Viunganishi vya sumaku ni viambatanisho visivyo vya mawasiliano vinavyotumia uga wa sumaku kuhamisha torati, nguvu au harakati kutoka kwa mwanachama mmoja anayezunguka hadi mwingine. Uhamisho unafanyika kupitia kizuizi kisicho na sumaku bila muunganisho wowote wa kimwili. Vifungo ni jozi zinazopingana za diski au rotors zilizowekwa na sumaku.
Utumiaji wa uunganisho wa sumaku ulianza majaribio mafanikio ya Nikola Tesla mwishoni mwa karne ya 19. Tesla iliwasha taa bila waya kwa kutumia kiunganishi cha kufata sauti cha karibu-uga. Mwanafizikia na mhandisi wa Uskoti Sir Alfred Ewing aliendeleza zaidi nadharia ya kuingizwa kwa sumaku mapema katika karne ya 20. Hii ilisababisha maendeleo ya idadi ya teknolojia kwa kutumia kuunganisha magnetic. Uunganisho wa sumaku katika programu ambazo zinahitaji operesheni sahihi na thabiti zaidi zimefanyika katika nusu karne iliyopita. Ukomavu wa michakato ya juu ya utengenezaji na kuongezeka kwa upatikanaji wa nyenzo adimu za sumaku ya ardhini hufanya hii iwezekane.
Wakati miunganisho yote ya sumaku hutumia sifa sawa za sumaku na nguvu za kimsingi za mitambo, kuna aina mbili ambazo hutofautiana kwa muundo.
Aina kuu mbili ni pamoja na:
-Viunganishi vya aina ya diski vilivyo na nusu mbili za diski za uso kwa uso zilizopachikwa na mfululizo wa sumaku ambapo torati huhamishwa kwenye mwanya kutoka diski moja hadi nyingine.
-Viunganishi vya aina ya Synchronous kama vile viambatanisho vya sumaku za kudumu, viambatanisho vya koaxial na viunga vya rota ambapo rota ya ndani imewekwa ndani ya rota ya nje na sumaku za kudumu huhamisha torque kutoka rota moja hadi nyingine.
Mbali na aina mbili kuu, kuunganisha magnetic ni pamoja na miundo ya spherical, eccentric, spiral na isiyo ya mstari. Hizi mbadala za uunganishaji wa sumaku husaidia katika matumizi ya torati na mtetemo, ambayo hutumika mahususi katika utumizi wa biolojia, kemia, umekanika wa quantum na majimaji.
Kwa maneno rahisi, miunganisho ya sumaku hufanya kazi kwa kutumia dhana ya kimsingi ambayo kinyume na nguzo za sumaku huvutia. Mvuto wa sumaku hupitisha torque kutoka kitovu kimoja cha sumaku hadi kingine (kutoka kwa mshiriki anayeendesha wa kiunganishi hadi kwa mwanachama anayeendeshwa). Torque inaelezea nguvu inayozunguka kitu. Kasi ya angular ya nje inapowekwa kwenye kitovu kimoja cha sumaku, huendesha nyingine kwa kupitisha torati kwa nguvu kati ya nafasi hizo au kupitia kizuizi kisicho na sumaku kama vile ukuta wa kugawanya.
Kiasi cha torque inayotokana na mchakato huu imedhamiriwa na anuwai kama vile:
- Joto la kufanya kazi
-Mazingira ambayo usindikaji hutokea
-Polarization ya magnetic
-Idadi ya jozi za nguzo
-Vipimo vya jozi za nguzo, ikijumuisha pengo, kipenyo na urefu
-Jamaa angular kukabiliana ya jozi
-Kuhama kwa jozi
Kulingana na mpangilio wa sumaku na diski au rotors, polarization ya sumaku ni radial, tangential au axial. Kisha torque huhamishiwa kwa sehemu moja au zaidi ya kusonga.
Uunganisho wa sumaku unachukuliwa kuwa bora kuliko uunganisho wa mitambo ya jadi kwa njia kadhaa.
