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Metodi di giunzione per mini motori

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Metodi di giunzione per aggiungere elementi di accoppiamento ai motori miniaturizzati

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Metodi di giunzione per aggiungere elementi di accoppiamento ai motori miniaturizzati

I motori miniaturizzati svolgono un ruolo essenziale in molte applicazioni, come gli strumenti chirurgici portatili e i meccanismi miniaturizzati di piccole macchine. La trasmissione di potenza dal motore al carico richiede l'uso frequente di piccoli pignoni, giunti e altri componenti che devono essere uniti all'albero di uscita del motore. Questo blog illustra i metodi di giunzione più comuni utilizzati dai clienti nelle loro soluzioni di motori e riduttori in miniatura.

L'unione di dispositivi ad alberi con diametri da 0,8 mm a 8 mm può essere impegnativa a causa del loro piccolo diametro e della minima superficie di presa. Quando gli elementi vengono uniti all'albero di uscita, è necessario prestare attenzione per evitare di danneggiare i cuscinetti e gli avvolgimenti del motore che influiscono sulle prestazioni del sistema. Il parametro chiave da considerare è la quantità di coppia che il giunto subirà nell'applicazione. La prassi migliore è quella di progettare il giunto in base al fattore di sicurezza desiderato rispetto alla coppia nominale di stallo del motore.

Metodi di giunzione, vantaggi e limiti

Giunti permanenti

Questo tipo di giunzione è tipicamente utilizzato in un assemblaggio finale in cui il dispositivo unito non è destinato a essere rimosso. I metodi di giunzione permanente includono l'accoppiamento a pressione, la saldatura laser, la saldatura a resistenza, l'incollaggio e la connessione filettata.

L'accoppiamento a pressione è un metodo comune in cui la parte unita è progettata in modo che la tolleranza della dimensione del foro interno sia leggermente inferiore al diametro dell'albero di uscita del motore, creando così un accoppiamento per interferenza. I vantaggi di questo tipo di accoppiamento sono la semplicità di produzione e la disponibilità di calcoli analitici della resistenza del giunto per gli alberi rotondi. La forza di pressatura non deve superare quella raccomandata dal produttore per la parte da unire. Il processo di produzione standard durante l'operazione di pressatura consiste nel sostenere l'albero del motore per evitare di danneggiare i cuscinetti del motore o altri componenti del dispositivo. Poiché sull'albero e sull'accoppiatore si generano sollecitazioni circonferenziali, è necessario verificare la resistenza del dispositivo unito e dell'albero del motore.

Nelle soluzioni di movimento in miniatura si utilizzano comunemente due tipi di giunti saldati (a laser e a resistenza). La saldatura laser può essere utilizzata per creare giunti tra la parte di giunzione e l'albero motore. Il laser fornisce una fonte di calore concentrato per fondere e fondere rapidamente i materiali in un giunto forte e preciso. In genere, questo metodo è necessario per ottimizzare i parametri di saldatura in modo da ottenere la qualità e le prestazioni desiderate del giunto. La mancanza di accesso a una saldatrice laser e l'incompatibilità dei materiali delle parti da unire per la saldatura laser possono essere fattori limitanti di questo metodo.

La saldatura a resistenza crea un giunto di saldatura tra la parte di giunzione e l'albero motore con una corrente elettrica che attraversa i materiali di giunzione. Questa corrente genera calore all'interfaccia per creare la saldatura. I limiti di questo metodo sono la potenziale mancanza di accesso all'impianto di saldatura a resistenza e l'incompatibilità dei materiali delle parti di giunzione per la saldatura a resistenza.

L'incollaggio utilizza un adesivo adatto per incollare la parte di giunzione all'albero del motore con un collegamento forte e duraturo. La preparazione della superficie, come la pulizia e l'irruvidimento delle superfici di accoppiamento, è importante per garantire un'adesione ottimale. L'adesivo scelto deve essere compatibile con i materiali coinvolti, con le dimensioni del giunto e con i requisiti specifici dell'applicazione. È inoltre importante selezionare gli adesivi in base a fattori quali la resistenza alla temperatura, la compatibilità chimica e la resistenza meccanica. L'incollaggio è il metodo più comune per collegare l'albero metallico a un componente polimerico. Per una trasmissione affidabile della potenza per tutta la durata desiderata del dispositivo, è consigliabile che l'albero del motore e l'elemento di trasmissione in polimero siano dotati di una funzione di guida positiva.

È possibile utilizzare una connessione filettata se la parte di unione ha un foro filettato interno che corrisponde alla filettatura esterna dell'albero del motore, che consente di filettare la parte sull'albero. Il design dell'albero standard di un motore miniaturizzato è normalmente di diametro cilindrico o cilindrico con un foro piatto o una cava per la chiave, pertanto la necessità di un albero filettato richiede una personalizzazione.

Giunti non permanenti

Questi giunti sono utilizzati per un assemblaggio temporaneo o in applicazioni in cui può essere necessario separare le parti unite per la manutenzione o per altri scopi. I metodi di giunzione non permanenti includono chiave/chiave, giunti divisi/flessibili e viti di fermo.

Il metodo a chiavetta prevede la lavorazione di una cava per chiavetta sia nell'albero del motore che nella parte di giunzione. Una chiave, in genere un pezzo di metallo rettangolare, viene inserita nella cava per la trasmissione della coppia tra l'albero motore e la parte di giunzione. Questo metodo è limitato a diametri dell'albero superiori a ~4 mm a causa delle considerazioni sulla resistenza dei componenti e della disponibilità di una chiave di dimensioni standard. Il bloccaggio assiale è realizzato con altri mezzi.

Nel metodo di accoppiamento flessibile/diviso, il foro di accoppiamento circonda l'albero del motore a un'estremità e l'albero condotto del componente di giunzione all'altra estremità. Il giunto è dotato di un meccanismo di serraggio, spesso sotto forma di viti, che, una volta serrato, blocca saldamente il giunto attorno a entrambi gli alberi per stabilire la giunzione tra l'albero motore e quello condotto. Questo giunto è solitamente flessibile per tenere conto di piccoli disallineamenti degli assi degli alberi.

Le viti di fermo sono piccole viti che si stringono contro la superficie piana dell'albero motore, creando una forza di serraggio localizzata per fissare la parte di giunzione in posizione. Le viti di fermo hanno in genere un foro filettato sulla parte di giunzione in cui la vite viene serrata. Le viti di fermo sono generalmente impiegate per carichi leggeri e sono generalmente utilizzate in coppia.

La scelta del metodo di giunzione dipende dai requisiti specifici del progetto, dal livello desiderato di resistenza e affidabilità del giunto, dalla facilità di montaggio e smontaggio e dalla compatibilità del motore miniaturizzato con il componente di giunzione. Gli utenti devono considerare le esigenze specifiche dell'applicazione per determinare il metodo di giunzione più adatto. È possibile utilizzare una combinazione di metodi di giunzione per ottenere una resistenza specifica nell'applicazione. Ad esempio, il montaggio a pressione su un albero zigrinato o la combinazione di montaggio a pressione e incollaggio per ottenere una maggiore resistenza del giunto.

In qualità di fornitore di soluzioni per il movimento in miniatura, Portescap offre una guida alla progettazione di giunti specifici per i requisiti dell'applicazione o può fornire una soluzione completa con il componente di giunzione fissato sull'albero del motore. Contattate i nostri esperti per discutere i vostri requisiti applicativi specifici.