TL;DR Liczba „kg" w katalogu to siła oderwania w warunkach idealnych: płyta S235JR ≥10 mm, styk zerowy, 20°C, odrywanie prostopadłe. Szczelina 0,5 mm obniża udźwig do 40–60%, 1 mm do 20–35%, a 3 mm do 5–10% wartości katalogowej. Realny udźwig wyznacza łańcuch deratingu: szczelina, grubość blachy, kierunek obciążenia, temperatura, zapas bezpieczeństwa. Geometria i zamknięcie obwodu magnetycznego biją wyższą klasę materiału: N52 względem N42 to zwykle +15–20%. Przyjmuj zapas 2–3× statycznie i 3–4× dynamicznie; w magnet fishingu realna siła spada do 10–50%. Wniosek: przelicz, nie zgaduj. Kalkulator siły DHIT i tabele w kartach produktów dają wynik w kilka sekund.
Udźwig magnesu a odległość — co naprawdę mierzy liczba „kg"
Udźwig magnesu a odległość to zależność, która decyduje o tym, czy deklarowane kilogramy mają cokolwiek wspólnego z rzeczywistością montażu. Liczba w katalogu to pull force, czyli siła oderwania (breakaway) mierzona w warunkach laboratoryjnych. DHIT podaje ją zawsze z pełnym kontekstem pomiaru: płyta stalowa S235JR o grubości ≥10 mm, styk zerowy (szczelina 0 mm), temperatura 20°C, odrywanie prostopadłe do powierzchni.
To nie jest nośność. Nośność to wartość, przy której element pozostaje bezpiecznie zamocowany w realnych warunkach: z farbą, rdzą, pod obciążeniem ścinającym, w podwyższonej temperaturze. Między jednym a drugim leży różnica rzędu kilku do kilkunastu razy.
Podstawą fizyczną jest zależność:
F ≈ B²A / 2µ₀
gdzie F to siła, B to indukcja w szczelinie, A to powierzchnia styku, a µ₀ to przenikalność magnetyczna próżni. Siła rośnie z kwadratem indukcji i liniowo z powierzchnią. Każde zmniejszenie B przez szczelinę powietrzną działa więc podwójnie.
Rozróżnij trzy pojęcia, które bywają mylone:
- Holding force — siła potrzebna do przesunięcia magnesu wzdłuż powierzchni (ścinanie).
- Breakaway force — siła potrzebna do oderwania magnesu prostopadle; to wartość katalogowa.
- Fixturing — siła utrzymania elementu w uchwycie, zależna od geometrii i dźwigni.
Odpowiedź na pytanie „czy magnes 50 kg utrzyma 50 kg" brzmi: nie w warunkach rzeczywistych. Utrzyma 50 kg tylko na czystej, grubej stali, przy zerowej szczelinie i obciążeniu prostopadłym.
Dlaczego siła spada z odległością — fizyka szczeliny powietrznej
Pole magnetyczne dipola maleje w przybliżeniu proporcjonalnie do 1/x³, a siła oddziaływania do 1/x² (zależności klasyczne dla dipola). W praktyce spadek jest jeszcze szybszy, bo szczelina rozprasza strumień poza obwód magnetyczny. Dlatego odległość jest dominującym czynnikiem deratingu, silniejszym niż klasa materiału.
Warstwa farby, folii czy rdzy o grubości 1 mm obcina udźwig o 50–80%. Nie chodzi o to, że powłoka „tłumi" magnes — chodzi o to, że wprowadza szczelinę powietrzną, która rozrywa obwód magnetyczny.
Szczelina vs % udźwigu
| Szczelina | Udźwig względem katalogu |
|---|---|
| 0,05 mm | 85–95% |
| 0,1 mm | 70–85% |
| 0,5 mm | 40–60% |
| 1 mm | 20–35% |
| 3 mm | 5–10% |
Na co uważać: farba (typowo 0,1 mm, ale grunt plus nawierzchnia to często 0,2–0,3 mm), rdza (nierówna, miejscowo 0,5–2 mm), folia ochronna, powłoka proszkowa, taśma, podkładka niemagnetyczna. Każda z tych warstw to realna szczelina. Rozwiązanie jest proste: usunąć warstwę w punkcie styku albo przenieść kontakt na goły metal.
Rola geometrii jest niedoceniana. Pot magnet (magnes w stalowej obudowie) zamyka obwód magnetyczny, kierując strumień do powierzchni roboczej. Taki układ o tej samej masie osiąga wyższy udźwig niż goły magnes. Większa średnica zwykle pomaga bardziej niż większa grubość, bo zwiększa powierzchnię styku A, a nie tylko masę materiału magnetycznego.
