Kryt mikromotoru s tloušťkou stěny 0,3 mm a uvnitř tolerance kulatosti 0,01 mm přímo snižuje nevyváženost rotoru a provozní hluk. Použitím hlubokotažené skořepiny z nerezové oceli 304 je dosaženo koaxiálnosti sedla ložiska 0,02 mm , který snižuje amplitudu vibrací o 30 % ve srovnání se standardními CNC soustruženými hliníkovými skořepinami zajišťují stabilní vzduchovou mezeru a prodlouženou životnost kartáčů u bezjádrových a krokových motorů.
Výběr materiálu pro Mikromotorové kryty
Materiál pláště řídí magnetický výkon, odvod tepla a odolnost proti korozi. Níže uvedená tabulka porovnává tři nejběžnější kovy používané v pouzdrech miniaturních motorů.
| Materiál | Hustota (g na kubický cm) | Tepelná vodivost (W na mK) | Magnetická permeabilita |
|---|---|---|---|
| Nerezová ocel 304 | 7.9 | 16 | Zanedbatelné (austenitické) |
| Hliník 6061 | 2.7 | 167 | Nemagnetické |
| Mosaz C360 | 8.5 | 116 | Nemagnetické |
Nerezová ocel 304 je preferována, když je elektromagnetické stínění a odolnost proti korozi kritické, protože její nemagnetická povaha nezkresluje pole permanentního magnetu. Hliník 6061 nabízí a 167 W na mK tepelné vodivosti , který je více než desetkrát vyšší než u nerezové oceli, což z něj dělá nejlepší volbu pro vysokoproudé dronové motory, kde musí nárůst teploty cívky zůstat pod 15 stupňů C nad okolní.
Tolerance kritických rozměrů a přesnost sedla ložiska
Plášť je primární lokátor pro ložiskový systém. Jakákoli odchylka v sedle ložiska se přímo promítá do házení hřídele a akustického hluku. Následující tolerance jsou povinné pro mikromotor běžící výše 10 000 ot./min .
- Tolerance vnitřního průměru sedla ložiska je plus 0,005 mm až plus 0,012 mm nad vnějším kroužkem ložiska, což zajišťuje lehké lisované uložení bez deformace oběžné dráhy.
- Souosost vrtání předního a zadního ložiska nepřesahuje 0,015 mm TIR . Nesoulad 0,03 mm způsobuje naklonění hřídele, což zvyšuje slyšitelný hluk 4 až 6 dB .
- Kulatost vnitřního vývrtu pláště 0,008 mm nebo lépe zachovat rovnoměrnou vzduchovou mezeru. Chyba kruhovitosti 0,025 mm vytváří zvlnění ozubeného momentu 8 % jmenovitého točivého momentu.
- Celková tolerance délky skořepiny plus mínus 0,03 mm aby se zabránilo kolísání axiálního předpětí ložisek po zalisování koncovky nebo instalaci pojistného kroužku.
Výrobní série 20 000 skořepin z nerezové oceli pomocí vícestaniční přenosové matrice udržovala Cpk na 1.67 na průměru díry ložiska, což dokazuje, že hluboké tažení může konzistentně porazit CNC soustružení ve schopnosti procesu u velkoobjemových dílů s malým průměrem.
Tepelné řízení prostřednictvím tloušťky stěny pláště
Plášť funguje jako primární chladič pro mikromotor. Snížení tloušťky stěny zlepšuje tepelnou vodivost snížením vodivého tepelného odporu. Když se kartáčovaný motor rozptýlí 2 Watty kontinuálně je pokles teploty na 0,5 mm skořepině z nerezové oceli přibližně 12 stupňů C , zatímco 0,3 mm skořepina snižuje tento pokles na 7 stupňů C , udržování vnitřní teploty vinutí pod limitem izolační třídy 130 stupňů C .
Hliníkové skořepiny o tloušťce stěny 0,4 mm a černý eloxovaný povrch vyzařuje teplo o 22 % efektivněji než holá nerezová ocel, jak bylo ověřeno infračerveným tepelným zobrazováním v ustáleném stavu. Anodová vrstva zvyšuje emisivitu povrchu přibližně od 0,2 až 0,85 , což umožní motoru běžet Chladnější o 9 stupňů C v uzavřeném krytu.
Srovnání výrobních procesů
Hluboké tažení, CNC soustružení a vstřikování kovů vytvářejí kryty mikromotorů, ale jejich přesnost a nákladové profily se výrazně liší. Níže uvedená tabulka uvádí jejich praktické limity.
| Proces | Minimální tloušťka stěny | Dosažitelná kulatost | Vhodnost ročního objemu |
|---|---|---|---|
| Přesné hluboké kreslení | 0,15 mm | 0,005 mm až 0,010 mm | Více než 50 000 jednotek |
| CNC švýcarské soustružení | 0,25 mm | 0,003 mm až 0,008 mm | Prototyp na 5000 kusů |
| Kovové vstřikování | 0,35 mm | 0,010 mm až 0,025 mm | 20 000 až 100 000 jednotek |
Hluboké tažení poskytuje nejtenčí skořepiny při nejnižších nákladech na kus, jakmile jsou progresivní nástroje amortizovány, zatímco švýcarské soustružení zůstává zásadní pro vysoce přesné prototypy nebo maloobjemové speciální motory, které vyžadují kruhovitost nižší. 0,005 mm .
Povrchové úpravy a ochrana proti korozi
Kryty mikromotorů často pracují v prostředí s vysokou vlhkostí nebo solnou mlhou. Správná povrchová úprava zabraňuje vzniku důlků a zachovává čistý estetický vzhled požadovaný u lékařských a spotřebitelských zařízení.
Elektroleštění nerezové oceli
Elektroleštěním se odstraní povrchová vrstva 0,005 mm to 0.010 mm a zanechává pasivní film oxidu chromitého. Takto ošetřená skořápka vydrží 500 hodin solné mlhy podle ASTM B117 bez červené rzi, ve srovnání s 120 hodin pro nakreslenou skořápku.
Eloxování pro hliník
Sírová anodizace typu II a 5 až 15 mikrometrů silná vrstva oxidu, která ztvrdne povrch na přibližně 300 HV . Tato vrstva také funguje jako elektrický izolátor s dielektrickým průrazným napětím výše 500 V , zabraňující zkratům, pokud se vnitřní drát vinutí dotkne pláště.
Integrace sestavy a uchycení ložisek
Poslední funkcí pláště je držet sestavu motoru pohromadě. Ložisko a koncové víko zajišťují dvě hlavní metody, z nichž každá ovlivňuje stav napjatosti pláště odlišně.
- Tepelně smršťovací armatura ohřívá skořápku na 120 stupňů C , což umožňuje ložisku zapadnout s nulovou silou. Když se plášť ochladí, stáhne se a vyvine rovnoměrné radiální stlačení 15 až 25 MPa na vnějším kroužku ložiska a zajistěte jej bez pojistného kroužku.
- Krimpování nebo válcování okraj na otevřeném konci přidržuje koncovou desku. Lisovací síla nesmí překročit mez kluzu pláště 205 MPa pro nerezovou ocel 304, jinak se plášť prohne dovnitř a přiskřípne rotor.
Nesprávné smršťování tam, kde je plášť přehřátý 200 stupňů C způsobuje, že struktura zrna mosazi nebo hliníku trvale měkne, čímž se snižuje pevnost skořepiny 18 % a vedoucí k vyřazení ložiska po 1 000 tepelných cyklů $ $ .
