Frameloze koppelmotoren dienen als de kernkrachtbron voor moderne precisieapparatuur, waarbij hun prestaties direct de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van hoogwaardige apparaten bepalen. In tegenstelling tot ingelijste motoren, missen ze een huisvestings- en lagerstructuur, waardoor fabrikanten van apparatuur de motor rechtstreeks in hun mechanische systemen kunnen integreren, waardoor ruimte wordt bespaard, het gewicht verminderen en de algehele systeemprestaties verbeteren.
De productie van frameloze koppelmotoren is een kunst die materiaalwetenschap, precisiemachines en elektromagnetica combineert. Onder de processen, wikkeling, insertie en gesegmenteerde ronde assemblage zijn de kern van de kern.
01 Fundamentals of Frameless Torque Motors
Het grootste verschil tussen frameloze koppelmotoren en traditionele motoren is dat ze geen huisvesting, lagers of outputmechanisme hebben , die alleen uit twee componenten bestaan: de stator en de rotor.
Dit ontwerp zorgt voor directe integratie in het mechanische systeem van de klant, waardoor het bijzonder geschikt is voor toepassingen met extreem hoge vereisten voor ruimte, gewicht en precisie, zoals industriële robots, ruimtevaart en precisie medische apparatuur.
De stator, als het statische deel van de motor, bevat de wikkelingen en ijzeren kern, verantwoordelijk voor het genereren van het elektromagnetische veld; De rotor is het roterende onderdeel, meestal uitgerust met permanente magneten. De nauwkeurigheid van de luchtspleet daartussen moet meestal worden geregeld op het niveau van de micrometer , wat direct de prestaties en efficiëntie van de motor bepaalt.
02 Wikkelproces: de geboorte van precisiespoelen
Wikkeling is het eerste belangrijke proces in de productie van frameloze koppelmotor, gericht op het winden van koperdraad in de gespecificeerde spoelvorm volgens de ontwerpvereisten.
Materiaalselectie en voorbereiding
Wikkeling maakt typisch gebruik van zuivere zuurstofvrije koper geëmailleerde draad (zuiverheid ≥ 99,95%), waarvan de oppervlakteisolatie kan worden gemaakt van materialen zoals polyimide. Voor krachtige toepassingen kan rechthoekige koperdraad worden gekozen om de slotvulfactor en de prestaties van de warmtedissipatie te verbeteren.
Wikkelproces en controle
Het wikkelingsproces moet worden uitgevoerd op een speciale wikkelmachine , uitgerust met precieze spanningscontrolesystemen en tellers. Tijdens de werking wordt het starteinde van de draad eerst met een geschikte lengte gelaten en beveiligd. De kronkelende machine wordt vervolgens gestart, waardoor de draad netjes en strak van links naar rechts in de gleuf wordt gerangschikt zonder te kruisen.
Precisiebesturing is cruciaal: het aantal spoelbeurten moet voldoen aan de ontwerpvereisten met minimale tolerantie; De draadopstelling moet strak en plat zijn en kruisen of overlappingen vermijden; De spanning moet uniform zijn om schade aan de isolatie te voorkomen.
Procesuitdagingen en innovaties
Wikkeling is bijzonder uitdagend voor de kleine stators van frameloze koppelmotoren. In de afgelopen jaren zijn universele insertie -armaturen naar voren gekomen. Door verstelbare schot- en klemplaatontwerpen kunnen ze zich aanpassen aan de invoegbehoeften van verschillende motormodellen, waardoor de productie -efficiëntie en het gebruik van schimmels aanzienlijk worden verbeterd.
03 Invoegproces: de kunst van het plaatsen van spoelen in de ijzeren kern
Invoegen is het proces van het inbedden van de wondspoelen in de slots van de statorijzeren kern. Dit is een uiterst delicate taak die uitstekende vaardigheden en uitgebreide ervaring vereist.
Voorbereiding vóór het inbrengen
Verschillende tools moeten worden opgesteld vóór het invoegen: dringende platen, slot voeringen, gebogen schaar, insertie -naalden, hamers, bamboe strips, enz. Tegelijkertijd moet slot isolatie worden geplaatst door isolatiepapier te vouwen in een 'u ' vorm en invoegen in het slot om isolatiebescherming voor de spoelen te bieden.
