Comment optimiser l'assemblage et les performances des moteurs réducteurs à vis sans fin hélicoïdale série S ?

1. Comment régler le jeu d'engrènement de la paire d'engrenages à vis sans fin du moteur à engrenages à vis sans fin hélicoïdaux de la série S ? ​

(1) Analyse de l'impact du jeu de maillage sur la précision et la durée de vie de la transmission
Dans le moteur à engrenages à vis sans fin de la série S, le jeu d'engrènement de la paire d'engrenages à vis sans fin est un paramètre clé qui a un impact significatif sur la précision de la transmission et la durée de vie de l'équipement. ​
Du point de vue de la précision de la transmission, un jeu de maillage excessif entraînera de sérieux problèmes. Dans les systèmes de transmission de précision, tels que l'entraînement de l'arbre d'alimentation des machines-outils CNC, un jeu excessif empêchera l'engrenage à vis sans fin de suivre le mouvement de l'engrenage à vis sans fin de manière rapide et précise pendant le fonctionnement de l'arbre de sortie du moteur, ce qui entraînera un décalage évident. Cela entraînera des écarts dans le positionnement de l'établi et celui-ci ne pourra pas atteindre la position de haute précision requise par la conception, ce qui affectera grandement la précision du traitement. Par exemple, lors du traitement de moules de précision, des écarts de positionnement peuvent entraîner des erreurs dans les dimensions clés du moule, entraînant la mise au rebut du moule. ​
Quant à la durée de vie, un jeu d'engrènement déraisonnable est également très préjudiciable. Lorsque le jeu est trop grand, la force d'impact entre les surfaces des dents de l'engrenage à vis sans fin augmentera considérablement pendant le processus d'engrènement. Chaque fois que l'engrènement se produit, la collision de la surface de la dent est comme un petit marteau frappant la surface de la dent. Si cela continue pendant une longue période, une usure par fatigue se produira sur la surface de la dent, entraînant des piqûres, un pelage et d'autres dommages. L'usure accrue détruira progressivement la forme des dents, augmentera encore le jeu d'engrènement, formera un cercle vicieux et conduira finalement à une défaillance prématurée de l'engrenage à vis sans fin, raccourcissant considérablement la durée de vie de l'équipement. ​

(2) Introduction de méthodes de réglage (telles que le réglage des cales, le réglage fin axial, etc.) ​
Le réglage des cales est une méthode relativement courante. Dans la structure d'installation de l'engrenage à vis sans fin, un groupe de cales est généralement placé entre le siège de roulement de la vis sans fin et le boîtier. Lorsque le jeu d'engrènement doit être ajusté, la position axiale de la vis sans fin est modifiée en augmentant ou en diminuant le nombre ou l'épaisseur des cales. Si le jeu est trop important, augmenter l'épaisseur de la cale pour éloigner la vis sans fin de la roue à vis sans fin, réduisant ainsi le jeu ; à l'inverse, si le jeu est trop faible, réduire l'épaisseur de la cale pour rapprocher la vis sans fin de la roue à vis sans fin. Cette méthode est relativement simple à utiliser et a un faible coût, mais la précision du réglage est limitée et il n'est pas facile de la modifier à nouveau après le réglage. ​
Le réglage axial utilise des mécanismes spécialement conçus pour obtenir un micro-mouvement axial de la vis sans fin. Par exemple, un dispositif de réglage fileté est installé à une extrémité de la vis sans fin, et la vis sans fin est poussée pour se déplacer axialement en tournant l'écrou de réglage. Cette méthode permet d'obtenir un réglage du jeu relativement précis et convient aux occasions nécessitant une précision de transmission élevée. Il existe également des dispositifs hydrauliques ou pneumatiques permettant d'obtenir un réglage précis de l'axe, et le mouvement de la vis sans fin peut être contrôlé avec précision en contrôlant la pression pour améliorer encore la précision du réglage. ​
(3) Fournir des normes industrielles ou des indicateurs de contrôle interne des entreprises​
En termes de normes industrielles, pour les moteurs réducteurs à vis sans fin à engrenages hélicoïdaux de la série S destinés aux applications industrielles générales, le jeu d'engrènement de la paire de vis sans fin doit généralement être contrôlé entre 0,05 et 0,2 mm. Cette plage peut non seulement garantir une certaine précision de transmission, mais également éviter des problèmes tels que l'échauffement et le grippage causés par un jeu trop petit. Par exemple, dans les équipements généraux de l'industrie de fabrication de machines, si des moteurs réducteurs de la série S sont utilisés, la plupart des entreprises suivront cette norme industrielle pour l'assemblage et l'inspection. ​
Certaines entreprises qui ont des exigences plus élevées en matière de qualité et de performance des produits formuleront des indicateurs de contrôle interne plus stricts. Par exemple, dans les entreprises fabriquant des équipements d'automatisation haut de gamme, leurs indicateurs de contrôle interne peuvent contrôler le jeu de maillage entre 0,03 et 0,1 mm. Afin d'atteindre cet indicateur, l'entreprise utilisera une technologie de traitement plus précise dans le processus de production, telle qu'un meulage de haute précision, pour garantir la précision du profil des dents de l'engrenage à vis sans fin ; dans le processus d'assemblage, des instruments de mesure et des technologies d'assemblage plus avancés, tels que des instruments de mesure laser, seront utilisés pour mesurer avec précision le jeu afin de garantir la fiabilité et la stabilité du produit dans des environnements d'exploitation à charge élevée et de haute précision.

