Los motorreductores en miniatura constan de un motor y una caja de engranajes de reducción. El motor sirve como fuente de energía, operando a alta velocidad con un par relativamente bajo. El movimiento rotacional del motor se transmite a la caja de engranajes de reducción a través del engranaje del motor (incluidos los engranajes helicoidales) montado en el eje del motor. Por lo tanto, el eje del motor es uno de los componentes más críticos en los motorreductores en miniatura.
La elección del material del eje debe tener en cuenta los requisitos de par, la maquinabilidad, la resistencia a la corrosión y, en algunos casos, las propiedades magnéticas, dependiendo del diseño del motor. Los materiales comunes para el eje incluyen acero al carbono de alta calidad, acero inoxidable, acero aleado y acero carburizado. Los materiales más utilizados son:
Acero SAE 1141 y 1144 (equivalente al acero chino 45#):
Más comúnmente utilizado en la industria debido a su bajo costo y fácil disponibilidad.
Fácil de mecanizar.
Principal inconveniente: propenso a la oxidación, lo que requiere un recubrimiento de aceite antioxidante durante el uso.
Acero inoxidable SAE 416 (equivalente a Y1Cr13):
Menos mecanizable, no ideal para características complejas (por ejemplo, cabezas de eje roscadas).
Más caro que el acero 45#, más barato que el acero inoxidable 303.
Ampliamente utilizado debido a su resistencia a la corrosión.
Acero inoxidable SAE 420 (equivalente a 2Cr13):
Limitaciones de mecanizado similares a las del 416.
Con un precio entre el acero 45# y los aceros inoxidables 416/303.
Ofrece buena resistencia a la corrosión y se aplica ampliamente.
Acero inoxidable SAE 431:
Menos comúnmente utilizado.
Mayor contenido de cromo, adecuado para aplicaciones en contacto con alimentos.
Acero inoxidable SAE 303:
Mayor costo.
Material más blando, excelente maquinabilidad, adecuado para geometrías de eje complejas.
A medida que el engranaje del motor y el engranaje de la primera etapa en la caja de engranajes engranan, se genera par. El ajuste entre el engranaje del motor y el eje del motor impacta directamente en el rendimiento de la transmisión. Los tipos de eje comunes incluyen:
Eje liso: Adecuado para cargas ligeras y bajo par.
Eje plano / Eje tipo D: Diseñado para cargas medianas.
Eje moleteado: También adecuado para cargas medianas.
Eje chavetero: Utilizado en aplicaciones de alta carga y alto par.
Eje helicoidal: Un tipo especial utilizado para sistemas de transmisión de tornillo sin fin y engranajes.
| Eje liso | Eje plano / Eje tipo D | Eje moleteado | Eje chavetero |
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La calidad de fabricación de los ejes del motor afecta directamente la vida útil de los motorreductores en miniatura. Los requisitos clave incluyen:
Precisión dimensional: Los diámetros de los ejes se pueden controlar dentro de ±0,002 mm.
Tratamiento superficial: A menudo se aplica niquelado para la protección contra la corrosión.
Rugosidad superficial: Crítico para asegurar un ajuste adecuado del engranaje-eje y un funcionamiento suave.
Las cajas de engranajes se clasifican por potencia (alta potencia o baja potencia), y los ejes de transmisión difieren en consecuencia. Los ejes se dividen típicamente en ejes de entrada y ejes de salida.
Eje de salida:
Conecta la caja de engranajes al mecanismo accionado.
Opera a una velocidad mucho menor que el eje de entrada.
Se puede personalizar en diferentes formas: eje D, redondo, doble plano, hexagonal, pentagonal, cuadrado, etc.
Hecho de metal o plásticos de ingeniería dependiendo de la aplicación.
Eje de entrada:
Conecta el motor a la caja de engranajes.
Transmite alta velocidad con bajo par.
Un extremo encaja en la carcasa para engranar con los engranajes; el otro extremo está ranurado para el eje del motor.
Utiliza un diseño de ranura para chaveta para lograr un montaje estable y rápido.
Función y diferencias:
Ambos ejes transmiten potencia.
Eje de entrada: alta velocidad, pequeño par, diámetro más pequeño.
Eje de salida: baja velocidad, alto par, diámetro más grande.
En condiciones normales de funcionamiento, los rodamientos del motor no deben sobrecalentarse. El calentamiento excesivo puede ser el resultado de:
Daño en el rodamiento.
Lubricante contaminado (partículas extrañas).
Lubricación insuficiente.
Mala calidad del lubricante o viscosidad inadecuada.
Montaje incorrecto (rodamientos demasiado sueltos o demasiado apretados).
Desalineación durante la instalación.
El juego axial (movimiento del extremo del eje) en los motores en miniatura puede surgir de:
Ajuste incorrecto entre el núcleo del rotor y el eje.
Arandelas de empuje faltantes o dañadas.
Desalineación del centro magnético entre el estator y el rotor.
Fuerzas axiales generadas por ventiladores o hélices fijadas al eje.
Las consecuencias incluyen vibraciones anormales, ruido, fallo del rodamiento, quemado del bobinado y acortamiento de la vida útil del motor. El juego axial se puede mitigar utilizando arandelas de resorte onduladas entre los rodamientos y las tapas de los extremos.
Los motorreductores planetarios se utilizan ampliamente en dispositivos domésticos inteligentes y otras aplicaciones. Las consideraciones para la selección de rodamientos incluyen:
Tipos comunes: Rodamientos de rodillos autoalineables, rodamientos de rodillos cónicos (fila simple/doble), rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de contacto de cuatro puntos, rodamientos de bolas.
Rodamientos del eje de entrada: Requieren alta capacidad de carga debido a la alta velocidad.
Rodamientos del eje intermedio: Deben manejar fuerzas combinadas de múltiples engranajes.
Rodamientos del eje de salida: Baja velocidad, mayor par; requiere mayor capacidad de carga si está sujeto a impactos.
La fractura del eje de la caja de engranajes generalmente resulta de:
Selección incorrecta del motor-caja de engranajes:
El par nominal del motor × la relación de reducción debe permanecer por debajo del par nominal del modelo de la caja de engranajes.
No tener en cuenta el par de sobrecarga puede causar la rotura del eje.
Par de carga excesivo:
El par de funcionamiento que excede los límites de diseño de la caja de engranajes aumenta la tensión en el eje de salida, lo que lleva a la fractura.
Para aplicaciones como balancines para bebés, cunas mecedoras, dispensadores de jabón inteligentes, microbombas, bombas peristálticas, bombas de diafragma, trituradores de basura, equipos de masaje, bicicletas eléctricas y dispositivos de afeitado,
En las aplicaciones de cajas de engranajes, los engranajes convencionales de POM y nailon a menudo enfrentan problemas como:
Altos niveles de ruido.
Resistencia insuficiente al desgaste y a la fatiga.
Fragilidad (POM) o limitaciones de par (PA12, TPEE).
Inestabilidad dimensional debido a la humedad (PA46).
Soluciones de ingeniería de Lihua Motor integran materiales de engranajes avanzados que presentan:
Excelente resistencia al desgaste.
Rendimiento de bajo ruido.
Alta tenacidad.
Resistencia a la corrosión.
Estabilidad dimensional (no afectada por la humedad).
Estas ventajas de los materiales mejoran significativamente la fiabilidad, la reducción de ruido y la vida útil de los motorreductores en miniatura en múltiples industrias.
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