Análise de eixos de motor em motores de engrenagem em miniatura e pequenos

Os motores de engrenagem em miniatura consistem em um motor e uma caixa de engrenagens de redução.O movimento de rotação do motor é transmitido para a caixa de redução através da engrenagem do motor (incluindo engrenagens de minhoca) montada no eixo do motorPor conseguinte, o eixo do motor é um dos componentes mais críticos em motores de engrenagem em miniatura.

I. Materiais de eixo de motor

A escolha do material do eixo deve ter em conta os requisitos de binário, a maquinabilidade, a resistência à corrosão e, em alguns casos, as propriedades magnéticas, dependendo do projeto do motor.Os materiais comuns para o eixo incluem aço carbono de alta qualidadeOs materiais mais utilizados são:

1. SAE 1141 e 1144 aço (equivalente ao aço chinês 45#):

   • Mais comumente utilizado na indústria devido ao seu baixo custo e fácil disponibilidade.

   • Fácil de fazer.

   • A principal desvantagem: propensa à ferrugem, exigindo revestimento de óleo antiferrugem durante o uso.

2. SAE 416 Aço inoxidável (equivalente a Y1Cr13):

   • Menos mecanizado, não ideal para características complexas (por exemplo, cabeças de eixo roscado).

   • Mais caro que o aço 45°, mais barato que o 303°.

   • Amplamente utilizado devido à sua resistência à corrosão.

3. SAE 420 aço inoxidável (equivalente a 2Cr13):

   • Limitações de usinagem semelhantes às do 416.

   • Preço entre 45* aço e 416/303 aços inoxidáveis.

   • Oferece boa resistência à corrosão e é amplamente aplicada.

4. SAE 431 Aço inoxidável:

   • Menos comumente utilizado.

   • Maior teor de cromo, adequado para aplicações em contacto com alimentos.

5. SAE 303 Aço inoxidável:

   • Custo mais alto.

   • Material mais macio, excelente maquinariabilidade, adequado para geometrias complexas do eixo.

II. Projetos de eixos de motor

Como a engrenagem do motor e a engrenagem do primeiro estágio na malha da caixa de velocidades, o binário é gerado.Os tipos de eixo mais comuns incluem::

• Eixo liso:Adequado para cargas leves e baixo binário.

• Arco plano / Arco tipo D:Projetado para cargas médias.

• Acervo:Também adequado para cargas médias.

• Eixo com chave:Utilizado em aplicações de carga pesada e de alto binário.

• Cabeça de Verme:Um tipo especial utilizado para sistemas de transmissão de minhoca e engrenagem.

Arco liso	Eixo plano / Eixo tipo D	Fundição	Eixo de chave

III. Requisitos de fabrico dos eixos de motor

A qualidade de fabricação dos eixos do motor afeta diretamente a vida útil dos motores de engrenagem em miniatura.

• Precisão dimensional:Os diâmetros dos eixos podem ser controlados dentro de ± 0,002 mm.

• Tratamento de superfície:O revestimento de níquel é frequentemente aplicado para proteção contra a corrosão.

• Superfície rugosa:Critical para garantir a adequação adequada do eixo de engrenagem e a operação suave.

IV. Tipos de eixos de transmissão da caixa de velocidades

As caixas de engrenagens são classificadas por potência (alta potência ou baixa potência), e os eixos de transmissão diferem de acordo.

1. Eixo de saída:

   • Conecta a caixa de velocidades ao mecanismo acionado.

   • Funciona a uma velocidade muito mais baixa do que o eixo de entrada.

   • Pode ser personalizado em diferentes formas: eixo D, redondo, duplo plano, hexagonal, pentagonal, quadrado, etc.

   • Feito de metal ou plásticos de engenharia, dependendo da aplicação.

2. Eixo de entrada:

   • Conecta o motor à caixa de velocidades.

   • Transmite alta velocidade com baixo binário.