2. Quelles mesures ont été prises pour contrôler le bruit du moteur réducteur à vis sans fin à engrenages hélicoïdaux de la série S ?

(1) Discutez des principales sources de bruit (engrènement des engrenages, vibrations des roulements, etc.)

Pendant le fonctionnement du moteur réducteur à vis sans fin hélicoïdale de la série S, les sources de bruit sont relativement complexes, parmi lesquelles l'engrènement des engrenages et les vibrations des roulements sont les deux principales sources de bruit.

Le bruit d'engrènement des engrenages est causé par le frottement, la collision et l'impact d'engrènement entre les surfaces des dents lorsque l'engrenage hélicoïdal et l'engrenage à vis sans fin s'engrènent l'un avec l'autre. Lorsque les engrenages s'engrènent à grande vitesse, la rugosité microscopique de la surface de la dent provoquera une force d'impact au moment du contact. Cette force d'impact provoquera des vibrations de l'engrenage et se propagera dans l'air pour former du bruit. Dans le même temps, en raison de la conception déraisonnable du module d'engrenage, de l'angle de pression et d'autres paramètres, ou de la faible précision de traitement, l'erreur de profil de dent est importante et il y aura un engrènement instantané et un impact d'engrènement pendant le processus d'engrènement, aggravant encore la génération de bruit.
Les vibrations des roulements sont également une source de bruit qui ne peut être ignorée. Lorsque le moteur tourne, le roulement doit non seulement supporter des charges radiales et axiales, mais également maintenir une rotation à grande vitesse. Si la précision de fabrication du roulement n'est pas élevée, comme l'erreur de rondeur du chemin de roulement et l'écart de diamètre de l'élément roulant, cela provoquera une force centrifuge déséquilibrée pendant le fonctionnement du roulement, provoquant des vibrations et du bruit. De plus, une mauvaise lubrification du roulement augmentera également la friction entre l’élément roulant et le chemin de roulement, générant ainsi un bruit supplémentaire. Lorsque le roulement est utilisé pendant une longue période, il sera endommagé par l'usure, le pelage de fatigue et d'autres dommages, et ses vibrations et son bruit seront plus évidents.
(2) Répertoriez les processus de réduction du bruit (tels que la coupe du profil des dents, l'usinage de haute précision, la conception de réduction des vibrations, etc.)
Le détourage du profil des dents est un processus efficace de réduction du bruit. En meulant correctement le dessus et la racine de l'engrenage, la forme du profil de la dent est modifiée, de sorte que l'engrenage puisse réaliser une transition plus douce pendant le processus d'engrènement et réduire l'impact de l'engrènement entrant et sortant. Plus précisément, une certaine épaisseur est retirée du haut de la dent afin que le haut de la dent puisse progressivement entrer en contact avec la surface de la dent de l'autre engrenage lors de l'entrée dans l'engrènement pour éviter un impact soudain ; la racine de la dent est également meulée afin que la racine de la dent puisse être plus stable lors du désengagement. Ce processus peut réduire considérablement le bruit d’engrènement des engrenages.
