เปลือกมอเตอร์ขนาดเล็กที่มีความหนาของผนัง 0.3 มม และความอดทนต่อความกลมภายใน 0.01 มม ลดความไม่สมดุลของโรเตอร์และเสียงรบกวนในการปฏิบัติงานได้โดยตรง การใช้เปลือกสเตนเลสสตีล 304 ที่ดึงลึกทำให้เกิดความร่วมแกนของเบาะนั่งลูกปืน 0.02 มม ซึ่งจะตัดความกว้างของการสั่นสะเทือนด้วย 30% เมื่อเปรียบเทียบกับเปลือกอลูมิเนียมกลึง CNC แบบมาตรฐาน ทำให้มั่นใจได้ถึงช่องว่างอากาศที่มั่นคงและอายุการใช้งานแปรงที่ยาวนานขึ้นในมอเตอร์แบบไร้แกนและสเต็ปปิ้ง
การเลือกใช้วัสดุสำหรับ ไมโครมอเตอร์เชลล์
วัสดุเปลือกควบคุมประสิทธิภาพของแม่เหล็ก การกระจายความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อน ตารางด้านล่างเปรียบเทียบโลหะสามชนิดที่พบบ่อยที่สุดที่ใช้ในเรือนมอเตอร์ขนาดเล็ก
| วัสดุ | ความหนาแน่น (กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) | ค่าการนำความร้อน (W ต่อ mK) | การซึมผ่านของแม่เหล็ก |
|---|---|---|---|
| สแตนเลส 304 | 7.9 | 16 | เล็กน้อย (ออสเทนนิติก) |
| อลูมิเนียม 6061 | 2.7 | 167 | ไม่ใช่แม่เหล็ก |
| ทองเหลือง C360 | 8.5 | 116 | ไม่ใช่แม่เหล็ก |
แนะนำให้ใช้สเตนเลส 304 เมื่อการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและความต้านทานการกัดกร่อนมีความสำคัญ เนื่องจากลักษณะที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะไม่บิดเบือนสนามแม่เหล็กถาวร อลูมิเนียม 6061 นำเสนอ a การนำความร้อน 167 W ต่อ mK ซึ่งมากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมถึงสิบเท่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับมอเตอร์โดรนกระแสสูงซึ่งอุณหภูมิของคอยล์จะเพิ่มขึ้นต่ำกว่า 15 องศาเซลเซียส เหนือสภาพแวดล้อม
ความคลาดเคลื่อนมิติที่สำคัญและความแม่นยำของเบาะนั่งแบริ่ง
เปลือกเป็นตัวระบุตำแหน่งหลักสำหรับระบบตลับลูกปืน การเบี่ยงเบนใดๆ ในเบาะนั่งของลูกปืนจะส่งผลโดยตรงต่อการหมุนหนีศูนย์ของเพลาและเสียงรบกวน ความคลาดเคลื่อนต่อไปนี้จำเป็นสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กที่ทำงานด้านบน 10,000 รอบต่อนาที .
- ความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของแบริ่งที่นั่ง บวก 0.005 มม. ถึงบวก 0.012 มม เหนือวงแหวนรอบนอกของแบริ่ง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการกดเบาพอดีโดยไม่เสียรูปของร่องน้ำ
- ความร่วมแกนของรูลูกปืนหน้าและหลังไม่เกิน TIR 0.015 มม . ความไม่ตรงกัน 0.03 มม. ทำให้เกิดการเอียงของเพลาซึ่งเพิ่มเสียงรบกวน 4 ถึง 6 เดซิเบล .
- ความกลมของรูเจาะด้านในของเปลือก 0.008 มม หรือดีกว่าเพื่อรักษาช่องว่างอากาศที่สม่ำเสมอ ความคลาดเคลื่อนของความกลม 0.025 มม. ทำให้เกิดแรงบิดกระเพื่อมของฟันเฟือง 8% ของแรงบิดพิกัด
- ความทนทานต่อความยาวเปลือกรวมของ บวกลบ 0.03 มม เพื่อป้องกันการแปรผันของพรีโหลดตามแนวแกนบนตลับลูกปืนหลังการย้ำฝาท้ายหรือการติดตั้งแหวนล็อก
การดำเนินการผลิตของ เปลือกสแตนเลส 20,000 อัน การใช้แม่พิมพ์ถ่ายโอนหลายสถานีคงค่า Cpk ไว้ที่ 1.67 บนเส้นผ่านศูนย์กลางรูแบริ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการขึ้นรูปลึกสามารถเอาชนะความสามารถในการกลึง CNC ในกระบวนการสำหรับชิ้นส่วนที่มีปริมาณมากและมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กได้อย่างสม่ำเสมอ
การจัดการความร้อนผ่านความหนาของผนังเปลือก
เปลือกทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อนหลักสำหรับไมโครมอเตอร์ การลดความหนาของผนังจะช่วยเพิ่มการนำความร้อนโดยการลดความต้านทานความร้อนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เมื่อมอเตอร์แบบมีแปรงถ่านกระจายไป 2 วัตต์ อย่างต่อเนื่องอุณหภูมิที่ลดลงทั่วเปลือกสแตนเลส 0.5 มม. จะอยู่ที่ประมาณ 12 องศาเซลเซียส ในขณะที่เปลือกหนา 0.3 มม. ช่วยลดการดรอปลง 7 องศาเซลเซียส โดยรักษาอุณหภูมิของขดลวดภายในให้ต่ำกว่าขีดจำกัดระดับฉนวนของ 130 องศาเซลเซียส .
