Kryt mikromotora s hrúbkou steny 0,3 mm a tolerancia zaoblenia v rámci 0,01 mm priamo znižuje nevyváženosť rotora a prevádzkový hluk. Použitím hlboko ťahanej škrupiny z nehrdzavejúcej ocele 304 sa dosiahne súososť ložiska 0,02 mm , ktorý znižuje amplitúdu vibrácií o 30 % v porovnaní so štandardnými CNC sústruženými hliníkovými plášťami zaisťuje stabilnú vzduchovú medzeru a predĺženú životnosť kief v bezjadrových a krokových motoroch.
Výber materiálu pre Kryty mikromotorov
Materiál plášťa riadi magnetický výkon, odvod tepla a odolnosť proti korózii. Nižšie uvedená tabuľka porovnáva tri najbežnejšie kovy používané v krytoch miniatúrnych motorov.
| Materiál | Hustota (g na kubický cm) | Tepelná vodivosť (W na mK) | Magnetická priepustnosť |
|---|---|---|---|
| Nerezová oceľ 304 | 7.9 | 16 | Zanedbateľné (austenitické) |
| Hliník 6061 | 2.7 | 167 | Nemagnetické |
| Mosadz C360 | 8.5 | 116 | Nemagnetické |
Nehrdzavejúca oceľ 304 je preferovaná, keď je elektromagnetické tienenie a odolnosť proti korózii kritické, pretože jej nemagnetická povaha neskresľuje pole permanentného magnetu. Hliník 6061 ponúka a 167 W na mK tepelnej vodivosti , ktorá je viac ako desaťkrát vyššia ako v prípade nehrdzavejúcej ocele, čo z nej robí najlepšiu voľbu pre vysokoprúdové dronové motory, kde musí nárast teploty cievky zostať pod 15 stupňov C nad okolitým prostredím.
Tolerancie kritických rozmerov a presnosť sedla ložiska
Plášť je primárnym lokátorom pre nosný systém. Akákoľvek odchýlka v sedle ložiska sa priamo premieta do hádzania hriadeľa a akustického hluku. Nasledujúce tolerancie sú povinné pre mikromotor bežiaci vyššie 10 000 otáčok za minútu .
- Tolerancia vnútorného priemeru sedla ložiska plus 0,005 mm až plus 0,012 mm nad vonkajším krúžkom ložiska, čo zaisťuje ľahké lisované uloženie bez deformácie obežnej dráhy.
- Koaxiálnosť vývrtov predného a zadného ložiska nepresahuje 0,015 mm TIR . Nesúlad 0,03 mm spôsobuje naklonenie hriadeľa, čo zvyšuje počuteľný hluk 4 až 6 dB .
- Oblosť vnútorného vývrtu plášťa 0,008 mm alebo lepšie zachovať rovnomernú vzduchovú medzeru. Chyba kruhovitosti 0,025 mm spôsobuje zvlnenie krútiaceho momentu 8% menovitého krútiaceho momentu.
- Celková tolerancia dĺžky plášťa plus mínus 0,03 mm aby sa zabránilo kolísaniu axiálneho predpätia na ložiskách po zalisovaní koncového uzáveru alebo inštalácii poistného krúžku.
Výrobná séria 20 000 škrupín z nehrdzavejúcej ocele s použitím prenosovej matrice s viacerými stanicami udržiavala Cpk 1.67 na priemere vyvŕtaného otvoru ložiska, čo dokazuje, že hlboké ťahanie môže konzistentne poraziť CNC sústruženie v procesnej spôsobilosti pre veľkoobjemové diely s malým priemerom.
Tepelný manažment prostredníctvom hrúbky steny plášťa
Plášť funguje ako primárny chladič pre mikromotor. Zníženie hrúbky steny zlepšuje tepelnú vodivosť znížením vodivého tepelného odporu. Keď sa vyčistený motor rozptýli 2 watty kontinuálne je pokles teploty na 0,5 mm škrupine z nehrdzavejúcej ocele približne 12 stupňov C , zatiaľ čo 0,3 mm škrupina znižuje tento pokles na 7 stupňov C , udržiavanie vnútornej teploty vinutia pod limitom triedy izolácie 130 stupňov C .