Invoegtechnieken en vaardigheden
Invoegwerkzaamheden vereisen een reeks precieze technieken:
1. Vlat knijpen : gebruik beide handen om de rechte hoekdelen van de spoel te knijpen en te comprimeren, waardoor de breedte wordt verminderd zodat deze de statorboring kan binnenkomen zonder de ijzeren kern aan te raken.
2. Twisting : draai beide zijden van de spoel in dezelfde richting, waardoor de draden naar één kant draaien.
3. Kammen : knijp de onderste rechte rand bij de hoek plat en schuif hem naar beneden om het te kammen, waardoor het een vlakke rijvorm vormt.
Tijdens het inbrengen moet de achterste uiteinde van de beknelde effectieve rand worden gekanteld naar de slotopening op het uiteinde van de ijzeren kern. Bereik vanaf het andere uiteinde van de stator om de spoel te ontvangen en gebruik beide handen samen om de effectieve rand in de slotopening te drukken.
Kwaliteitscontrole en isolatiebehandeling
Nadat de draden zijn ingebracht, wordt een slotvoering gebruikt om de draden recht in één richting in de sleuf te kammen. Vervolgens wordt een dringende plaat gebruikt om de draden in de sleuf af te vlakken en worden sleufafsluitingsstroken en wiggen ingevoegd.
Voor de kleine statoren van frameloze koppelmotoren is het moeilijk om de stabiliteit tijdens het inbrengen te beheersen. Nieuwe universele invoegarmaturen gebruiken een verstelbaar ontwerp met schuifbaffels en speciale klemplaten, waardoor statoren van verschillende grootte effectief worden beveiligd en stabiliteit tijdens het invoegproces wordt gewaarborgd.
04 Gesegmenteerd ronde assemblageproces: de sleutel om precisie te waarborgen
Gesegmenteerde stators zijn een veel voorkomende structuur in frameloze koppelmotoren, waarbij de hele stator in verschillende segmenten is verdeeld, afzonderlijk gewond en vervolgens wordt geassembleerd in een complete cirkel. Dit ontwerp kan de slotvulfactor verbeteren, de spoeluiteinde beurten verkorten en de elektromagnetische prestaties van de motor ten goede komen.
Uitdagingen in ronde montage
De grootste uitdaging bij het samenstellen van gesegmenteerde statoren in een complete cirkel is het waarborgen van de rondheidstolerantie van de binnendiameter van de stator . Als de kracht op de segmenten ongelijk is, kan dit leiden tot een grote rondheidstolerantie in de binnenste cirkel van de stator, die vervolgens een ongelijke motorische luchtspleet veroorzaakt, het coggingkoppel en het koppelrimpel verhogen en zelfs problemen genereren zoals eenzijdige magnetische pull.
Innovatieve ronde assemblagemethoden
Om dit probleem op te lossen, gebruiken geavanceerde ronde assemblageprocessen verschillende innovatieve methoden:
Thermische krimpen met armatuurmethode : het binnenste boogoppervlak van elk statorijzeren kernsegment is nauw aangepast aan het buitenste cilindrische oppervlak van het assemblagebouw. Nadat ze strak zijn bevestigd met een buitenste hoepelarmatuur, wordt de motorbehuizing, verwarmd tot 220 ° C-240 ° C, thermisch gekrompen op het buitenste cilindrische oppervlak van de segmenteerde stator-ijzerkern. Nadat de behuizing is afgekoeld, wordt het armatuur verwijderd. Deze methode kan de rondheidstolerantie van de binnenste cirkel van de stator regelen tot binnen 0,05 mm , een verbetering van 3-4 tolerantiegraden in vergelijking met traditionele methoden.
Elektromagnetische ronde -assemblagemethode : dit is een nieuwere methode waarbij alle gesegmenteerde stator -ijzeren kernen met wondspoelen verticaal in de basis van een assemblagefunctie worden geplaatst, met positioneringstoetsen die zijn ingevoegd voor radiale positionering. Een statordrukplaat wordt vervolgens ingebracht tussen de basis en de binnenste boring van de statorijzeren kernen en gefixeerd met bouten.
