Wie unterschiedliche Lasten die Motorauswahl beeinflussen

Wie Drehmoment, Radial- und Axiallasten Ihre Motorauswahl beeinflussen

Bei der Auswahl eines Motors müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, z. B. die für die Anwendung erforderliche Spannung, der maximale Strom und Durchmesser, die Drehzahl und der Wirkungsgrad. Das liegt daran, dass verschiedene Arten von Lasten einen erheblichen Einfluss auf die erforderliche Motorkonstruktion sowie auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Motors haben. Um den für Ihre Anwendung am besten geeigneten Motor auszuwählen, müssen Sie die Grundlagen des Drehmoments sowie der radialen und axialen Lasten beachten. Im Folgenden finden Sie einige Tipps und bewährte Verfahren zur Berücksichtigung dieser Belastungen.

Drehmoment-Belastungen

Ein Motor wandelt elektrische Energie (Pelec = Spannung x Strom) in mechanische Energie (Pmech = Drehmoment x Rotationsgeschwindigkeit) um. Die Auswahl eines Motors auf der Grundlage des erforderlichen Drehmomentwerts "x" ist in der Regel nicht ausreichend. Das erforderliche Drehmoment und die Geschwindigkeit in einer Anwendung müssen über den gesamten Bewegungszyklus hinweg verstanden werden, da der Motor die erforderliche mechanische Leistung ohne Überhitzung bereitstellen muss.

Radiale Belastungen

Die Wahl des Lagers hängt von der radialen Belastung ab. Für einen bürstenbehafteten Gleichstrom- oder Schrittmotor sind Gleitlager kostengünstig und unterstützen in der Regel eine geringere Radiallast und bieten eine kürzere Lebensdauer. Manchmal kann die Verwendung von zwei Gleitlagern anstelle von Kugellagern die Kosten erheblich senken. Wenn jedoch eine Radiallast vorhanden ist, sollte mindestens ein Kugellager für das vordere Lager des Motors verwendet werden, was zu einer guten Lebensdauer beiträgt.

Im Gegensatz dazu verwenden bürstenlose Gleichstrommotoren in der Regel zwei Kugellager und können mit viel höheren Drehzahlen betrieben werden. Der Motorhersteller empfiehlt die maximale dynamische Radialkraft, um die Mindestlebensdauer eines Motors bei einer gewünschten Geschwindigkeit zu erreichen.

Dynamische Axialbelastungen

Wenn eine Anwendung eine 90-Grad-Drehung der Drehbewegung bei einer niedrigeren Geschwindigkeit erfordert, kann ein Schneckengetriebe ideal sein. Die Schneckenwelle treibt das Schneckenrad mit einem Untersetzungsverhältnis von ~2:1 oder mehr an. Der Motor muss die Last tragen, während sie dem Spiralgewinde der Schneckenwelle folgt.

Bei hohen Axiallasten sind Kugellager oft zwingend erforderlich. Die maximal empfohlene dynamische Axiallast eines Motors hängt von den verwendeten Kugellagern und der Vorspannung, dem Abstand zwischen den beiden Kugellagern im Motor und der erforderlichen Lebensdauer ab.

Bei einer typischen axialen bürstenlosen Gleichstrommotorenkonstruktion wird die dynamische Axiallast durch das vordere Kugellager getragen. Wirkt eine axiale Drucklast auf den Motor, verringert sich die Vorspannung des vorderen Kugellagers, was zu zusätzlichem Radialspiel führt, das die Lebensdauer des Motors beeinträchtigt. Bei einer axialen Zugbelastung wirkt die Last in dieselbe Richtung wie die interne Vorspannung und erhöht deren Belastung.

Statische Axialbelastungen

Eine statische Axiallast kann entweder bei Stoßbelastungen auf die Welle einwirken oder wenn ein zusätzliches Bauteil auf die Motorwelle des montierten Motors aufgepresst wird.

Wenn ein Motor mit Kugellagern ausgestattet ist, ist der empfohlene Grenzwert für das Einpressen in der Regel viel höher als für eine dynamische Axialbelastung. Solange die statische Belastung des Lagers unter seiner Elastizitätsgrenze liegt, kommt es zu keiner dauerhaften Verformung der Lagerkugeln oder der Laufbahn. Ebenso kann eine Überschreitung der empfohlenen Höchstlast zu einer Verformung der Lagerkugeln und der Laufbahn führen und damit die Lebensdauer des Lagers verringern. Überlegen Sie auch, ob die hintere Welle des Motors beim Einpressen abgestützt werden kann. Dies ermöglicht eine höhere Kraft, da sie über die Motorwelle und nicht über die Lager geleitet wird.

Die Zusammenarbeit mit Ihrem Motorlieferanten ist entscheidend

Es ist wichtig, Drehmoment, Radial- und Axiallasten in Bezug auf ihre Auswirkungen auf einen Motor und den Motorauswahlprozess zu berücksichtigen. Ein spezialisierter Anbieter von Antriebslösungen - wie Portescap - kann Sie bei der Berechnung der von einem Motor aufgenommenen Lasten unterstützen. Und wir sind bestens gerüstet, um das am besten geeignete Antriebssystem zu entwickeln, das Ihre Anwendungsanforderungen erfüllt.