벽 두께가 다음과 같은 마이크로 모터 쉘 0.3mm 진원도 공차 0.01mm 로터 불균형과 작동 소음을 직접적으로 줄여줍니다. 딥드로잉된 스테인레스 스틸 304 쉘을 사용하면 다음과 같은 베어링 시트 동축성을 얻을 수 있습니다. 0.02mm , 이는 진동 진폭을 다음과 같이 줄입니다. 30% 표준 CNC 회전 알루미늄 쉘과 비교하여 코어리스 및 스테핑 모터에서 안정적인 에어 갭과 연장된 브러시 수명을 보장합니다.
재료 선택 마이크로 모터 쉘
쉘 재료는 자기 성능, 열 방출 및 내식성을 제어합니다. 아래 표에서는 소형 모터 하우징에 사용되는 가장 일반적인 세 가지 금속을 비교합니다.
| 소재 | 밀도(g/입방 cm) | 열전도율(W/mK) | 자기 투자율 |
|---|---|---|---|
| 스테인레스 스틸 304 | 7.9 | 16 | 무시할 수 있음(오스테나이트계) |
| 알루미늄 6061 | 2.7 | 167 | 비자성 |
| 황동 C360 | 8.5 | 116 | 비자성 |
스테인리스강 304는 비자성 특성이 영구 자석장을 왜곡하지 않으므로 전자파 차폐 및 내식성이 중요할 때 선호됩니다. 알루미늄 6061은 다음을 제공합니다. mK 열전도율당 167W , 스테인레스 스틸보다 10배 이상 높아 코일 온도 상승을 이하로 유지해야 하는 고전류 드론 모터에 가장 적합합니다. 섭씨 15도 주변 위.
중요 치수 공차 및 베어링 시트 정밀도
쉘은 베어링 시스템의 기본 위치 지정자입니다. 베어링 시트의 편차는 샤프트 런아웃 및 음향 소음으로 직접적으로 해석됩니다. 위에서 작동하는 마이크로 모터에는 다음 공차가 필수입니다. 10,000RPM .
- 베어링 시트 내경 공차 플러스 0.005mm ~ 플러스 0.012mm 베어링 외륜 위에 위치하여 궤도 변형 없이 가벼운 압입을 보장합니다.
- 전면 및 후면 베어링 보어의 동축성은 다음을 초과하지 않습니다. 0.015mm TIR . 0.03mm의 불일치로 인해 샤프트 기울기가 발생하여 가청 소음이 다음과 같이 증가합니다. 4~6dB .
- 쉘 내부 보어 진원도 0.008mm 또는 균일한 에어 갭을 유지하는 것이 더 좋습니다. 0.025mm의 진원도 오류는 다음과 같은 코깅 토크 리플을 생성합니다. 8% 정격 토크의.
- 총 쉘 길이 공차 플러스 마이너스 0.03mm 엔드 캡 압착 또는 스냅 링 설치 후 베어링의 축 예압 변화를 방지합니다.
생산 운영 스테인리스 스틸 껍질 20,000개 다중 스테이션 전송 다이를 사용하여 Cpk를 유지했습니다. 1.67 베어링 보어 직경에 있어서 딥 드로잉이 대용량, 소직경 부품의 공정 능력에서 CNC 터닝을 지속적으로 능가할 수 있음을 입증했습니다.
쉘 벽 두께를 통한 열 관리
쉘은 마이크로 모터의 주요 방열판 역할을 합니다. 벽 두께를 줄이면 전도성 열 저항을 낮춤으로써 열 전도를 향상시킵니다. 브러시 모터가 소멸될 때 2와트 지속적으로 0.5mm 스테인리스 스틸 쉘의 온도 강하는 대략 다음과 같습니다. 섭씨 12도 , 0.3mm 포탄은 낙하를 다음으로 줄입니다. 섭씨 7도 , 내부 권선 온도를 절연 등급 제한 이하로 유지합니다. 섭씨 130도 .