 MPL 5x5x1 / N38 - magnes neodymowy płytkowy Minimalny magnes płytkowy N38 o udźwigu 0,34 kg, pokazujący gwałtowny spadek siły już przy 1 mm szczeliny (0,18 kg). 0,18 zł • Zobacz produkt → |
Łańcuch deratingu — 5 kroków od katalogu do realnego udźwigu
Realny udźwig obliczasz w stałej kolejności. Każdy krok mnoży wynik poprzedniego.
- Szczelina — zmierz grubość farby, rdzy, powłoki. Odejmij procent zgodnie z tabelą powyżej.
- Grubość i gatunek stali — sprawdź, czy podłoże nie ulega saturacji i czy jest ferromagnetyczne.
- Kierunek obciążenia — ustal, czy siła działa prostopadle, ścinająco, czy odrywa krawędź.
- Temperatura — porównaj temperaturę pracy z granicą klasy materiału.
- Współczynnik bezpieczeństwa — przyjmij 2–3× statycznie, 3–4× dynamicznie.
Przykład liczbowy: MPL 40x18x10 SH/N38
Magnes płytkowy DHIT o wymiarach 40×18×10 mm, klasa N38, powłoka SH:
| Szczelina | Udźwig |
|---|---|
| 0 mm | 23,81 kg |
| 1 mm | 20,48 kg |
| 2 mm | 17,25 kg |
| 5 mm | 9,55 kg |
| 10 mm | 3,32 kg |
Przy 5 mm szczeliny zostaje 40% wartości katalogowej. Jeśli dołożysz obciążenie ścinające (4,76 kg przy 0 mm) i temperaturę 100°C (−28,8%), realny zapas topnieje do poziomu, przy którym montaż wymaga zupełnie innego produktu. Kalkulator siły DHIT, skalibrowany na 127 produktach, przelicza te wartości automatycznie.
 MPL 30x20x5 / N38 - magnes neodymowy płytkowy Magnes płytkowy N38 o udźwigu 8,86 kg przy styku zerowym, z tabelą siły vs dystans (8,01 kg przy 1 mm, 4,21 kg przy 5 mm). 9,10 zł • Zobacz produkt → |
Grubość i gatunek stali
Obowiązuje reguła: stal miękka o grubości około połowy mniejszego wymiaru powierzchni magnesu przenosi pełny strumień. Poniżej tego progu blacha się satuuje i traci nośność.
| Grubość blachy | Udźwig względem bazy 10 mm |
|---|---|
| 10 mm | 100% |
| 5 mm | ≈65% |
| 2 mm | ≈50% |
| 1 mm | ≈50% |
| 0,5 mm | ≈25% |
Uwaga na gatunek: stal 304 i 316 (austenityczna) jest praktycznie niemagnetyczna i to najczęstsza przyczyna sytuacji „magnes nie działa". Żeliwo trzyma słabiej niż stal miękka. Aluminium, mosiądz i cynk dają zero.
Kierunek obciążenia — normal, shear, peel
Ścinanie to zaledwie 15–30% siły oderwania. Im bardziej obciążenie odchodzi od prostopadłego, tym szybciej magnes się przesuwa.
| Konfiguracja | Udźwig względem normalnej |
|---|---|
| Obciążenie prostopadłe (normal) | 100% |
| Ściana pionowa | 20–30% |
| Ucho boczne | 15–25% |
Peel, czyli odrywanie krawędzi przez dźwignię, jest najgorszym przypadkiem i wymaga osobnego testu. Nigdy nie zakładaj dla niego wartości katalogowej.
Temperatura — strata odwracalna i nieodwracalna
Do granicy klasy materiału strata jest odwracalna i wynosi około 0,11%/°C. Powyżej granicy następuje demagnetyzacja trwała.
| Klasa | Maks. temperatura pracy |
|---|---|
| N (N38–N50) | ≤80°C |
| N52 | ≤65°C |
| M | 100°C |
| H | 120°C |
| SH | 150°C |
| UH | 180°C |
| EH | 200°C |
| AH | 230°C |
Dla klasy N praca w 100°C oznacza −28,8% i brak powrotu do wartości wyjściowej po ostygnięciu. Szczegółowe klasy i temperatury pracy magnesów znajdziesz w specyfikacji technicznej. Temperatura Curie, 310–350°C, to granica całkowitego zniszczenia magnesu, a nie temperatura pracy.
Jak wykorzystać to w praktyce — magnet fishing i separatory
Fizyka przekłada się na dwie różne ścieżki decyzyjne.
Magnet fishing. W wodzie realna siła spada do 10–50% wartości katalogowej, bo dochodzi muł, rdza i kąt ciągnięcia. Uchwyt dobieraj do masy obiektu z mnożnikiem ×3. Linę wybierz o wytrzymałości 1,5–2× udźwig magnesu, pamiętając, że węzeł osłabia ją o 30–50%. Ciągnij pod kątem blisko prostopadłym do dna i regularnie czyść magnes z mułu. Zestawy DHIT UMP F120–F600 pokrywają zakres od 180 kg do 680 kg udźwigu — pomocny będzie też poradnik doboru magnesu do poszukiwań.
