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小型电动机摩擦力性能组件可以起到哪些关键性作用?

发表时间:2022-05-27 18:35【 阅读量:-查看手机网址
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 摩擦学是一门涉及运动表面磨损和摩擦的多学科学科。小型电动机包含摩擦部件,如滑动触点(电刷)、滚动触点(滚珠轴承和衬套轴承)、阻尼环、密封件、垫圈和齿轮。这些摩擦学部件往往先于电机的其他部件失效,主要是因为摩擦和磨损。因此,电机的寿命在很大程度上取决于摩擦学部件的性能。让我们看一些影响整体寿命的摩擦学电机组件。


 一、小型电动机中的摩擦学组件


 电动刷


 高速小型化电机依靠有刷和无刷技术。具有较小负载和低启动电流的连续运行的典型直流电机使用精密金属刷。对于高扭矩应用,碳刷是首选。电机刷始终处于电气和机械应力之下,因为它们将电流从静止部件传输到旋转部件。刷子在应用中会随着时间的推移而磨损是迫在眉睫的。这些刷子的磨损率取决于摩擦学因素,例如刷子材料、收集器涂层、接触力、滑动速度、环境条件和润滑特性。


 这里,电刷相对于换向的磨损与施加在电刷上的弹簧力和滑动速度成正比。启动电流,连续运行条件下,换向过程中的电流和电压降会导致电气磨损。当以较高速度旋转时,这种滑动电接触会导致机械损耗、不稳定的电接触、焦耳热效应和电弧。这会导致表面磨损和电机寿命的整体缩短。为了减少换向点的摩擦,需要使用特殊的电气润滑脂。


 二、电机换向触点模型


 1.滚珠轴承:轴承是小型电机中的重要元件,其任务是减少旋转轴和固定法兰之间的摩擦。轴承的选择需要详细了解负载模式、系统级偏转、轴承类型和材料、使用的润滑剂、滚动元件之间的间隙、负载可能导致的不对中、温度特性等。


 在旋转部件和静止部件之间形成的流体动力润滑膜可始终检查磨损率。了解润滑层的物理特性并根据材料相容性、露点、粘度参数、环境因素和使用温度选择正确的润滑是轴承可靠性和电机性能所必需的。轴承配置中使用了从油到具有不同触变性水平的润滑脂的多种润滑变体。


 2.衬套轴承:基于较少润滑的衬套轴承是低速、低负载类型和使用寿命较短应用的首选。在更高的速度和更高的负载下,衬套轴承会遇到磨损、破损、冷焊等故障。一些烧结轴承会保持润滑剂,润滑剂是通过旋转部件之间的毛细作用传递的。在这里,零件密度、尺寸和孔隙量及其分布对于衬套轴承的寿命至关重要。烧结衬套轴承由于其成本低且适用于广泛的工作环境而成为最广泛使用的选择。对于预期使用寿命较短的成本敏感型应用,自润滑聚合物基衬套轴承是首选。


 3.齿轮箱


 变速箱通常用于提高速度和降低扭矩,反之亦然。通常,行星齿轮或正齿轮是微型运动解决方案中常用的两种齿轮装置,其中大多数由金属齿轮组成,以提供更高的扭矩容量。对于噪声敏感的应用,首选具有较低刚度和良好阻尼特性的聚合物等非线性材料。其他关键因素是时间、温度、湿度、润滑剂的成分和聚合物的玻璃化转变温度范围(用于疲劳)。在图3中,您可以看到一个齿轮箱系统,该齿轮箱系统因材料强度、温度、摩擦、润滑剂粘度、偏转等摩擦学方面而被分析为齿轮故障。


 三、变速箱分析模型


 润滑:齿轮箱面临的另一个挑战是在其整个生命周期内保持有效的润滑剂边界。大多数齿轮箱由于润滑油粘度变化、润滑油等级选择不当、润滑油量不当和润滑油污染等各种原因导致失去润滑边界而在现场出现故障。


 保持长期可靠服务的观点,必须在早期设计阶段确定和解决摩擦学需求。在早期设计阶段充分考虑摩擦学因素的运动解决方案总是优于市场上许多低成本的运动解决方案。

此文关键字:小型电动机摩擦力

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