MikrogetriebemotorBesteht aus Motor und Getriebe, wobei der Motor die Energiequelle ist. Die Motordrehzahl ist sehr hoch, das Drehmoment sehr gering. Die Drehbewegung des Motors wird über die auf der Motorwelle montierten Motorzähne (einschließlich Schnecke) auf das Getriebe übertragen. Daher ist die Motorwelle eines der wichtigsten Bauteile des Mikrogetriebemotors.
I. Werkstoff der Motorwelle
Bei der Auswahl des Wellenmaterials sollten Drehmomentgröße, Bearbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und die erforderliche magnetische Leitfähigkeit gemäß den Motoranforderungen berücksichtigt werden. Als Material stehen unter anderem hochwertiger Kohlenstoffstahl, Edelstahl, legierter Stahl und Einsatzstahl zur Verfügung. Gängige Motorwellenmaterialien sind die folgenden Typen.
1. Der amerikanische Standardstahl 1141 und 1144, dessen nächstliegende Alternative der inländische Stahl Nr. 45 ist, ist derzeit der am weitesten verbreitete Werkstoff in der Industrie. Sein Hauptnachteil besteht in seiner Rostanfälligkeit, weshalb bei der Verwendung zusätzlich Rostschutzöl aufgetragen werden muss.
2. Amerikanischer Standard-Edelstahl 416, das nächstliegende einheimische Material ist Y1Cr13. Nicht leicht zu bearbeiten, nicht geeignet für die Bearbeitung mit komplexen Merkmalen, wie z. B. Wellenkopf mit Gewinde, der Preis ist höher als bei Stahl 45, aber niedriger als bei Stahl 303, und er ist weiter verbreitet.
3. Amerikanischer Standard 420 Edelstahl, das nächstliegende einheimische Material ist 2Cr13. Nicht leicht zu bearbeiten, nicht geeignet für die Bearbeitung mit komplexen Merkmalen, wie z. B. Wellenkopf mit Gewinde, teurer als 45er Stahl, günstiger als 416/303, weiter verbreitet.
4. Edelstahl nach amerikanischem Standard 431. Dieses Material wird nicht häufig verwendet, hauptsächlich bei Anwendungen mit Lebensmittelkontakt. Es ist für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet.
5. Amerikanischer Standard 303 Edelstahl, teurer, zeichnet sich durch weiches Material aus, lässt sich leicht in komplexe Formen verarbeiten.
II. Die Form der Motorwelle
Die Verzahnung des Mikrogetriebemotors und die Verzahnung der ersten Getriebestufe greifen ineinander und übertragen so die Drehbewegung, wodurch zwangsläufig ein Drehmoment entsteht. Daher ist die Passung der Motorverzahnung auf der Motorwelle von entscheidender Bedeutung. Um die Passung zu gewährleisten, ist die Form der Motorwelle unerlässlich.
Motorwellenformen sind
A. Leichte Welle, geeignet für geringe Lasten und geringe Drehmomente.
B. Flache Welle oder D-förmige Welle, geeignet für mittlere Belastungen.
C. Gerändelte Welle, geeignet für mittlere Belastungen.
D. Rotierende Welle mit Keilnut, geeignet für hohe Belastungen und hohe Drehmomente.
E. Das Abtriebsende der Motorwelle ist eine Schnecke. Diese Art von Motorwelle ist speziell und wird hauptsächlich für Turboschneckenantriebe verwendet.
III. Prozessanforderungen an die Motorwelle
MikrogetriebemotorenDie Lebensdauer des Mikrogetriebemotors hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Anforderungen an die Lebensdauer und die Prozessanforderungen an die Motorwelle.
Die Bearbeitungstechnologie der Motorwelle hat
A. Die Genauigkeit der Motorwellendurchmessergröße ist relativ hoch und kann innerhalb von 0,002 mm erreicht werden.
B. Um Rost zu verhindern und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, wird die Oberfläche der Motorwelle häufig mit Nickel galvanisiert.
C. Die Oberflächenrauheit der Motorwelle ist ebenfalls von großer Bedeutung, da sie sich direkt auf die Passgenauigkeit mit den Motorzähnen auswirkt.
IV. Klassifizierung der Antriebswelle des Drehzahlreduzierers
Das Getriebe wird je nach Leistung in Hochleistungs- und Niedrigleistungsgetriebe unterteilt. Auch die Abtriebswelle unterscheidet sich je nach Leistung, Modell und Spezifikation des Getriebes. Die Antriebswelle des Getriebes wird in Abtriebs- und Antriebswelle unterteilt. Das Funktionsprinzip beider Wellenarten wird im Folgenden detailliert erläutert.