Separatory magnetyczne. Tu decyduje gradient pola i geometria prętów. Ścianka robocza 1,0 mm to kompromis między trwałością a indukcją. Prędkość przepływu utrzymuj w zakresie 1,5–2,0 m/s dla cząstek poniżej 1 mm. Pręt Ø25 N42 daje około 6 500 Gs, a Ø32 N52 około 10 000 Gs. Pull test na kulkach pokazuje skalę spadku: kulka 25 mm przy 0 mm to 9 kg, przy 3 mm już 2,45 kg, a przy 6 mm 1,5 kg.
Drzewko decyzji:
- Łowisz w wodzie przedmioty o nieznanej masie → uchwyt dwustronny UMP, lina 1,5–2× udźwig, zapas ×3.
- Oddzielasz zanieczyszczenia z sypkiego materiału → pręty magnetyczne DHIT, ścianka 1,0 mm, prędkość 1,5–2,0 m/s.
- Mocujesz element na ścianie pionowej → licz 20–30% udźwigu i zwiększ średnicę magnesu.
- Pracujesz w temperaturze powyżej 80°C → wybierz klasę H, SH lub wyższą.
 MW 12x10 / N38 - magnes neodymowy walcowy Magnes walcowy N38 o udźwigu 4,83 kg, z pełnym raportem inżynierskim siły w funkcji odległości i grubości blachy. 3,03 zł • Zobacz produkt → |
Najczęstsze błędy i bezpieczeństwo
Najczęstsze pomyłki w doborze magnesów:
- Ignorowanie szczeliny i liczenie na wartość katalogową.
- Zły kąt obciążenia, szczególnie praca na peel.
- Ślizganie po powłoce lakierniczej bez usunięcia warstwy.
- Brak współczynnika bezpieczeństwa przy obciążeniach dynamicznych.
- Wiara, że wyższa klasa materiału zastąpi geometrię i zamknięcie obwodu.
Checklista bezpieczeństwa:
- Chroń palce przy udźwigach powyżej 3 kg; ryzyko zmiażdżenia jest realne.
- Zachowaj 30–50 cm odległości od implantów, rozruszników serca i elektroniki.
- Nie wierć i nie szlifuj magnesów: pył piroforyczny jest łatwopalny, a temperatura powyżej 80°C rozmagnesowuje materiał.
- Rozdzielaj magnesy ruchem ścinającym, nie przez ciągnięcie wprost.
- Trzymaj magnesy poza zasięgiem dzieci.
Podsumowanie — przelicz, nie zgaduj
Realny udźwig to iloczyn pięciu czynników: szczeliny, grubości i gatunku stali, kierunku obciążenia, temperatury oraz zapasu bezpieczeństwa. Każdy z nich potrafi obniżyć wynik o dziesiątki procent, a razem nawet kilkunastokrotnie.
DHIT udostępnia narzędzia, które tę kalkulację upraszczają: kalkulator siły magnesu, tabele deratingu w kartach produktów oraz raporty PDF z przebiegiem siły w funkcji dystansu, ścinania, grubości blachy i temperatury. Zamiast zgadywać, sprawdź wynik dla swojego podłoża i warunków pracy. W razie wątpliwości skontaktuj się z doradztwem technicznym DHIT, które pomoże dobrać magnes lub uchwyt do konkretnego zastosowania.
FAQ
Czy magnes 50 kg utrzyma 50 kg? Nie w warunkach rzeczywistych. Wartość 50 kg dotyczy styku zerowego z płytą S235JR ≥10 mm przy 20°C i odrywaniu prostopadłym. Szczelina 1 mm redukuje ją do 20–35%, a obciążenie ścinające do 15–30%.
Jak zmierzyć siłę magnesu? Standardem jest pull test (breakaway) na płycie stalowej o znanej grubości, z siłomierzem i odrywaniem prostopadłym. Do kontroli produkcji stosuje się pomiar strumienia gaussomierzem. DHIT podaje indukcję w Gs i mT oraz udostępnia raporty PDF per produkt — przeliczysz ją w kalkulatorze pola magnetycznego.
Czy farba osłabia magnes? Farba nie zmienia właściwości magnesu, ale wprowadza szczelinę powietrzną. Warstwa 0,1 mm obniża udźwig o 40–55%, a grubsze powłoki jeszcze więcej. Usunięcie warstwy w punkcie styku przywraca pełną siłę.
Jaka temperatura niszczy magnes neodymowy? Trwała demagnetyzacja zależy od klasy: N do 80°C (N52 do 65°C), M do 100°C, H do 120°C, SH do 150°C, UH do 180°C, EH do 200°C, AH do 230°C. Całkowite rozmagnesowanie następuje przy temperaturze Curie, 310–350°C.