Verschil tussen houdkracht en (af-)schuifkracht

Ofwel: Waarom houdt mijn magneet aan de wand niet de volledige last?

De maximale kracht, waarmee men een magneet op een bepaald hechtingsondergrond kan belasten, is al naar gelang de richting van de inwerkende kracht zeer verschillend in grootte.

De door ons aangegeven maximale houdkracht geldt voor een belasting die loodrecht op het contactoppervlak werkt.

Werkt de belastende kracht echter parallel aan het contactoppervlak (afschuifrichting) dan is haar maximale waarde aaridg wat geringer (ca. 15 - 25 % van de aangegeven houdkracht).

Deze waardes kunnen door het gebruik van speciale producten uit onze webshop en het experimenteren met verschillende oppervlakken worden verbeterd.

Inhoudsopgave

Misschien heeft u het fenomeen zelf al eens meebeleefd: Om een magneet loodrecht van het contactoppervlak weg te trekken heeft u veel meer kracht nodig, dan om hem zijdelings te verschuiven. Als analogie: Het is ook duidelijk vermoeiender een zware kist van de vloer op te tillen als deze over de gladde vloer te schuiven.

Deze zijwaartse kracht wordt (af-)schuifkracht genoemd.

Belastende kracht loodrecht t.o.v. het contactoppervlak

De bij elke magneet aangegeven houdkracht geldt onder andere wanneer de belasting loodrecht op het contactoppervlak werkt (andere invloeden zie de veelgestelde vraag "Hoe groot is de houdkracht van deze magneet?").

Illustratie – belastende kracht loodrecht op het contactvlak

a = magneethoudkracht
b = belastende kracht

Belastende kracht scheef t.o.v. het contactoppervlak

Illustratie – belastende kracht schuin t.o.v. het contactvlak

a = magneethoudkracht
b = belastende kracht
c = wrijving

Indien de belastende kracht niet loodrecht op het contactoppervlak werkt, hangt haar maximale waarde daarenboven van de wrijving tussen het hechtoppervlak en de magneet af. Wordt de maximale waarde overschreden, begint de magneet te glijden. De maximale wrijvingskracht is wederom afhankelijk van volgende factoren:

Ruwte van beide contactoppervlakken. Hoe ruwer beide oppervlakken zijn, deste groter is de maximale wrijvingskracht. De niet geheel vlakke contactoppervlakken verhaken zich in elkaar (zie onderstaande afbeelding).
Aandrukkracht. Hoe groter de kracht is, waarmee beide contactoppervlakken tegen elkaar worden gedrukt, des te groter is de maximale wrijvingskracht.

Illustratie – Ruwheid van magneet en contactvlak

Belastende kracht parallel aan het contactoppervlak: Afschuifkracht / Schuifkracht

Illustratie – afschuifkracht / schuifkracht

a = magnetische houdkracht
b = maximale belastende kracht

Bij veel magnetische toepassingen werkt de belastende kracht echter parallel aan het contactoppervlak, bijvoorbeeld wanneer u een mes op een magnetisch messenrek aanbrengt. In deze gevallen kan de magneet beduidend minder worden belast dan de aangegeven maximale houdkracht.

Aangezien de oppervlaktekwaliteit van het houdende lichaam varieert en ons niet bekend is, kunnen wij ten aanzien van de maximale belasting parallel aan het contactoppervlak slechts grove vuistregels geven.

Vuistregels dwarskracht/schuifkracht

Magneetmateriaal	Materiaalcombinatie	Magneethoudkracht (a)	Belastende kracht (b)
Neodymium magneten	ijzer - ijzer	100 %	ca. 15 %
Ferriet magneten	ijzer - ijzer	100 %	ca. 15 %
Magneetband en -folie	kunststof - ijzer	100 %	ca. 25 %

Voorbeeld: Aan een aan de muur hangende magneethaak BD-FTN-40 (materiaal: neodymium) met een maximale houdkracht van 50 kg kunt u gewichten van ca. 7,5 kg hangen, voordat de magneet aan de muur naar beneden begint te glijden.

Optimeringsmogelijkheden

De hierboven aangegeven waardes stammen van een meting op een dikke, gepolijste ijzeren plaat. Door een zorgvuldige keus der materialen en de hieruit voortvloeiende wrijving kan deze waarde goed tot 50% van de magneetkracht worden verhoogd. Onze suggesties:

Plakt u ons rubbertape achterop de magneten
Gebruikt u met rubber ommantelde magneten of siliconschijfjes aan de onderkant van de magneten.
Gebruikt u passende rubber kapjes of metalen schijfjes met rand aan de onderkant van potmagneten.
Experimenteert u met ruwere en gladdere metalen oppervlakken om de optimale combinatie te vinden.

Al deze maatregelen kunnen de maximale houdkracht in afschuifrichting markant verhogen.