   • Uma extremidade se encaixa na carcaça para malhar com engrenagens; a outra extremidade é aberta para o eixo do motor.

   • Utiliza um projeto de chaveira para conseguir uma montagem estável e rápida.

3. Função e diferenças:

   • Ambos os eixos transmitem energia.

   • Eje de entrada: alta velocidade, pequeno binário, menor diâmetro.

   • Eje de saída: baixa velocidade, alto binário, maior diâmetro.
     
     

V. Causas do sobreaquecimento dos rolamentos nos motores de engrenagem em miniatura

Em funcionamento normal, os rolamentos do motor não devem sobreaquecer.

1. A sofrer danos.

2. Lubrificante contaminado (partículas estranhas).

3. Lubrificação insuficiente.

4. Má qualidade do lubrificante ou viscosidade inadequada.

5. Instalação inadequada (colagens demasiado soltos ou demasiado apertados).

6. Desalinhamento durante a instalação.

VI. Causas do jogo axial nos motores em miniatura

O jogo axial (movimento da extremidade do eixo) em motores em miniatura pode resultar de:

1. Ajuste inadequado entre o núcleo do rotor e o eixo.

2. Faltam ou estão danificadas as válvulas de tração.

3. Desalinhamento do centro magnético entre estator e rotor.

4. Forças axiais geradas por ventiladores ou hélices ligadas ao eixo.

As consequências incluem vibração anormal, ruído, falha do rolamento, esgotamento do enrolamento e curta vida útil do motor.

VII. Seleção de rolamentos em motores de engrenagem planetária

Os motores de engrenagem planetária são amplamente utilizados em dispositivos domésticos inteligentes e outras aplicações.

• Tipos comuns:Rolamentos de rolamento autoalinhados, rolamentos de rolamento cônicos (uma/duas fileiras), rolamentos de rolamento cilíndricos, rolamentos de contato de quatro pontos, rolamentos de esferas.

• Rolamentos de eixo de entrada:Requer uma elevada capacidade de carga devido à alta velocidade.

• Rolamentos de eixo intermediários:Deve lidar com forças combinadas de várias malhas de engrenagem.

• Rolamentos de eixo de saída:Baixa velocidade, maior binário; requer maior capacidade de carga se sujeito a impacto.

VIII. Causas da ruptura do eixo da caixa de engrenagens

A fratura do eixo da caixa de engrenagens resulta tipicamente de:

1. Seleção incorreta da caixa de engrenagens do motor:

   • O binário nominal do motor × relação de redução deve permanecer abaixo do binário nominal do modelo da caixa de velocidades.

   • A não consideração do binário de sobrecarga pode causar quebra do eixo.

2. Torque de carga excessiva:

   • O binário de funcionamento que excede os limites de projeto da caixa de velocidades aumenta a tensão no eixo de saída, levando à fratura.

IX. Soluções avançadas de material de engrenagem

Para aplicações como balançadores para bebés, berços balançadores, dispensadores de sabão inteligentes, micro bombas, bombas peristálticas, bombas de diafragma, descarregadores de lixo, equipamentos de massagem, bicicletas elétricas e aparelhos de barbear,

Em aplicações de caixas de velocidades, as engrenagens POM e nylon convencionais geralmente enfrentam problemas como:

• Níveis altos de ruído.

• Resistência insuficiente ao desgaste e à fadiga.

• Limitações de fragilidade (POM) ou de binário (PA12, TPEE).

• Instabilidade dimensional devido à umidade (PA46).

Soluções de engenharia da Lihua Motorintegrar materiais avançados de engrenagem que apresentem:

• Excelente resistência ao desgaste.

• Desempenho de baixo ruído.

• Alta resistência.

• Resistência à corrosão.

• Estabilidade dimensional (não afectada pela humidade).

Essas vantagens materiais melhoram significativamente a confiabilidade, redução de ruído e duração de vida dos motores de engrenagem em miniatura em várias indústrias.