Méthodes d'assemblage pour les mini-moteurs

Méthodes d'assemblage pour ajouter des éléments de couplage aux moteurs miniatures

Méthodes d'assemblage pour ajouter des éléments de couplage aux moteurs miniatures

Les moteurs miniatures jouent un rôle essentiel dans de nombreuses applications telles que les outils chirurgicaux portatifs et les mécanismes miniatures dans les petites machines. La transmission de la puissance du moteur à la charge nécessite l'utilisation fréquente de petits pignons, d'accouplements et d'autres composants qui doivent être reliés à l'arbre de sortie du moteur. Ce blog couvre les méthodes d'assemblage les plus courantes utilisées par les clients dans leurs solutions de moteurs/réducteurs miniatures.

L'assemblage de dispositifs sur des arbres de 0,8 mm à 8 mm de diamètre peut s'avérer difficile en raison de leur petit diamètre et de leur surface de préhension minimale. Lorsque les éléments sont assemblés à l'arbre de sortie, il faut veiller à ne pas endommager les roulements et les enroulements du moteur, ce qui affecterait les performances du système. Le paramètre clé à prendre en compte est le couple que l'articulation subira dans l'application. La meilleure pratique consiste à concevoir l'articulation en fonction du facteur de sécurité souhaité au-dessus du couple nominal de décrochage du moteur.

Méthodes d'assemblage, avantages et limites

Joints permanents

Ce type d'assemblage est généralement utilisé dans un assemblage final où le dispositif assemblé n'est pas destiné à être démonté. Les méthodes d'assemblage permanent comprennent l'ajustement serré, la soudure au laser, la soudure par résistance, le collage et le raccordement fileté.

L'ajustement serré est une méthode courante dans laquelle la pièce assemblée est conçue de manière à ce que la tolérance de taille de l'alésage intérieur soit légèrement inférieure au diamètre de l'arbre de sortie du moteur, ce qui crée un ajustement serré. L'avantage de l'ajustement serré est qu'il est simple à fabriquer et que les calculs analytiques de résistance des joints pour les arbres ronds sont facilement disponibles. La force d'emmanchement ne doit pas dépasser les recommandations du fabricant pour la pièce à assembler. Le processus de fabrication standard pendant l'opération de pressage consiste à soutenir l'arbre du moteur pour éviter d'endommager les roulements du moteur ou d'autres composants du dispositif. Étant donné que des contraintes circonférentielles seront générées sur l'arbre et le coupleur, il est nécessaire de confirmer la résistance du dispositif assemblé et de l'arbre du moteur.

Deux types de joints soudés sont couramment utilisés dans les solutions de mouvement miniatures (laser et résistance). Le soudage au laser peut être utilisé pour créer des joints entre la pièce de jonction et l'arbre du moteur. Le laser fournit une source de chaleur concentrée pour faire fondre et fusionner rapidement les matériaux en un joint solide et précis. En général, cette méthode est nécessaire pour optimiser les paramètres de soudage afin d'obtenir la qualité et les performances souhaitées. Le manque d'accès à une machine de soudage au laser et l'incompatibilité des matériaux des pièces à assembler avec le soudage au laser peuvent être des facteurs contraignants de cette méthode.

Le soudage par résistance crée un joint de soudure entre la pièce d'assemblage et l'arbre du moteur à l'aide d'un courant électrique qui traverse les matériaux d'assemblage. Ce courant génère de la chaleur à l'interface pour créer la soudure. Les limites de cette méthode sont le manque potentiel d'accès à l'installation de soudage par résistance et l'incompatibilité des matériaux des pièces à souder avec le soudage par résistance.

Le collage par adhésif utilise un adhésif approprié pour coller la pièce d'assemblage à l'arbre du moteur avec une connexion solide et durable. La préparation de la surface, telle que le nettoyage et la rugosité des surfaces de contact, est importante pour garantir une adhérence optimale. L'adhésif choisi doit être compatible avec les matériaux utilisés, la taille de la fente du joint et les exigences spécifiques de l'application. Il est également important de sélectionner les adhésifs en fonction de facteurs tels que la résistance à la température, la compatibilité chimique et la résistance mécanique. Le collage est la méthode la plus courante pour lier l'arbre métallique à un composant polymère. Un dispositif d'entraînement positif sur l'arbre du moteur et l'élément d'entraînement en polymère est recommandé pour une transmission de puissance fiable pendant la durée de vie souhaitée de l'appareil.

Une connexion filetée peut être utilisée si la pièce d'assemblage possède un trou fileté interne qui correspond au filetage externe de l'arbre du moteur, ce qui permet à la pièce d'être vissée sur l'arbre. L'arbre standard d'un moteur miniature a normalement un diamètre cylindrique ou est cylindrique avec un méplat ou une rainure de clavette.

Joints non permanents

Ces joints sont utilisés pour un assemblage temporaire ou dans des applications où il peut être nécessaire de séparer les pièces assemblées à des fins de maintenance ou autres. Les méthodes d'assemblage non permanent comprennent la clavette/la rainure, les accouplements fendus/flexibles et les vis de réglage.

La méthode de clavetage consiste à usiner une rainure de clavette à la fois dans l'arbre du moteur et dans la pièce d'assemblage. Une clavette, généralement une pièce métallique rectangulaire, est insérée dans la rainure pour assurer une transmission positive du couple entre l'arbre du moteur et la pièce d'assemblage. Cette méthode est limitée à des diamètres d'arbre supérieurs à ~4 mm en raison des considérations de résistance des composants et de la disponibilité d'une taille de clavette standard. Le verrouillage axial est réalisé par d'autres moyens dans la conception.

Dans la méthode de l'accouplement divisé/flexible, l'alésage de l'accouplement encercle l'arbre du moteur à une extrémité et l'arbre entraîné du composant d'assemblage à l'autre extrémité. L'accouplement comporte un mécanisme de serrage, souvent sous forme de vis, qui, lorsqu'il est serré, serre fermement l'accouplement autour des deux arbres pour établir la jonction entre l'arbre moteur et l'arbre entraîné. Cet accouplement est généralement flexible pour tenir compte des petits désalignements des axes des arbres.

Les vis de réglage sont de petites vis qui se serrent contre la surface plate de l'arbre du moteur, ce qui crée une force de serrage localisée pour fixer la pièce d'assemblage en place. Les vis de réglage ont généralement un trou fileté sur la pièce d'assemblage dans lequel la vis est serrée. Les vis de réglage sont généralement utilisées pour des charges légères et sont généralement utilisées par paire.

Le choix de la méthode d'assemblage dépend des exigences de conception spécifiques, du niveau souhaité de résistance et de fiabilité de l'assemblage, de la facilité de montage et de démontage et de la compatibilité du moteur miniature avec le composant d'assemblage. Les utilisateurs doivent tenir compte des besoins spécifiques de l'application pour déterminer la méthode d'assemblage la plus appropriée. Une combinaison de méthodes d'assemblage peut être employée pour obtenir des forces d'assemblage spécifiques dans l'application. Il peut s'agir par exemple d'un ajustement serré sur un arbre moleté ou d'une combinaison d'un ajustement serré et d'un collage pour obtenir une résistance supplémentaire de l'assemblage.

En tant que fournisseur de solutions de mouvement miniature, Portescap offre des conseils sur les conceptions de joints spécifiques aux exigences de l'application ou peut fournir une solution complète avec le composant d'assemblage fixé sur l'arbre du moteur. Veuillez contacter nos experts pour discuter des exigences spécifiques de votre application.