Analyse van motorassen in miniatuur- en kleine versnellingsmotoren

Miniatuur tandwielmotoren bestaan uit een motor en een reductietandwielkast. De motor dient als energiebron en werkt met een hoge snelheid en relatief laag koppel. De roterende beweging van de motor wordt overgebracht naar de reductietandwielkast via het motorwiel (inclusief wormwielen) dat op de motoras is gemonteerd. Daarom is de motoras een van de meest kritische componenten in miniatuur tandwielmotoren.

I. Materialen voor de Motoras

Bij de keuze van het asmateriaal moet rekening worden gehouden met koppelvereisten, bewerkbaarheid, corrosiebestendigheid en in sommige gevallen magnetische eigenschappen, afhankelijk van het motorontwerp. Veelvoorkomende asmaterialen zijn hoogwaardig koolstofstaal, roestvrij staal, gelegeerd staal en gecarboneerd staal. De meest gebruikte materialen zijn:

1. SAE 1141 & 1144 Staal (Equivalent aan Chinees 45# Staal):

   • Meest gebruikt in de industrie vanwege de lage kosten en gemakkelijke beschikbaarheid.

   • Gemakkelijk te bewerken.

   • Belangrijkste nadeel: gevoelig voor roest, vereist een anti-roestoliecoating tijdens gebruik.

2. SAE 416 Roestvrij Staal (Equivalent aan Y1Cr13):

   • Minder bewerkbaar, niet ideaal voor complexe kenmerken (bijv. schroefdraadkopeinden).

   • Duurder dan 45# staal, goedkoper dan 303 roestvrij staal.

   • Veel gebruikt vanwege de corrosiebestendigheid.

3. SAE 420 Roestvrij Staal (Equivalent aan 2Cr13):

   • Vergelijkbare bewerkingsbeperkingen als 416.

   • Geprijsd tussen 45# staal en 416/303 roestvrij staal.

   • Biedt goede corrosiebestendigheid en wordt veel toegepast.

4. SAE 431 Roestvrij Staal:

   • Minder vaak gebruikt.

   • Hoger chroomgehalte, geschikt voor toepassingen die in contact komen met voedsel.

5. SAE 303 Roestvrij Staal:

   • Hogere kosten.

   • Zachter materiaal, uitstekende bewerkbaarheid, geschikt voor complexe asgeometrieën.

II. Motorasontwerpen

Wanneer het motorwiel en het eerste tandwiel in de tandwielkast in elkaar grijpen, wordt koppel gegenereerd. De passing tussen het motorwiel en de motoras heeft direct invloed op de transmissieprestaties. Veelvoorkomende astypes zijn:

• Gladde As: Geschikt voor lichte belastingen en laag koppel.

• Vlakke As / D-type As: Ontworpen voor gemiddelde belastingen.

• Gekartelde As: Ook geschikt voor gemiddelde belastingen.

• As met spiebaan: Gebruikt in toepassingen met zware belasting en hoog koppel.

• Wormas: Een speciaal type dat wordt gebruikt voor worm- en tandwieltransmissiesystemen.

Gladde As	Vlakke As / D-type As	Gekartelde As	As met spiebaan

III. Productie-eisen voor Motorassen

De productiekwaliteit van motorassen heeft direct invloed op de levensduur van miniatuur tandwielmotoren. Belangrijkste eisen zijn:

• Dimensionale Precisie: Asdiameters kunnen worden gecontroleerd binnen ±0,002 mm.

• Oppervlaktebehandeling: Nikkelplating wordt vaak toegepast voor corrosiebescherming.

• Oppervlakteruwheid: Cruciaal om een goede passing tussen tandwiel en as en een soepele werking te garanderen.

IV. Types Tandwielkast Transmissieassen

Tandwielkasten worden geclassificeerd op vermogen (hoog vermogen of laag vermogen), en de transmissieassen verschillen dienovereenkomstig. Assen worden typisch verdeeld in ingaande assen en uitgaande assen.

1. Uitgaande As:

   • Verbindt de tandwielkast met het aangedreven mechanisme.

   • Werkt met een veel lagere snelheid dan de ingaande as.

   • Kan in verschillende vormen worden aangepast: D-as, rond, dubbel plat, zeshoekig, vijfhoekig, vierkant, enz.

   • Gemaakt van metaal of technische kunststoffen, afhankelijk van de toepassing.

