I motori di coppia senza cornice fungono da fonte di energia di base per le moderne apparecchiature di precisione, con le loro prestazioni che determinano direttamente l'accuratezza e l'affidabilità dei dispositivi di fascia alta. A differenza dei motori incorniciati, mancano di una struttura di alloggiamento e cuscinetti, consentendo ai produttori di attrezzature di integrare il motore direttamente nei loro sistemi meccanici, risparmiando così spazio, riducendo il peso e migliorando le prestazioni complessive del sistema.
La produzione di motori di coppia senza cornice è un'arte che combina scienza dei materiali, macchinari di precisione ed elettromagnetica. Tra i processi, l'avvolgimento, l'inserimento e l'assemblaggio rotondo segmentato ci sono il nucleo del nucleo.
01 Fondamenti di motori di coppia senza cornice
La più grande differenza tra motori di coppia senza telai e motori tradizionali è che non hanno alloggi, cuscinetti o meccanismo di uscita , costituiti solo da due componenti: lo statore e il rotore.
Questo design consente l'integrazione diretta nel sistema meccanico del cliente, rendendolo particolarmente adatto per applicazioni con requisiti estremamente elevati per spazio, peso e precisione, come robot industriali, aerospace e apparecchiature mediche di precisione.
Lo statore, come parte statica del motore, contiene gli avvolgimenti e il nucleo di ferro, responsabile della generazione del campo elettromagnetico; Il rotore è la parte rotante, generalmente dotata di magneti permanenti. L'accuratezza del gap d'aria tra loro deve essere in genere controllato a livello di micrometro , il che determina direttamente le prestazioni e l'efficienza del motore.
02 Processo di avvolgimento: la nascita di bobine di precisione
L'avvolgimento è il primo processo chiave nella produzione di motori di coppia senza cornice, con l'obiettivo di filo di rame eolico nella forma della bobina specificata in base ai requisiti di progettazione.
Selezione e preparazione del materiale
L'avvolgimento in genere utilizza filo smaltato di rame senza ossigeno ad alta purezza (purezza ≥ 99,95%), il cui isolamento superficiale può essere realizzato con materiali come la poliimmide. Per applicazioni ad alta potenza, potrebbe essere scelto il filo rettangolare di rame per migliorare il fattore di riempimento dello slot e le prestazioni di dissipazione del calore.
Processo di avvolgimento e controllo
Il processo di avvolgimento deve essere eseguito su una macchina di avvolgimento dedicata , dotata di sistemi e contatori di controllo di tensione precisi. Durante il funzionamento, l'estremità iniziale del filo viene lasciata per la prima volta con una lunghezza appropriata e fissata. La macchina di avvolgimento viene quindi avviata, causando la disposizione del filo in modo ordinato e stretto da sinistra a destra nella fessura senza attraversare.
Il controllo di precisione è cruciale: il numero di turni di bobina deve soddisfare i requisiti di progettazione con tolleranza minima; La disposizione del filo deve essere stretta e piatta, evitando croci o sovrapposizioni; La tensione deve essere uniforme per prevenire danni all'isolamento.
Sfide e innovazioni del processo
L'avvolgimento è particolarmente impegnativo per i piccoli statori di motori di coppia senza cornice. Negli ultimi anni apparecchi di inserimento universali . sono emersi Attraverso il deflettore regolabile e i progetti di piastre di morsetto, possono adattarsi alle esigenze di inserimento di diversi modelli motori, migliorando notevolmente l'efficienza della produzione e l'utilizzo di stampo.
03 Processo di inserzione: l'arte di posizionare le bobine nel nucleo di ferro
L'inserimento è il processo di incorporare le bobine della ferita nelle fessure del nucleo di ferro dello statore. Questo è un'attività estremamente delicata che richiede abilità superbe ed esperienza estesa.