Ukosefu wa mawasiliano na sehemu zinazohamia:
-Hupunguza msuguano
-Hutoa joto kidogo
-Hufanya matumizi ya juu zaidi ya nguvu zinazozalishwa
-Husababisha uchakavu kidogo
-Haitoi kelele
-Huondoa hitaji la kulainisha
Zaidi ya hayo, muundo ulioambatanishwa unaohusishwa na aina fulani zinazosawazishwa huruhusu miunganisho ya sumaku kutengenezwa ili isiingie vumbi, isiingie maji na isie kutu. Vifaa haviwezi kutu na vimeundwa kushughulikia mazingira ya utendakazi yaliyokithiri. Faida nyingine ni kipengele cha utengano wa sumaku ambacho huanzisha upatanifu kwa matumizi katika maeneo yenye hatari za athari. Kwa kuongeza, vifaa vinavyotumia viunganisho vya magnetic ni vya gharama nafuu zaidi kuliko viunganisho vya mitambo wakati viko katika maeneo yenye upatikanaji mdogo. Viunganishi vya sumaku ni chaguo maarufu kwa madhumuni ya upimaji na usakinishaji wa muda.
Viunganishi vya sumaku ni bora na vyema kwa matumizi mengi ya juu ya ardhi ikiwa ni pamoja na:
-Roboti
- Uhandisi wa kemikali
- Vyombo vya matibabu
- Ufungaji wa mashine
- Usindikaji wa chakula
-Mashine za Rotary
Hivi sasa, viunganisho vya sumaku vinathaminiwa kwa ufanisi wao wakati wa kuzama ndani ya maji. Motors zilizowekwa kwenye kizuizi kisicho na sumaku ndani ya pampu za kioevu na mifumo ya propela huruhusu nguvu ya sumaku kuendesha propela au sehemu za pampu zinazogusana na kioevu. Kushindwa kwa shimoni la maji kunakosababishwa na uvamizi wa maji katika nyumba ya magari huepukwa kwa kuzunguka seti ya sumaku kwenye chombo kilichofungwa.
Maombi ya chini ya maji ni pamoja na:
- Diver propulsion magari
- Pampu za Aquarium
-Magari ya chini ya maji yanayoendeshwa kwa mbali
Kadiri teknolojia inavyoboresha, miunganisho ya sumaku inazidi kuenea kama ubadilishanaji wa viendeshi vya kasi vinavyobadilika katika pampu na injini za feni. Mfano wa matumizi makubwa ya viwandani ni motors ndani ya mitambo mikubwa ya upepo.
Nambari, ukubwa na aina ya sumaku zinazotumiwa katika mfumo wa kuunganisha pamoja na torque inayolingana inayozalishwa ni vipimo muhimu.
Vigezo vingine ni pamoja na:
- Uwepo wa kizuizi kati ya jozi za sumaku, zinazostahili vifaa vya kuzamishwa ndani ya maji.
-Mgawanyiko wa sumaku
-Idadi ya torque ya sehemu zinazosonga huhamishwa kwa nguvu
Sumaku zinazotumika katika miunganisho ya sumaku huunda nyenzo adimu za ardhini kama vile boroni ya chuma ya neodymium au samarium cobalt. Vikwazo vilivyopo kati ya jozi za magnetic vinafanywa kwa nyenzo zisizo za magnetic. Mifano ya nyenzo ambazo hazivutiwi na sumaku ni chuma cha pua, titani, plastiki, kioo na fiberglass. Salio la vipengee vilivyoambatishwa kwa kila upande wa miunganisho ya sumaku ni sawa na vile vinavyotumika katika mfumo wowote wenye viambatanisho vya kimikanika vya kitamaduni.
Kiunganishi sahihi cha sumaku lazima kikidhi kiwango kinachohitajika cha torati iliyobainishwa kwa operesheni iliyokusudiwa. Hapo awali, nguvu ya sumaku ilikuwa sababu ya kuzuia. Hata hivyo, ugunduzi na kuongezeka kwa upatikanaji wa sumaku maalum adimu duniani ni kukua kwa kasi uwezo wa kuunganisha magnetic.
Jambo la pili linalozingatiwa ni hitaji la miunganisho kuzamishwa kwa sehemu au kabisa ndani ya maji au aina zingine za kioevu. Watengenezaji wa kuunganisha sumaku hutoa huduma za ubinafsishaji kwa mahitaji ya kipekee na ya kujilimbikizia.