2. Ingaande As:

   • Verbindt de motor met de tandwielkast.

   • Brengt hoge snelheid over met laag koppel.

   • Eén uiteinde past in de behuizing om in te grijpen met tandwielen; het andere uiteinde is voorzien van een sleuf voor de motoras.

   • Gebruikt een spiebaansontwerp om een stabiele en snelle montage te bereiken.

3. Functie & Verschillen:

   • Beide assen brengen vermogen over.

   • Ingaande as: hoge snelheid, klein koppel, kleinere diameter.

   • Uitgaande as: lage snelheid, hoog koppel, grotere diameter.
     
     

V. Oorzaken van Oververhitting van Lagers in Miniatuur Tandwielmotoren

Onder normale werking mogen motorlagers niet oververhit raken. Overmatige verhitting kan het gevolg zijn van:

1. Lagerschade.

2. Verontreinigd smeermiddel (vreemde deeltjes).

3. Onvoldoende smering.

4. Slechte smeermiddelkwaliteit of ongeschikte viscositeit.

5. Onjuiste montage (lagers te los of te strak).

6. Verkeerde uitlijning tijdens de installatie.

VI. Oorzaken van Axiale Speling in Miniatuur Motoren

Axiale speling (as-eindbeweging) in miniatuurmotoren kan ontstaan door:

1. Onjuiste passing tussen rotorkern en as.

2. Ontbrekende of beschadigde drukring(en).

3. Magnetische centrumverkeerde uitlijning tussen stator en rotor.

4. Axiale krachten gegenereerd door ventilatoren of propellers die aan de as zijn bevestigd.

Gevolgen zijn abnormale trillingen, lawaai, lagerfalen, doorgebrande wikkelingen en een verkorte levensduur van de motor. Axiale speling kan worden verminderd met behulp van golfveerschijven tussen lagers en eindkappen.

VII. Lagerkeuze in Planetaire Tandwielmotoren

Planetaire tandwielmotoren worden veel gebruikt in slimme huishoudelijke apparaten en andere toepassingen. Overwegingen bij de lagerkeuze zijn:

• Veelvoorkomende Types: Zelfinstellende rollagers, conische rollagers (enkel/dubbel rij), cilindrische rollagers, vierpuntscontactlagers, kogellagers.

• Ingaande As Lagers: Vereisen een hoge belastbaarheid vanwege de hoge snelheid.

• Tussenas Lagers: Moeten gecombineerde krachten van meerdere tandwielingrepen aankunnen.

• Uitgaande As Lagers: Lage snelheid, groter koppel; vereist een hogere belastbaarheid als deze onderhevig is aan impact.

VIII. Oorzaken van Asbreuk in Tandwielkasten

Asbreuk in tandwielkasten is doorgaans het gevolg van:

1. Onjuiste Motor-Tandwielkast Selectie:

   • Het nominale koppel van de motor × reductieverhouding moet onder het nominale koppel van het tandwielkastmodel blijven.

   • Het niet in rekening brengen van overbelastingskoppel kan asbreuk veroorzaken.

2. Overmatig Belastingskoppel:

   • Het bedrijfskoppel dat de ontwerplimieten van de tandwielkast overschrijdt, verhoogt de spanning op de uitgaande as, wat leidt tot breuk.

IX. Geavanceerde Tandwielmateriaal Oplossingen

Voor toepassingen zoals baby schommels, wiegjes, slimme zeepdispensers, micro pompen, peristaltische pompen, diafragmapompen, vuilnisverwerkers, massageapparatuur, e-bikes en scheerapparaten,

In tandwielkasttoepassingen hebben conventionele POM- en nylon tandwielen vaak problemen zoals:

• Hoge geluidsniveaus.

• Onvoldoende slijtage- en vermoeiingsweerstand.

• Broosheid (POM) of koppelbeperkingen (PA12, TPEE).

• Dimensionale instabiliteit door vocht (PA46).

Lihua Motor's technische oplossingenintegreren geavanceerde tandwielmaterialen met:

• Uitstekende slijtvastheid.

• Prestaties met weinig ruis.

• Hoge taaiheid.

• Corrosiebestendigheid.

• Dimensionale stabiliteit (niet beïnvloed door vochtigheid).

Deze materiaaleigenschappen verbeteren de betrouwbaarheid, geluidsreductie en levensduur van miniatuur tandwielmotoren in meerdere industrieën aanzienlijk.