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L'impact des différentes charges sur le choix du moteur

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Comment le couple, les charges radiales et axiales influencent le choix du moteur

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Le choix d'un moteur implique de mettre en balance de nombreuses considérations, telles que la tension requise pour l'application, le courant et le diamètre maximum, la vitesse et le rendement. En effet, les différents types de charges ont un impact significatif sur la conception du moteur, ainsi que sur sa durée de vie et sa fiabilité. Pour sélectionner le moteur le mieux adapté à votre application, il faut tenir compte des principes fondamentaux du couple et des charges radiales et axiales. Voici quelques conseils et meilleures pratiques pour prendre en compte ces charges.

Charges de couple

Un moteur convertit l'énergie électrique (Pelec = tension x courant) en énergie mécanique (Pmech = couple x vitesse de rotation). Le simple choix d'un moteur sur la base de la valeur de couple requise "x" est généralement insuffisant. Le couple et la vitesse requis dans une application doivent être compris sur l'ensemble du cycle de mouvement, car le moteur doit fournir la puissance mécanique nécessaire sans surchauffe.

Charges radiales

Les options de roulements dépendent de la charge radiale. Pour un moteur à courant continu à balais ou un moteur pas à pas, les paliers lisses sont peu coûteux et supportent généralement une charge radiale plus faible et ont une durée de vie plus courte. Parfois, l'utilisation de deux roulements à douille au lieu de roulements à billes peut réduire considérablement les coûts. Toutefois, en cas de charge radiale, il convient d'utiliser au moins un roulement à billes pour le palier avant du moteur, ce qui contribue à garantir une bonne durée de vie.

En revanche, les moteurs à courant continu sans balais utilisent généralement deux roulements à billes et peuvent être entraînés à des vitesses beaucoup plus élevées. Un fabricant de moteurs recommandera la force dynamique radiale maximale pour atteindre la durée de vie minimale d'un moteur à une vitesse donnée.

Charges axiales dynamiques

Si une application nécessite une rotation de 90 degrés du mouvement rotatif à une vitesse inférieure, un engrenage à vis sans fin peut s'avérer idéal. L'arbre à vis sans fin entraîne la roue à vis sans fin avec un rapport de réduction de ~2:1 ou plus. Le moteur doit supporter la charge en suivant le fil en spirale de l'arbre à vis sans fin.

Lorsque des charges axiales importantes sont supportées, les roulements à billes sont souvent obligatoires. La charge axiale dynamique maximale recommandée pour un moteur dépend des roulements à billes et de la précharge utilisés, de la distance entre les deux roulements à billes dans le moteur et de la durée de vie requise.

Dans un moteur axial typique à courant continu sans balais, la charge axiale dynamique est supportée par le roulement à billes avant. Si une charge axiale de poussée agit sur le moteur, la précharge sur le roulement à billes avant est réduite, ce qui entraîne un jeu radial supplémentaire qui a une incidence sur la durée de vie du moteur. Avec une charge axiale de traction, la charge agit dans la même direction que la précharge interne et augmente sa contrainte.

Charges axiales statiques

Une charge axiale statique peut être appliquée à l'arbre soit lors de chocs, soit lorsqu'un composant supplémentaire est monté à la presse sur l'arbre du moteur assemblé.

Si un moteur est équipé de roulements à billes, la limite recommandée pour une opération d'emmanchement est généralement beaucoup plus élevée que pour une charge axiale dynamique. Tant que la charge statique appliquée au roulement est inférieure à sa limite élastique, il n'y aura pas de déformation permanente des billes ou du chemin de roulement. De même, un dépassement de la charge maximale recommandée peut entraîner une déformation des billes et du chemin de roulement, réduisant ainsi sa durée de vie. Il convient également de vérifier si l'arbre arrière du moteur peut être soutenu lors du montage à la presse. Cela permet d'exercer une force plus importante en la faisant passer par l'arbre du moteur plutôt que par les roulements.

La collaboration avec votre fournisseur de moteurs est essentielle

Il est important de prendre en compte le couple, les charges radiales et axiales par rapport à leur impact sur un moteur et sur le processus de sélection du moteur. Un fournisseur de solutions de mouvement spécialisé, comme Portescap, peut vous aider à calculer les charges subies par un moteur. De plus, nous sommes entièrement équipés pour développer le système de mouvement le plus approprié pour répondre aux exigences de votre application.