Un traitement de haute précision est la clé pour garantir la qualité des engrenages et des roulements et ainsi réduire le bruit. En termes de traitement des engrenages, un équipement de traitement CNC avancé et une technologie de meulage de précision sont utilisés pour contrôler strictement divers indicateurs de précision des engrenages, tels que l'écart de pas, l'erreur de profil des dents, l'erreur de direction des dents, etc., de sorte que la surface des dents de l'engrenage soit plus lisse et le maillage plus précis, réduisant ainsi efficacement le bruit causé par les erreurs de traitement. Pour les roulements, en améliorant la précision de fabrication, en garantissant la précision dimensionnelle et la précision de forme du chemin de roulement et de l'élément roulant, les vibrations et le bruit du roulement pendant le fonctionnement sont réduits.
La conception de réduction des vibrations est également un moyen important de réduction du bruit. Dans la conception structurelle du moteur, des mesures raisonnables de réduction des vibrations sont adoptées. Par exemple, des coussinets élastiques d'amortissement des vibrations sont placés entre le boîtier du moteur et les composants clés internes, et la connexion rigide dans le chemin de transmission des vibrations est remplacée par une connexion élastique, qui absorbe et atténue efficacement l'énergie vibratoire et réduit la transmission des vibrations vers l'extérieur. Dans la conception du caisson, le nombre et la disposition des nervures de renfort sont augmentés pour améliorer la rigidité du caisson, réduire la résonance du caisson provoquée par les vibrations, et ainsi réduire le rayonnement sonore.
(3) Comparaison des données de tests de bruit avant et après optimisation
Dans un cas réel, un test de bruit a été réalisé sur un moteur réducteur à vis sans fin à engrenages hélicoïdaux de la série S qui n'avait pas été optimisé pour la réduction du bruit. Dans des conditions de vitesse et de charge nominales, un instrument de test de bruit professionnel a été utilisé pour mesurer à une distance de 1 mètre du moteur, et la valeur de bruit mesurée était de 85 dB (A). Ce niveau de bruit est inacceptable dans certains endroits où les exigences en matière de bruit dans l'environnement de travail sont élevées, comme les ateliers de production d'équipements électroniques de précision et les ateliers de fabrication d'équipements médicaux.
Après avoir optimisé une série de mesures de réduction du bruit, le test de bruit a été refait. Les engrenages ont été traités par la technologie de coupe du profil des dents, et les engrenages et roulements ont été traités avec une haute précision. Dans le même temps, une conception de réduction des vibrations a été ajoutée à la structure du moteur. Dans les mêmes conditions de test, la valeur du bruit mesurée a été réduite à 70 dB (A). A titre de comparaison, on constate clairement que le bruit du moteur optimisé a été considérablement réduit, avec une réduction de 15 dB(A). Ce résultat montre que l'utilisation complète de plusieurs processus de réduction du bruit peut améliorer efficacement les performances acoustiques du moteur réducteur à vis sans fin à engrenages hélicoïdaux de la série S et répondre aux exigences de faible bruit de différents scénarios d'application.

3. Comment améliorer l'efficacité de la transmission du moteur réducteur à vis sans fin à engrenages hélicoïdaux de la série S ?

(1) Analyse des facteurs clés affectant l'efficacité (perte par frottement, méthode de lubrification, etc.)

Dans le moteur réducteur à vis sans fin hélicoïdale de la série S, l'amélioration de l'efficacité de la transmission est affectée par de nombreux facteurs clés, parmi lesquels la perte par friction et la méthode de lubrification occupent une position importante.