벽 두께가 다음과 같은 알루미늄 쉘 0.4mm 검정색 양극산화 처리 마감으로 열을 발산합니다. 22% 더 효율적 정상 상태에서 적외선 열화상을 통해 검증된 스테인리스 스틸보다 양극층은 표면 방사율을 대략적으로 증가시킵니다. 0.2~0.85 , 모터가 작동하도록 허용 9도 쿨러 밀봉된 하우징에서.
제조 공정 비교
딥 드로잉, CNC 터닝 및 금속 사출 성형은 각각 마이크로 모터 쉘을 생산하지만 정확도와 비용 프로필은 크게 다릅니다. 아래 표에는 실제 한계가 요약되어 있습니다.
| 프로세스 | 최소 벽 두께 | 달성 가능한 진원도 | 연간 볼륨 적합성 |
|---|---|---|---|
| 정밀 딥 드로잉 | 0.15mm | 0.005mm ~ 0.010mm | 50,000대 이상 |
| CNC 스위스 터닝 | 0.25mm | 0.003mm ~ 0.008mm | 5,000개 단위로 프로토타입 제작 |
| 금속 사출 성형 | 0.35mm | 0.010mm ~ 0.025mm | 20,000~100,000개 |
딥 드로잉은 프로그레시브 툴링이 상각되면 가장 낮은 부품당 비용으로 가장 얇은 쉘을 제공하는 반면, 스위스 선삭은 진원도 이하가 필요한 고정밀 프로토타입 또는 소량 특수 모터에 여전히 필수적입니다. 0.005mm .
표면 처리 및 부식 방지
마이크로 모터 쉘은 습도가 높거나 염수 분무 환경에서 자주 작동합니다. 올바른 표면 마감은 구멍이 나는 것을 방지하고 의료 및 소비자 기기에 필요한 깔끔한 미적 특성을 유지합니다.
스테인레스강 전해연마
전해연마는 표면층을 제거합니다. 0.005mm to 0.010 mm 수동 크롬 산화막을 남깁니다. 이런 식으로 처리된 쉘은 견딜 수 있습니다. 500시간의 염수분무 ASTM B117에 따르면 붉은 녹이 없습니다. 120시간 그려진 껍질의 경우.
알루미늄 아노다이징
유형 II 황산 아노다이징은 5~15 마이크로미터 표면을 대략적으로 경화시키는 두꺼운 산화물 층 300HV . 이 층은 또한 전기 절연체 역할을 하며, 절연 파괴 전압은 500V , 내부 권선이 쉘에 접촉하면 단락을 방지합니다.
어셈블리 통합 및 베어링 유지
쉘의 최종 기능은 모터 어셈블리를 함께 고정하는 것입니다. 두 가지 주요 방법은 베어링과 엔드 캡을 고정하며 각각 쉘의 응력 상태에 다르게 영향을 미칩니다.
- 열수축 피팅 껍질을 가열해서 섭씨 120도 , 베어링이 힘 없이 떨어질 수 있도록 합니다. 껍질이 냉각되면 수축하여 균일한 방사형 압축을 가합니다. 15~25MPa 베어링 외부 링에 스냅 링 없이 고정합니다.
- 압착 또는 롤링 열린 끝 부분의 립이 끝 플레이트를 유지합니다. 압착력은 쉘의 항복 강도를 초과해서는 안 됩니다. 205MPa 스테인레스 스틸 304의 경우 그렇지 않으면 쉘이 안쪽으로 구부러져 로터가 끼게 됩니다.
쉘이 과열되어 부적절한 수축 피팅 섭씨 200도 황동이나 알루미늄의 입자 구조를 영구적으로 연화시켜 쉘의 후프 강도를 감소시킵니다. 18% 이후 베어링 워크아웃으로 이어짐 1,000 열주기 .