Preparazione prima dell'inserimento
Vari strumenti devono essere preparati prima dell'inserimento: pressione di piastre, fodere di slot, forbici curve, aghi di inserzione, mazze, strisce di bambù, ecc. Contemporaneamente, l'isolamento di slot deve essere posizionato piegando la carta isolante in una forma 'U ' e inserendolo nella fessura per fornire protezione dall'isolamento per le borse.
Tecniche e competenze di inserzione
Le operazioni di inserzione richiedono una serie di tecniche precise:
1. Pinching piatto : usa entrambe le mani per pizzicare e comprimere le parti angolari dritte della bobina, riducendo la sua larghezza in modo che possa entrare nel foro dello statore senza toccare il nucleo di ferro.
2. Twisting : ruota entrambi i lati della bobina nella stessa direzione, causando la rotazione dei fili da un lato.
3. Pettinatura : pizzica il bordo dritto inferiore vicino all'angolo e fai scorrere verso il basso per pettinarlo, rendendolo una forma a fila piatta.
Durante l'inserimento, la parte posteriore del bordo efficace pizzicato deve essere inclinata verso l'apertura della fessura sulla faccia dell'estremità del nucleo di ferro. Raggiungi l'altra estremità dello statore per ricevere la bobina e utilizzare entrambe le mani in modo cooperativo per premere il bordo effettivo nell'apertura della fessura.
Controllo della qualità e trattamento isolante
Dopo aver inserito i fili, viene utilizzata una fodera di slot per pettinare i fili dritti in una direzione all'interno dello slot. Quindi, viene utilizzata una piastra pressante per appiattire i fili nella fessura e vengono inserite strisce di chiusura e zeppe.
Per i piccoli statori di motori di coppia senza cornice , è difficile controllare la stabilità durante l'inserimento. Nuovi apparecchi di inserzione universali utilizzano un design regolabile con deflettori scorrevoli e piastre per morsetti speciali, proteggendo efficacemente gli stato di dimensioni diverse e garantendo la stabilità durante il processo di inserimento.
04 Processo di assemblaggio rotondo segmentato: la chiave per garantire la precisione
Gli statori segmentati sono una struttura comune nei motori della coppia senza telai, in cui l'intero statore è diviso in diversi segmenti, ferita separatamente e quindi assemblati in un cerchio completo. Questo design può migliorare il fattore di riempimento dello slot, abbreviare le curve della bobina e beneficiare notevolmente le prestazioni elettromagnetiche del motore.
Sfide nell'assemblea rotonda
La più grande sfida quando si assembla gli statori segmentati in un cerchio completo è garantire la tolleranza alla rotondità del diametro interno dello statore . Se la forza sui segmenti è irregolare, può portare a una grande tolleranza alla rotondità nel cerchio interno dello statore, causando successivamente il gap dell'aria motoria irregolare, aumentando la coppia di invasatura e la ondulazione della coppia e persino generando problemi come la trazione magnetica unilaterale.
Metodi di assemblaggio rotondo innovativi
Per risolvere questo problema, i processi di assemblaggio rotondo avanzato impiegano vari metodi innovativi:
Riducia termica con metodo di dispositivo : la superficie dell'arco interno di ciascun segmento del nucleo di ferro dello statore è strettamente adattata alla superficie cilindrica esterna dell'apparecchiatura di assemblaggio. Dopo essere stato strettamente fissato con un dispositivo di cerchio esterno, l'alloggiamento del motore, riscaldato a 220 ° C-240 ° C, viene ridotto termicamente sulla superficie cilindrica esterna del nucleo di ferro dello statore segmentato. Dopo che l'alloggiamento si raffredda, il dispositivo viene rimosso. Questo metodo può controllare la tolleranza alla rotondità del cerchio interno dello statore fino a 0,05 mm , un miglioramento dei gradi di tolleranza 3-4 rispetto ai metodi tradizionali.
Metodo di assemblaggio rotondo elettromagnetico : questo è un metodo più recente in cui tutti i nuclei di ferro dello statore segmentato con bobine ferite sono posizionati verticalmente nella base di un dispositivo di montaggio, con tasti di posizionamento inseriti per il posizionamento radiale. Viene quindi inserita una piastra di pressione dello statore tra la base e il foro interno dei nuclei di ferro dello statore e fissata con bulloni.