1. Abtriebswelle
Die Abtriebswelle ist die Welle, die mit dem Untersetzungsgetriebe und dem Antriebsmechanismus verbunden ist. Die Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle ist viel geringer. Je nach Material wird die Abtriebswelle in Metall-Abtriebswellen und Kunststoff-Abtriebswellen unterteilt; je nach Form wird sie in kundenspezifische D-förmige Wellen, runde Wellen, doppelt flache Wellen, sechseckige Wellen, fünfeckige Wellen, Vierkantwellen usw. unterteilt.
2. Eingangswelle
Die Eingangswelle verbindet Getriebemotor und Untersetzungsgetriebe. Sie weist geringe Eingangsdrehzahl und geringes Eingangsdrehmoment sowie einen geringen Wellendurchmesser auf. Ein Ende der Eingangswelle wird durch die Montagebohrung geführt und in die Montagebohrung eingesetzt. Dort greift sie in das Zahnrad des Montagegehäuses ein. Am anderen Ende der Eingangswelle befindet sich eine Montagenut. In diese Nut wird die Motorwelle des Untersetzungsgetriebes eingesetzt. Durch Einsetzen einer Passfeder zwischen Passfedernut und Motorwelle wird eine schnelle und stabile Verbindung zwischen Motorwelle und Eingangswelle hergestellt. Dank dieses Zusammenspiels von Eingangswelle, Montageplatte, Montagenut und Passfedernut lässt sich der Getriebemotor schnell und einfach über die Motorwelle mit der Eingangswelle verbinden. Dies vereinfacht die Montage des Getriebemotors im Montagegehäuse und erleichtert die Be- und Entladung.
3. Die Rolle und Besonderheit der Antriebswelle des Untersetzungsgetriebes.
A. eine bestimmte Energiemenge übertragen.
B. Um eine Verzögerung zu erreichen, wird die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl reduziert. Unter Vernachlässigung des Reibungswiderstands übertragen Eingangs- und Ausgangswelle die gleiche Leistung, wobei Leistung = Drehmoment × Drehzahl gilt. Das heißt, bei gleicher Leistung sind Drehmoment und Drehzahl der Eingangswelle gleich, sodass ein kleineres Drehmoment und somit ein kleiner Wellendurchmesser ausreicht. Umgekehrt ist bei niedriger Drehzahl der Ausgangswelle das Drehmoment hoch, weshalb ein größerer Wellendurchmesser erforderlich ist.
V. Was sind die Gründe für die Erwärmung der Lager des Miniatur-Getriebemotors?
MikrogetriebemotorIm Normalbetrieb tritt keine ungewöhnliche Erwärmung des Lagers auf. Eine starke Erwärmung des Lagers eines Mikrogetriebemotors hat in der Regel folgende Ursachen.
1. Eine Beschädigung des Lagers des Miniatur-Untersetzungsmotors führt dann zu einer Überhitzung des Motorlagers.
2. Schmierfett, das mit abnormalen Partikeln oder Fremdkörpern auf dem Lager vermischt ist, führt zu erhöhtem Lagerverschleiß und Überhitzung.
3. Bei einem Mangel an Lageröl im Miniatur-Getriebemotor führt ein längerer Betrieb des Motors in diesem Zustand zu erhöhter Reibung und damit zu einer Überhitzung des Lagers.
4. Ist die Qualität des Schmieröls zu schlecht, z. B. unzureichende oder zu hohe Viskosität, führt dies ebenfalls zu einer abnormalen Erwärmung des Lagers.
5. Miniatur-Getriebelager und Abtriebswelle, Enddeckel zu locker oder zu fest, zu fest zu werden führt zu Lagerverformung, zu locker zu Versatz, was zu starker Lagererwärmung führt.
6. Bei unsachgemäßer Montage der Lager, sodass die beiden Wellen nicht in einer geraden Linie liegen oder eine Unwucht des Lageraußenrings vorliegt, reagiert das Lager nicht mehr empfindlich, der Lastlauf wird erschwert und es kommt zu Überhitzung.
VI. Was sind die Hauptursachen für den axialen Rundlauf von Miniaturmotoren?
1. Im ersten Fall kommt es zur Relativbewegung zwischen Welle und Rotor des Mikromotors. Wenn aus irgendeinem Grund Spiel zwischen Kernbohrung und Wellenkern besteht, ändert sich die axiale und radiale Relativposition zwischen Rotorkern und Welle, was zu einem Wellenversatz führt. Darüber hinaus kann die axiale Bewegung des Rotorkerns mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Reibungsverformungen an den Endkappen und Rotorenden des Mikromotors oder zu Wellenbildung in der Statorwicklung führen.
2. Der zweite Fall betrifft Beschädigungen oder Undichtigkeiten der axialen Einstellscheibe des Mikromotors. Bei der Konstruktion und Entwicklung von Mikromotoren spielen die thermischen Ausdehnungsfaktoren des Materials eine entscheidende Rolle. Daher wird axial ein gewisser Spalt gelassen, was jedoch direkt zu einer axialen Verschiebung und damit zu einer Manipulation der Achse führt. Um dieses Problem zu lösen, wird die Methode der Scheibenbelastung angewendet. Wenn die Scheibe undicht ist oder von minderer Qualität ist, führt dies zu einem Ausfall der axialen Bremse und einer Manipulation der Welle.