เปลือกอลูมิเนียมที่มีความหนาของผนัง 0.4 มม และผิวเคลือบอะโนไดซ์สีดำช่วยกระจายความร้อน มีประสิทธิภาพมากขึ้น 22% กว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเปลือย ซึ่งตรวจสอบโดยการถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดในสภาวะคงตัว ชั้นขั้วบวกจะเพิ่มการแผ่รังสีของพื้นผิวจากประมาณนั้น 0.2 ถึง 0.85 ซึ่งจะทำให้มอเตอร์ทำงานได้ อากาศเย็นลง 9 องศา ในที่อยู่อาศัยที่ปิดสนิท
การเปรียบเทียบกระบวนการผลิต
การขึ้นรูปลึก การกลึง CNC และการฉีดขึ้นรูปโลหะ ต่างก็ผลิตเปลือกมอเตอร์ขนาดเล็ก แต่ความแม่นยำและโปรไฟล์ต้นทุนแตกต่างกันอย่างมาก ตารางด้านล่างสรุปข้อจำกัดในทางปฏิบัติ
| กระบวนการ | ความหนาของผนังขั้นต่ำ | ความกลมที่ทำได้ | ความเหมาะสมของปริมาณประจำปี |
|---|---|---|---|
| การวาดลึกที่แม่นยำ | 0.15 มม | 0.005 มม. ถึง 0.010 มม | มากกว่า 50,000 หน่วย |
| ซีเอ็นซี สวิส เทิร์นนิ่ง | 0.25 มม | 0.003 มม. ถึง 0.008 มม | ต้นแบบถึง 5,000 คัน |
| การฉีดขึ้นรูปโลหะ | 0.35 มม | 0.010 มม. ถึง 0.025 มม | 20,000 ถึง 100,000 หน่วย |
การขึ้นรูปลึกทำให้ได้เปลือกที่บางที่สุดโดยมีต้นทุนต่อชิ้นต่ำที่สุดเมื่อมีการตัดจำหน่ายเครื่องมือแบบก้าวหน้า ในขณะที่การกลึงแบบสวิสยังคงจำเป็นสำหรับต้นแบบที่มีความแม่นยำสูงหรือมอเตอร์พิเศษปริมาณต่ำที่ต้องการความกลมด้านล่าง 0.005 มม .
การรักษาพื้นผิวและการป้องกันการกัดกร่อน
เปลือกไมโครมอเตอร์มักทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรือมีละอองเกลือ พื้นผิวที่ถูกต้องช่วยป้องกันการเกิดรูพรุนและรักษาความสวยงามที่สะอาดที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์และผู้บริโภค
การขัดเงาด้วยไฟฟ้าสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม
การขัดเงาด้วยไฟฟ้าจะขจัดชั้นผิวของ 0.005 มม to 0.010 mm และทิ้งฟิล์มโครเมียมออกไซด์แบบพาสซีฟไว้ เปลือกที่ได้รับการปฏิบัติเช่นนี้จะทนทาน สเปรย์เกลือ 500 ชม ต่อ ASTM B117 ที่ไม่มีสนิมแดงเมื่อเปรียบเทียบกับ 120 ชม สำหรับเปลือกที่ดึงออกมา
อโนไดซ์สำหรับอลูมิเนียม
การสร้างอโนไดซ์ด้วยซัลฟิวริก Type II 5 ถึง 15 ไมโครเมตร ชั้นออกไซด์หนาที่ทำให้พื้นผิวแข็งตัวประมาณ 300 เอชวี . ชั้นนี้ยังทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้า โดยมีแรงดันพังทลายของไดอิเล็กตริกอยู่ด้านบน 500 โวลต์ ป้องกันการลัดวงจรหากขดลวดภายในสัมผัสกับเปลือก
บูรณาการการประกอบและการเก็บรักษาแบริ่ง
หน้าที่สุดท้ายของเปลือกคือการยึดชุดมอเตอร์ไว้ด้วยกัน วิธีการหลักสองวิธีในการยึดตลับลูกปืนและฝาปิดท้ายไว้ และแต่ละวิธีส่งผลต่อสถานะความเค้นของเปลือกแตกต่างกัน
- ข้อต่อหดด้วยความร้อน ทำให้เปลือกร้อนขึ้น 120 องศาเซลเซียส ทำให้ลูกปืนหล่นลงมาโดยไม่มีแรง เมื่อเปลือกเย็นลง มันจะหดตัวและออกแรงอัดในแนวรัศมีสม่ำเสมอของ 15 ถึง 25 เมกะปาสคาล บนวงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืน โดยล็อคไว้โดยไม่ต้องใช้แหวนล็อก
- การจีบหรือกลิ้ง ริมฝีปากที่ปลายเปิดยังคงรักษาแผ่นปลายไว้ แรงย้ำต้องไม่เกินกำลังรับผลผลิตของเปลือก 205 เมกะปาสคาล สำหรับสแตนเลส 304 ไม่เช่นนั้นเปลือกจะงอเข้าด้านในและบีบโรเตอร์
การหดตัวที่ไม่เหมาะสมในบริเวณที่เปลือกถูกทำให้ร้อนเกินไป 200 องศาเซลเซียส ทำให้โครงสร้างเกรนของทองเหลืองหรืออลูมิเนียมอ่อนตัวลงอย่างถาวร ทำให้ความแข็งแรงของห่วงของเปลือกลดลงด้วย 18% และนำไปสู่การหยุดเดินแบริ่งหลังจากนั้น 1,000 รอบความร้อน .
