma solução q já usei pra não ferrar o imã com limalha é envolver ele em filme de embalagem (Magi-pack) o outro método era colocar uma folha de sulfite em cima da fita jogar o freon no papel.

Mas q é legar ver um imã virar um porco-espinho, isso é  Twisted Evil  Twisted Evil  Twisted Evil

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Mensagem Sex Abr 16, 2010 5:48 pm
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CO2 evapora muito rápido, talvez rápido de mais... R134 pode ser uma opção mais viável, sinceramente não sei.

Usar filme plástico é uma ótima ideia!!! Hehehehe, por mais que odeie filme plástico (nunca consigo cortar!) 

Abraços,
Dudu

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Mensagem Sex Abr 16, 2010 10:29 pm
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Comentário:
Espero ter ajudado e desculpe pela mensagem gigante, mas o assunto é vasto.
Dudu, realmente, digamos que você me ajudou pra caramba mais uma vez e acho que a mensagem gigante é mais um motivo para lê-la. E mais, os visitantes do fórum com certeza irão aprovar e "talvez" seja um bom assunto para ser colocado num novo tópico. Muito Obrigado. Abraço a todos. Derick Araujo.

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Mensagem Qua Set 15, 2010 9:18 pm
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Olá galera. Estamos pensando em mudanças no projeto do sumo. O principal foco é colocar o ímã de neodímio mais próximo do dojô.
A dúvida é: Como fixar os ímãs de neodímio?
Para que eles fiquem colados no chão da arena, é necessário que eles sejam fixados por cima, isso seria com algum tipo de cola? Ou fixação mecânica?
Li em um outro tópico que há ímãs utilizados que passam de 70 kg de normal, por isso a dúvida quanto a modo de fixação.

Derick

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Mensagem Sab Set 18, 2010 1:13 pm
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Primeiramente gostaria de pedir à moderação fixasse este tópico no tópico "Ímãs" para evitar muitos tópicos do assunto em questão.

Comentário:
A dúvida é: Como fixar os ímãs de neodímio?
Matheus, também tive este problema. Dos ímãs que comprei para o sumô da Trincabotz, por falta de tempo, não puderam receber o "tratamento" adequado para fixação, isto é, o Neodímio, pelo menos segundo a empresa que forneceu, não é um material usinável (de forma que você faça um furo e fique por isso mesmo-sem problemas), ele oxida e perde a qualidade, portanto, é necessário fazer um embuchamento magnético no mesmo para poder afixá-lo. Este embuchamento consiste em um núcleo de aço no qual pode-se colocar uma rosca e com este núcleo é possível direcionar parte do campo magnético para baixo.
Comentário:
Para que eles fiquem colados no chão da arena, é necessário que eles sejam fixados por cima, isso seria com algum tipo de cola? Ou fixação mecânica?
Bom, teoricamente eles teriam de ser fixados por baixo, mas não vem ao caso XD. No nosso sumô utilizamos cola devido ao problema do embuchamento, já que não compramos um ímã formato anel como os da RioBotz (se estiver errado me corrijam). Mas a empresa indicou que fixasse os ímãs com Araldite Profissional - para não ter riscos de gerar alguma reação química no ímã. O que foi feito foi afixar a superfície do ímã em uma chapa de aço (1mm) com a Araldite e no robô, devido a problemas, colamos a chapa de aço no robô com Super Bonder (a Araldite não segurou). Outra coisa, os ímãs não podem ficar colados no chão da Arena, você precisa de uma segurança! Quando colocamos o robô pela primeira vez na arena com os ímãs, a força do ímã forçou a chapa de alumínio da base para baixo (ele estava a 1,5mm do chão) e colou-o no chão sem percebermos e ao ligar o robô quase torramos um dos motores e fritamos alguns MOSFETs. Para resolver isso partimos pro ajuste técnico (famosa gambiarra) Então, você precisa de uma base muito firme para não acontecer esta flexão e a forma de fixação deve ser muito bem pensada, no meu projeto (e não na execução) foi um M3 (não lembro qual, mas era de classe alta) para cada peça de 70g. Obrigado, Espero ter ajudado. Derick Araujo Medeiros. Trincabotz CEFET-MG

Derick

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Mensagem Qua Dez 08, 2010 3:46 pm
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Bom, gostaria de retomar este tópico de onde parou, sobre como fixar ímãs de neodímio.

Estou começando a desenvolver um suporte para os ímãs do robô de sumo da Trincabotz, no entanto, no fundo do robô não terei muito material para afixá-lo. 
Deixei 5mm "no fundo até a parte de dentro" para esta fixação. 