3. Der dritte Fall betrifft die automatische Ausrichtung der magnetischen Mittellinien von Stator und Rotor eines Mikromotors, die zu Manipulationen führt. Im Idealfall decken sich die magnetischen Mittellinien von Stator und Rotor vollständig. In der Praxis ist eine vollständige Überlappung jedoch schwieriger zu erreichen. Daher durchläuft der Mikromotor im Betrieb die Situation „Ausrichten – Versatz – Ausrichten – Versatz – Versatz“. Durch den wiederholten automatischen Ausrichtungs- und Justiervorgang entsteht ein axialer Rundlauffehler.
4. Im Vergleich zum Mikromotor mit seinem eigenen Propeller im Betrieb erzeugt der Belüftungsprozess eine entsprechende axiale Kraft auf den Mikromotor. Ist der Propellerausgleich nicht optimal, führt dies ebenfalls zu einer axialen Bewegung des Mikromotors.
Welche Auswirkungen hat der axiale Rundlauf des Mikromotors?
Vereinfacht gesagt, führt ein axialer Rundlauf bei Miniaturmotoren zu abnormalen Vibrationen, Geräuschen, Lagerschäden, durchgebrannten Wicklungen und einer verkürzten Lebensdauer. Durch den Einsatz von Wellenformdämpfern, die an der Außenkante der Lager und den Endkappenbolzen des Miniaturmotors angebracht werden, lässt sich das Problem der axialen Bewegung beheben.
VII. Wie werden die Lager des Planetengetriebes konfiguriert?
Planetengetriebemotoren werden in verschiedenen Bereichen wie Smart Home eingesetzt. Wie ist also das Lager des Mikrogetriebes konfiguriert?
Mikroplanetengetriebe verwenden üblicherweise Schrägverzahnungen mit einer bestimmten Axialkraft. Auch bei Verwendung von Doppelschrägverzahnungen und Stirnrädern muss die axiale Richtung festgelegt werden. Größe und Richtung der Eingriffskraft der Zahnräder sind bekannt; lediglich die Lagerbreite und der Angriffspunkt der Kraft auf der Welle müssen zeichnerisch bestimmt werden. Daraus ergibt sich die folgende Lagerauswahl.
1. Gängige Lager sind Pendelrollenlager, einreihige und zweireihige Kegelrollenlager, zweireihige Zylinderrollenlager, Vierpunkt-Kugellager, Kugellager usw.
2. Bei der ersten Auswahl der Lagerspezifikationen ist der Wellendurchmesser und die Lagerbohrungsgröße zu bestimmen. Je höher die Eingangswellendrehzahl ist, desto größer sollte das Lager mit gleicher Bohrung und höherer Tragfähigkeit sein. Bei der mittleren Welle wirken zwei Zahnradpaare als Eingriffskräfte auf das Lager; auch hier sollte das Lager mit größerer Tragfähigkeit und gleicher Bohrung ausgewählt werden.
3. Bei niedriger Drehzahl der Abtriebswelle und nur einem Zahnradpaar, das auf Welle und Lager wirkt, kann man ein Lager mit mittlerer oder kleinerer Tragfähigkeit und gleicher Bohrung wählen. Bei starrer Verbindung zwischen Abtriebswelle und Maschinenspindel sowie bei Stößen sollte jedoch ein Lager mit höherer Tragfähigkeit gewählt werden.
VIII. Was ist die Ursache für einen Wellenbruch im Getriebe eines Getriebemotors?
Im täglichen Betrieb kann es neben einer mangelhaften Konzentrizität der Abtriebswelle des Getriebemotors zu einem Bruch der Getriebewelle kommen. Wenn die Abtriebswelle des Getriebes bricht, gibt es dafür nur die folgenden Gründe.
Zunächst einmal führt die falsche Auswahl des Getriebes zu einer unzureichenden Kraftübertragung. Manche Anwender gehen fälschlicherweise davon aus, dass das Nenndrehmoment des gewählten Getriebes den Arbeitsanforderungen genügt. Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall, da das Nenndrehmoment des Motors multipliziert mit dem Untersetzungsverhältnis, also der Wert des Riemens, grundsätzlich geringer ist als das Nenndrehmoment vergleichbarer Getriebe, das in Produktmustern angegeben ist.
Zweitens muss gleichzeitig die Überlastfähigkeit des Antriebsmotors und das tatsächlich benötigte hohe Arbeitsdrehmoment berücksichtigt werden. Insbesondere in bestimmten Fällen muss diese Richtlinie unbedingt eingehalten werden, da dies nicht nur den Schutz der Zahnräder im Getriebe, sondern vor allem das Abreißen der Getriebeausgangswelle verhindern soll.
Veröffentlichungsdatum: 25. November 2022