Как это считается
Магнит почти никогда не отказывает сам — отказывает его крепление. Типичная картина: магнит D20 держит на стали 13 кг, а вклеен он в дерево на каплю цианакрилата с прочностью на сдвиг пару килограммов. Узел рвётся по клею, магнит остаётся на металле, а деталь падает. Поэтому правильный порядок расчёта — сначала посчитать силу магнита, потом прочность крепления, и убедиться, что крепление сильнее.
Про клеи по порядку. Цианакрилат (супер-клей) схватывается за секунды, даёт на отрыв 20–40 кгс/см² по гладким поверхностям, но крайне плохо работает на сдвиг с ударом, боится влаги, вибрации и температур выше 60–70 °C, а на пористых основаниях вроде ЛДСП держит слабо. Он хорош для быстрой фиксации ненагруженных магнитов. Эпоксидная смола — рабочая лошадка: 10–20 кгс/см², терпит влагу и умеренный нагрев, заполняет зазоры, хорошо клеит и металл, и дерево, и пластик; минус — время отверждения от получаса до суток. Полиуретановые и MS-полимерные клеи слабее по цифрам (5–10 кгс/см²), но эластичны и отлично держат вибрацию и температурные подвижки — их берут для мебели и наружных конструкций. Двусторонний скотч 3M VHB даёт 3–8 кгс/см² на отрыв и требует идеально обезжиренной поверхности, зато монтируется мгновенно и демпфирует удары.
Отдельная тема — магниты с зенковкой. Такой магнит имеет сквозное отверстие с конусом под потайную головку самореза, и это самое надёжное крепление из возможных: механика не отслаивается, не стареет и не боится нагрева. Но за надёжность платят силой. Отверстие уменьшает площадь полюса, а конус срезает материал прямо у рабочей плоскости, где индукция максимальна: магнит с зенковкой держит примерно на 20–35 % меньше сплошного диска того же диаметра и высоты. Это надо закладывать при выборе размера, а не обнаруживать после сборки. И ещё важное: винт должен быть из немагнитной нержавейки A2/A4 или латуни. Стальной саморез шунтирует магнитную цепь и отбирает ещё несколько процентов, а главное — намагничивается сам и притягивает опилки.
Правила монтажа, которые экономят нервы. Обезжирьте магнит и посадочное место — покрытие Ni-Cu-Ni жирное с завода. Никелевое покрытие лучше слегка заматовать мелкой шкуркой: клей держится за шероховатость, а не за глянец. Обязательно фиксируйте магнит на время отверждения — соседние магниты и любая стальная мелочь притянут его и сорвут ещё жидкий шов. Соблюдайте полярность: пометьте одну сторону маркером до вклейки, потом уже не разберётесь. Не сажайте магнит в карман «в притирку» без зазора под клей — нужен люфт 0,1–0,2 мм, иначе клею негде быть и шов получится сухой. И не грейте магнит при отверждении выше 70–80 °C: обычные классы N теряют силу необратимо.
Наконец, простой критерий выбора. Если узел ненагруженный и внутри помещения — цианакрилат или скотч. Если есть постоянная нагрузка, влага или улица — эпоксидка. Если вибрация, температурные перепады или подвижное соединение — полиуретан. Если нагрузка близка к силе самого магнита, если узел над людьми или если отказ дорог — только механика: зенковка с винтом, обойма, магнит в стальной чашке с резьбой.