Los motores de engranajes en miniatura constan de un motor y una caja reductora. El motor sirve como fuente de potencia, operando a alta velocidad con un par relativamente bajo. El movimiento rotatorio del motor se transmite a la caja reductora a través del engranaje del motor (incluidos los engranajes helicoidales) montado en el eje del motor. Por lo tanto, el eje del motor es uno de los componentes más críticos en los motores de engranajes en miniatura.
La elección del material del eje debe tener en cuenta los requisitos de par, la maquinabilidad, la resistencia a la corrosión y, en algunos casos, las propiedades magnéticas según el diseño del motor. Los materiales comunes para ejes incluyen acero al carbono de alta calidad, acero inoxidable, acero aleado y acero cementado. Los materiales más utilizados son:
Acero SAE 1141 y 1144 (equivalente al acero chino 45#):
El más utilizado en la industria debido a su bajo costo y fácil disponibilidad.
Fácil de mecanizar.
Principal inconveniente: propenso a la oxidación, requiere recubrimiento con aceite antioxidante durante su uso.
Acero inoxidable SAE 416 (equivalente a Y1Cr13):
Menos maquinable, no ideal para características complejas (por ejemplo, cabezales de eje roscados).
Más caro que el acero 45#, más barato que el acero inoxidable 303.
Ampliamente utilizado debido a su resistencia a la corrosión.
Acero inoxidable SAE 420 (equivalente a 2Cr13):
Limitaciones de mecanizado similares a las del 416.
Precio entre el acero 45# y los aceros inoxidables 416/303.
Ofrece buena resistencia a la corrosión y se aplica ampliamente.
Acero inoxidable SAE 431:
Menos utilizado.
Mayor contenido de cromo, adecuado para aplicaciones en contacto con alimentos.
Acero inoxidable SAE 303:
Mayor costo.
Material más blando, excelente maquinabilidad, adecuado para geometrías de eje complejas.
Cuando el engranaje del motor y el engranaje de la primera etapa de la caja reductora engranan, se genera par. El ajuste entre el engranaje del motor y el eje del motor impacta directamente en el rendimiento de la transmisión. Los tipos comunes de ejes incluyen:
Eje liso: Adecuado para cargas ligeras y bajo par.
Eje plano / Eje tipo D: Diseñado para cargas medias.
Eje moleteado: También adecuado para cargas medias.
Eje con chaveta: Utilizado en aplicaciones de carga pesada y alto par.
Eje sin fin: Un tipo especial utilizado para sistemas de transmisión sin fin-engranaje.
| Eje liso | Eje plano / Eje tipo D | Eje moleteado | Eje con chaveta |
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La calidad de fabricación de los ejes del motor afecta directamente la vida útil de los motores de engranajes en miniatura. Los requisitos clave incluyen:
Precisión dimensional: Los diámetros de los ejes se pueden controlar dentro de ±0.002 mm.
Tratamiento superficial: A menudo se aplica niquelado para protección contra la corrosión.
Rugosidad superficial: Crítico para garantizar un ajuste adecuado del engranaje-eje y un funcionamiento suave.
Las cajas reductoras se clasifican por potencia (alta potencia o baja potencia), y los ejes de transmisión difieren en consecuencia. Los ejes se dividen típicamente en ejes de entrada y ejes de salida.
Eje de salida:
Conecta la caja reductora al mecanismo accionado.
Opera a una velocidad mucho menor que el eje de entrada.
Se puede personalizar en diferentes formas: eje D, redondo, doble plano, hexagonal, pentagonal, cuadrado, etc.
Hecho de metal o plásticos de ingeniería según la aplicación.
Eje de entrada:
Conecta el motor a la caja reductora.
Transmite alta velocidad con bajo par.
Un extremo encaja en la carcasa para engranar con los engranajes; el otro extremo está ranurado para el eje del motor.
Utiliza un diseño de ranura de chaveta para lograr un montaje estable y rápido.
Función y diferencias:
Ambos ejes transmiten potencia.
Eje de entrada: alta velocidad, bajo par, diámetro pequeño.
Eje de salida: baja velocidad, alto par, diámetro mayor.
En funcionamiento normal, los rodamientos del motor no deben sobrecalentarse. El calentamiento excesivo puede deberse a:
Daño del rodamiento.
Lubricante contaminado (partículas extrañas).
Lubricación insuficiente.
Mala calidad del lubricante o viscosidad inadecuada.
Montaje incorrecto (rodamientos demasiado flojos o demasiado apretados).
Desalineación durante la instalación.
El juego axial (movimiento del extremo del eje) en motores en miniatura puede deberse a:
Ajuste incorrecto entre el núcleo del rotor y el eje.
Arandelas de empuje faltantes o dañadas.
Desalineación del centro magnético entre el estator y el rotor.
Fuerzas axiales generadas por ventiladores o hélices acoplados al eje.
Las consecuencias incluyen vibraciones anormales, ruido, fallo de rodamientos, quemado de bobinado y acortamiento de la vida útil del motor. El juego axial se puede mitigar utilizando arandelas elásticas onduladas entre los rodamientos y las tapas de los extremos.
Los motores de engranajes planetarios se utilizan ampliamente en dispositivos domésticos inteligentes y otras aplicaciones. Las consideraciones para la selección de rodamientos incluyen:
Tipos comunes: Rodamientos de rodillos autoalineables, rodamientos de rodillos cónicos (fila simple/doble), rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de contacto de cuatro puntos, rodamientos de bolas.
Rodamientos del eje de entrada: Requieren alta capacidad de carga debido a la alta velocidad.
Rodamientos del eje intermedio: Deben soportar fuerzas combinadas de múltiples engranajes.
Rodamientos del eje de salida: Baja velocidad, alto par; requiere mayor capacidad de carga si está sujeto a impactos.
La fractura del eje de la caja reductora generalmente resulta de:
Selección incorrecta de motor-caja reductora:
El par nominal del motor × la relación de reducción debe ser inferior al par nominal del modelo de caja reductora.
No tener en cuenta el par de sobrecarga puede causar rotura del eje.
Par de carga excesivo:
El par de funcionamiento que excede los límites de diseño de la caja reductora aumenta el estrés en el eje de salida, lo que lleva a la fractura.
Para aplicaciones como mecedoras para bebés, cunas, dispensadores de jabón inteligentes, micropompas, bombas peristálticas, bombas de diafragma, trituradores de basura, equipos de masaje, bicicletas eléctricas y dispositivos de afeitado,
En aplicaciones de cajas reductoras, los engranajes convencionales de POM y nylon a menudo enfrentan problemas como:
Altos niveles de ruido.
Insuficiente resistencia al desgaste y a la fatiga.
Fragilidad (POM) o limitaciones de par (PA12, TPEE).
Inestabilidad dimensional debido a la humedad (PA46).
Las soluciones de ingeniería de Lihua Motor integran materiales avanzados para engranajes que presentan:
Excelente resistencia al desgaste.
Rendimiento de bajo ruido.
Alta tenacidad.
Resistencia a la corrosión.
Estabilidad dimensional (no afectada por la humedad).
Estas ventajas de materiales mejoran significativamente la fiabilidad, la reducción de ruido y la vida útil de los motores de engranajes en miniatura en múltiples industrias.
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