Vervolgens zijn de spoelwikkelingen op elke gesegmenteerde statorijzeren kern verbonden met een DC -voeding, waardoor elk statorsegmentmagnetisme wordt gegeven, waardoor ze strak worden gezogen met de magnetische statordrukplaat. Lassen of thermisch krimpen van de behuizing volgt vervolgens. Deze methode zorgt voor de nauwkeurigheid van de ronde assemblages door magnetische kracht en de grootte van de kracht kan worden geregeld door de stroom aan te passen.
Geautomatiseerde ronde montageapparatuur
Geautomatiseerde ronde assemblagemechanismen kunnen de ronde assemblage van meerdere spoelstatoren voltooien met slechts één roterende motor om een draaitafel aan te sturen. De rand van de draaitafel heeft schuine slots set kruising met de straal van de draaitafel. Door een U-vormige schuifregelaar en rolmechanisme wordt de roterende beweging omgezet in lineaire beweging en duwt de statorsegmenten naar het midden om te verzamelen.
Het voordeel van dit mechanisme is dat één aandrijfeenheid de synchrone beweging van meerdere segmenten kan voltooien , waardoor het afval van hulpbronnen en de productiekosten aanzienlijk wordt verlaagd. Door de rotatieamplitude van de draaitafel te regelen, kan de montagegrootte ook worden aangepast om tegemoet te komen aan de ronde assemblagebehoeften van verschillende statorspecificaties.
05 Kwaliteitsinspectie: het streven naar uitmuntendheid
In het productieproces van frameloze koppelmotoren loopt kwaliteitsinspectie overal, zodat elke stap voldoet aan de ontwerpvereisten.
Na het wikkelen is het noodzakelijk om het aantal spoelbeurten en de DC -weerstand te controleren om ervoor te zorgen dat ze aan het ontwerp voldoen. Tijdens het inbrengen is het noodzakelijk om constant te controleren of de draden in de slots netjes en parallel zijn, en of de isolatie is verschoven. Na ronde montage moet de rondheidstolerantie van de binnenste cirkel van de stator worden geïnspecteerd om ervoor te zorgen dat deze zich binnen het toegestane bereik bevindt.
Voor gelaste onderdelen moet de kwaliteit van de soldeerverbindingen worden gecontroleerd om goed contact en voldoende mechanische sterkte te garanderen. Isolatieprestaties moeten worden geverifieerd door bestand tegen spanningstests om geen risico op kortsluiting of lekkage te garanderen.
06 Trends van toekomstige ontwikkeling
De productietechnologie voor frameloze koppelmotoren ontwikkelt zich nog steeds continu en innoveert. Toekomstige trends omvatten voornamelijk:
Automatisering en intelligentie : met de ontwikkeling van industriële robotica en intelligente controletechnologie, is het productieproces van frameloze koppelmotoren op weg naar uitgebreide automatisering en intelligentie om de precisie en efficiëntie te verbeteren.
Toepassing van nieuwe materialen : het gebruik van nieuwe isolatiematerialen, magnetische materialen en geleidende materialen zal de motorprestaties en betrouwbaarheid verder verbeteren.
Procesinnovatie : nieuwe processen komen constant op, zoals laserslassen, vacuümdruk Impregnation (VPI), enz., Verbetering van de kwaliteitsgraad van motoren.
Modularisatie en standaardisatie : door modulair en gestandaardiseerd ontwerp worden de productiekosten verlaagd, worden de toepassing van productverbeteringen verbeterd, waardoor frameloze koppelmotoren in bredere velden kunnen worden toegepast.
Met voortschrijdende processen zullen frameloze koppelmotoren een hogere vermogensdichtheid, kleinere omvang en een grotere nauwkeurigheid bereiken. De ronde assemblage -nauwkeurigheid van gesegmenteerde statoren zal het micrometerniveau bereiken en de wikkel- en invoegprocessen worden volledig voltooid door geautomatiseerde apparatuur.
Het productieproces van frameloze koppelmotoren is een microkosmos van precisieproductie, waarbij elke link de wijsheid en vakmanschap van ingenieurs belichaamt.