Successivamente, gli avvolgimenti della bobina su ciascun nucleo di ferro dello statore segmentato sono collegati a un alimentatore CC, dando ogni magnetismo del segmento dello statore, che li fa risucchiare a stretto contatto con la piastra di pressione dello statore magnetico. Segue la saldatura o la restringimento termico dell'alloggiamento. Questo metodo garantisce l'accuratezza del gruppo rotondo attraverso la forza magnetica e l'entità della forza può essere controllata regolando la corrente.
Attrezzatura di montaggio rotondo automatizzato
I meccanismi di assemblaggio rotondo automatizzati possono completare il gruppo rotondo di più stato di bobina utilizzando un solo motore rotante per guidare un giradischi. Il bordo del giradischi ha slot obliquo incrociato con il raggio del giradischi. Attraverso un cursore a forma di U e un meccanismo a rullo, il movimento rotante viene convertito in movimento lineare, spingendo i segmenti dello statore verso il centro per raccogliere.
Il vantaggio di questo meccanismo è che un'unità di azionamento può completare il movimento sincrono di più segmenti , riducendo notevolmente i rifiuti delle risorse e i costi di produzione. Controllando l'ampiezza di rotazione del giradischi, la dimensione del gruppo può anche essere regolata per soddisfare le esigenze di montaggio rotondo di diverse specifiche dello statore.
05 Ispezione di qualità: la ricerca dell'eccellenza
Nel processo di produzione dei motori di coppia senza telai, l'ispezione di qualità è in corso, garantendo che ogni passo soddisfi i requisiti di progettazione.
Dopo l'avvolgimento, è necessario verificare il numero di curve di bobina e la resistenza a CC per assicurarsi che rispettino il design. Durante l'inserimento, è necessario verificare costantemente se i fili negli slot sono ordinati e paralleli e se l'isolamento si è spostato. Dopo l'assemblaggio rotondo, la tolleranza alla rotondità del cerchio interno dello statore deve essere ispezionata per garantire che rientri nell'intervallo consentito.
Per le parti saldate, la qualità dei giunti di saldatura deve essere verificata per garantire un buon contatto e una resistenza meccanica sufficiente. Le prestazioni dell'isolamento devono essere verificate attraverso i test di tensione per garantire alcun rischio di cortocircuito o perdite.
06 Tendenze di sviluppo future
La tecnologia di produzione per i motori di coppia senza telai è ancora in continua sviluppo e innovazione. Le tendenze future includono principalmente:
Automazione e intelligenza : con lo sviluppo della robotica industriale e della tecnologia di controllo intelligente, il processo di produzione dei motori di coppia senza cornice si sta muovendo verso automazione e intelligenza complete per migliorare la precisione ed efficienza.
Applicazione di nuovi materiali : l'uso di nuovi materiali isolanti, materiali magnetici e materiali conduttivi migliorerà ulteriormente le prestazioni e l'affidabilità del motore.
Innovazione del processo : nuovi processi stanno emergendo costantemente, come la saldatura laser, l'impregnazione della pressione del vuoto (VPI), ecc., Migliorando continuamente il grado di qualità dei motori.
Modularizzazione e standardizzazione : attraverso la progettazione modulare e standardizzata, i costi di produzione sono ridotti, l'applicabilità del prodotto è migliorata, consentendo l'applicazione di motori di coppia senza telai in campi più ampi.
Con i processi di avanzamento, i motori della coppia senza cornice raggiungeranno una maggiore densità di potenza, dimensioni minori e una maggiore precisione. L'accuratezza del gruppo rotondo degli statori segmentati raggiungerà il livello del micrometro e i processi di avvolgimento e inserimento saranno completamente completati da apparecchiature automatizzate.
Il processo di produzione dei motori di coppia senza cornice è un microcosmo di produzione di precisione, in cui ogni collegamento incarna la saggezza e l'artigianato degli ingegneri.