Hliníkové plášte s hrúbkou steny 0,4 mm a čierny eloxovaný povrch vyžaruje teplo o 22 % efektívnejšie než holá nehrdzavejúca oceľ, čo bolo overené infračerveným tepelným zobrazovaním v ustálenom stave. Anódová vrstva zvyšuje emisivitu povrchu približne od 0,2 až 0,85 , čo umožňuje chod motora o 9 stupňov C chladnejšie v uzavretom kryte.
Porovnanie výrobného procesu
Hlboké ťahanie, CNC sústruženie a vstrekovanie kovov vytvárajú kryty mikromotorov, ale ich presnosť a nákladové profily sa výrazne líšia. V tabuľke nižšie sú uvedené ich praktické limity.
| Proces | Minimálna hrúbka steny | Dosiahnuteľná kruhovitosť | Vhodnosť ročného objemu |
|---|---|---|---|
| Presné hlboké kreslenie | 0,15 mm | 0,005 mm až 0,010 mm | Viac ako 50 000 jednotiek |
| CNC švajčiarske sústruženie | 0,25 mm | 0,003 mm až 0,008 mm | Prototyp do 5000 kusov |
| Kovové vstrekovanie | 0,35 mm | 0,010 mm až 0,025 mm | 20 000 až 100 000 jednotiek |
Hlboké ťahanie poskytuje najtenšie škrupiny pri najnižších nákladoch na kus po amortizácii progresívnych nástrojov, zatiaľ čo švajčiarske sústruženie zostáva nevyhnutné pre vysoko presné prototypy alebo nízkoobjemové špeciálne motory, ktoré vyžadujú kruhovitosť pod úrovňou 0,005 mm .
Povrchové úpravy a ochrana proti korózii
Kryty mikromotorov často pracujú v prostredí s vysokou vlhkosťou alebo v prostredí so soľným postrekom. Správna povrchová úprava zabraňuje tvorbe jamiek a zachováva čistý estetický vzhľad, ktorý vyžadujú lekárske a spotrebiteľské zariadenia.
Elektroleštenie nehrdzavejúcej ocele
Elektroleštenie odstraňuje povrchovú vrstvu z 0,005 mm to 0.010 mm a zanecháva pasívny film oxidu chrómu. Takto ošetrená škrupina vydrží 500 hodín soľného postreku podľa ASTM B117 bez červenej hrdze v porovnaní s 120 hodín pre nakreslenú škrupinu.
Eloxovanie pre hliník
Sírová anodizácia typu II a 5 až 15 mikrometrov hrubá vrstva oxidu, ktorá stvrdne povrch na približne 300 HV . Táto vrstva tiež pôsobí ako elektrický izolátor s dielektrickým prierazným napätím vyššie 500 V , ktorá zabraňuje skratom, ak sa vnútorný drôt vinutia dotkne plášťa.
Integrácia zostavy a uchytenie ložísk
Konečnou funkciou plášťa je držať motorovú zostavu pohromade. Ložisko a koncový uzáver zabezpečujú dve hlavné metódy, pričom každá z nich ovplyvňuje stav napätia plášťa inak.
- Tepelne zmršťovacia armatúra ohrieva škrupinu na 120 stupňov C , čo umožňuje ložisku spadnúť s nulovou silou. Keď sa škrupina ochladzuje, sťahuje sa a vyvíja rovnomerné radiálne stlačenie 15 až 25 MPa na vonkajšom krúžku ložiska a zaistite ho bez poistného krúžku.
- Krimpovanie alebo valcovanie okraj na otvorenom konci drží koncovú dosku. Krimpovacia sila nesmie presiahnuť medzu klzu plášťa 205 MPa v prípade nehrdzavejúcej ocele 304, inak sa plášť prehne dovnútra a pritlačí rotor.
Nesprávna zmršťovacia montáž tam, kde je škrupina prehriata 200 stupňov C spôsobuje, že štruktúra zŕn mosadze alebo hliníka natrvalo zmäkne, čím sa zníži pevnosť škrupiny 18 % a vedie k odchodu ložísk po 1 000 tepelných cyklov $ $ .