Enquanto estou pensando num método mais seguro para aguentar 30kgf de normal, 
gostaria de saber se o tamanho do parafuso influencia, por exemplo, um parafuso M6 de mesmo passo que um M3 fixa melhor (?) já que possui uma "área de contato" maior e também maior resistência? 
Lembrando que terei 5mm para fixação na carcaça mais 10mm de rosca dentro do ímã.

Obrigado.

matheus_mbar

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Mensagem Qua Dez 08, 2010 4:14 pm
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Olá, 
Bom retomarmos este tópico, espero que ele desenvolva bastante agora.
Então, não entendi muito bem onde será colocado este parafuso, como você vai prender o imã?
Mas, de qualquer forma, creio que um parafuso de diâmetro maior suporte maior esforço.
O passo sendo o mesmo, com um maior diâmetro ele terá uma área de contato maior. Não sou um expert em parafusos, mas creio que isso realmente ocorra.

Derick

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Mensagem Qui Dez 09, 2010 11:03 am
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Opa, bom demais?

Fiz um Esquemático que consta nos três anexos, que representa os ímãs no fundo do robô com os furos neste. Não coloquei o suporte no qual pensei porque ainda não sei se pode dar certo. Acredito que agora pode-se pensar melhor.

Comentário:
Estou começando a desenvolver um suporte para os ímãs do robô de sumo da trincabotz, no entanto, no fundo do robô não terei muito material para afixá-lo. Deixei 5mm "no fundo até a parte de dentro" para esta fixação. Enquanto estou pensando num método mais seguro para aguentar 30kgf de normal, gostaria de saber se o tamanho do parafuso influencia, por exemplo, um parafuso M6 de mesmo passo que um M3 fixa melhor (?) já que possui uma "área de contato" maior e também maior resistência? Lembrando que terei 5mm para fixação na carcaça mais 10mm de rosca dentro do ímã.


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evristow
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Mensagem Seg Jan 03, 2011 10:27 am
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A fixação depende do formato do ímã. Matheus, Como são os seus?

O ideal é deixar os ímãs próximos do dojô, mas nunca colados, já que danificar a pintura do dojô implica na desqualificação do robô. 

Quanto aos ímãs com mais de 70kgf de normal, eu os conheço bem e fui eu que escrevi sobre. São usados no Pé de Boi e no Boi da Cara Preta, os sumôs da RioBotz, cujos projetos fui capitão. Segue uma foto:



Cada um é capaz de 220Lbf de normal quando em contato direto com o dojô. Para fixa-los é usado um parafuso escareado no furo central. Furo este que veio de fábrica, afinal fura-los é inviável!

Ímãs de neodímio são sinterizados, logo são frágeis e normalmente não suportam a furação, quebrando. Mesmo que suportem o magnetismo será afetado pelo calor e pelo atrito, além de oxidarem perdendo totalmente a função em pouco tempo.

Quanto ao parafuso, Derick, depende da forma que será preso. Contudo um M6 de mesmo passo possui mais área de contato nas roscas, sendo mais forte. Além disso não conheço M6x0.7 ou M3x1, logo qual seria o passo? Wink

Abração,
Dudu

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matheus_mbar

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Mensagem Seg Jan 03, 2011 10:37 am
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Então Dudu, ainda nao temos os ímas que pretendemos usar no sumô.

Na WinterChallenge utilizamos ímas pequenos, retangulares, em grande quantidade, mas se mostraram pouco eficientes.

Estive pensando exatamente no formato destes que você mostrou nas fotos. A dificuldade está sendo em encontrar uma empresa que fornece neste formato. As que entrei em contato não têm.

Agradeço muito se alguém tiver alguma empresa para indicar.

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Mensagem Seg Jan 03, 2011 11:39 am
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No Brasil infelizmente não conheço mesmo Sad

Mas o resultado independe do formato do ímã, o que interessa é a coerção magnética. O que vocês precisam é procurar por ímãs de neodímio N40 ou superiores e posiciona-los de forma a maximizar a interação do campo com o dojô. 

Em 2007 os japoneses foram a Robogames e dominaram, foi ai que resolvemos competir no sumô também. Os robôs deles usavam ímãs retangulares tradicionais, porém de neodímio. A fixação, se me lembro bem, era feita sobre uma placa de aço (ferrítico ou martensítico), que podia ser aproximada ou afastada do dojô. 

Abraços,
Dudu

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