La perte de friction est l’une des principales raisons de la réduction de l’efficacité de la transmission. Lors du processus d'engrènement de l'engrenage hélicoïdal et de l'engrenage à vis sans fin, il se produit un glissement relatif entre les surfaces des dents, ce qui génère inévitablement des frottements. Lorsque le moteur tourne, cette friction consomme une grande quantité d'énergie d'entrée, la convertit en énergie thermique et la dissipe, réduisant ainsi la puissance de sortie effective. Par exemple, en raison de la grande rugosité de la surface des dents, les irrégularités microscopiques augmenteront la friction entre les surfaces des dents, entraînant ainsi une perte d'énergie accrue dans le processus de friction. Dans le même temps, une conception déraisonnable de paramètres tels que l'angle d'hélice et le module de l'engrenage à vis sans fin augmentera également le frottement de glissement entre les surfaces des dents, réduisant encore l'efficacité de la transmission.
L'influence de la méthode de lubrification sur l'efficacité de la transmission est également très significative. Une bonne lubrification peut former un film d'huile entre les surfaces des dents, séparer les surfaces métalliques en contact direct, réduire le coefficient de frottement et réduire les pertes par frottement. Si la lubrification est insuffisante, la zone de contact direct du métal entre les surfaces des dents augmentera et le frottement augmentera, ce qui entraînera non seulement une diminution de l'efficacité de la transmission, mais accélérera également l'usure de la surface des dents. Différentes méthodes de lubrification, telles que la lubrification par barbotage et la lubrification forcée, ont des effets de lubrification différents. La lubrification par éclaboussure consiste à projeter de l'huile lubrifiante sur la surface de la dent lors de la rotation de l'engrenage. Cette méthode convient aux vitesses faibles et aux charges légères, mais elle peut ne pas être en mesure d'assurer une lubrification suffisante à des vitesses élevées et des charges lourdes. La lubrification forcée consiste à pulvériser de l'huile lubrifiante sur le point d'engrènement de la surface de la dent à une certaine pression via une pompe à huile, ce qui peut fournir une lubrification plus fiable, mais le système est relativement complexe et le coût est élevé.
(2) Proposer des plans d'amélioration (tels que la sélection de matériaux à faible friction, l'optimisation du système de lubrification, etc.)
La sélection de matériaux à faible friction est l’un des moyens efficaces d’améliorer l’efficacité de la transmission. Pour la fabrication d'engrenages et d'engrenages à vis sans fin, de nouveaux matériaux à faible coefficient de frottement peuvent être utilisés, tels que des plastiques techniques hautes performances et des composites métalliques. Ce matériau possède à la fois la résistance et la résistance à l'usure des métaux et les caractéristiques de faible frottement des plastiques techniques, ce qui peut réduire considérablement la perte de friction entre les surfaces des dents. Dans la fabrication d'engrenages à vis sans fin, l'utilisation d'alliages de cuivre et de matériaux composites en polytétrafluoroéthylène peut réduire efficacement la friction et améliorer l'efficacité de la transmission par rapport aux engrenages à vis sans fin en bronze traditionnels.
L’optimisation du système de lubrification est également essentielle. Pour les moteurs réducteurs de la série S à grande vitesse et à forte charge, une combinaison de lubrification forcée et de refroidissement par circulation peut être utilisée. L'huile lubrifiante est délivrée aux pièces d'engrènement des engrenages et des engrenages à vis sans fin à une pression et un débit appropriés via une pompe à huile pour garantir la formation d'un bon film d'huile même sous des charges élevées. En même temps, un dispositif de refroidissement est réglé pour refroidir l'huile lubrifiante afin d'éviter que le film d'huile ne s'amincit et que les performances de lubrification ne diminuent en raison d'une température excessive de l'huile. Des additifs haute performance tels que des additifs anti-usure et des additifs réduisant la friction sont ajoutés au système de lubrification pour améliorer encore les performances de l'huile lubrifiante, réduire le coefficient de friction et améliorer l'efficacité de la transmission.