Les ressorts ondulés sont compacts, efficace, et des composants polyvalents qui trouvent une application significative dans diverses parties d'un système d'entraînement électrique. Un entraînement électrique englobe généralement le moteur électrique lui-même, avec son électronique de puissance associée, systèmes de contrôle, et souvent des éléments de transmission mécaniques (comme les boîtes de vitesses, embrayages, ou des freins).
Les avantages inhérents des ressorts ondulés – en particulier leur capacité à fournir une force axiale précise dans un espace considérablement réduit par rapport aux ressorts hélicoïdaux traditionnels – les rendent idéaux pour de nombreuses fonctions au sein de ces complexes., souvent de haute précision, et systèmes à espace limité.
Applications des ressorts ondulés dans les entraînements électriques
Here's a breakdown of where wave springs are commonly utilized within electric drive systems:
1. Précharge du roulement (Le plus courant & Critique)
Il s'agit sans doute de l'application la plus répandue et la plus importante des ressorts ondulés dans les moteurs électriques et leurs composants rotatifs..
- Fonction: Pour appliquer un contrôle, force axiale constante exercée sur la bague intérieure ou extérieure d'un roulement à billes ou à rouleaux.
- Avantages des entraînements électriques:
- Élimine le jeu axial (Terminer la lecture): Empêche l'oscillation de l'arbre, cliquetis, et positionnement imprécis du rotor, which is crucial for maintaining the precise air gap between the motor's rotor and stator.
- Réduit les vibrations & Bruit: Assure un bon fonctionnement, conduisant à des moteurs plus silencieux, hautement souhaitables dans le secteur automobile, CVC, et applications électroménagers.
- Augmente la rigidité & Précision: Renforce l'ensemble de roulement, améliorer la précision des composants rotatifs, indispensable pour les moteurs performants, servomoteurs, et la robotique.
- Prolonge la durée de vie des roulements: Empêche le dérapage, brinellage (empreintes), and fretting corrosion of the rolling elements and races by ensuring constant contact and even load distribution.
- Compense la dilatation/contraction thermique: Maintains consistent preload despite temperature fluctuations, which can cause components to expand or contract, especially in motors that generate heat.
- Compensates for Tolerance Stack-up: Absorbs minor manufacturing variations in components, ensuring uniform contact and performance across assemblies.
- Typical Placement: Often placed between the bearing's outer race and a housing shoulder or a retaining ring, or sometimes between the inner race and a shaft shoulder.
2. Electric Motor Brakes
Many electric motors, especially in industrial, robotic, and hoist applications, incorporate electromagnetic brakes for safety, holding position, or rapid stopping.
- Fonction: Les ressorts ondulés sont utilisés comme mécanisme de force principal dans les systèmes à sécurité intégrée." freins (à ressort, libéré électriquement). Ils fournissent la force constante pour engager les plaquettes ou les disques de frein lorsque l'alimentation est coupée, et pour renvoyer les pistons ou autres composants de frein.
- Avantages:
- Conception compacte: Indispensable pour intégrer les freins directement dans les carters de moteur.
- Force fiable: Assure une force de freinage constante.
- Retour de composant: Fournit la force nécessaire pour désengager les composants du frein lorsque l'électro-aimant s'active.
3. Connecteurs électriques, Pinceaux & Bagues collectrices
Dans des types spécifiques de moteurs électriques (comme les moteurs à courant continu à balais ou les moteurs avec bagues collectrices), ou dans les points de connexion électriques externes.
- Fonction: Pour maintenir constant, pression de contact fiable pour les connexions électriques, balais contre collecteurs/bagues collectrices, ou bornes de batterie.
- Avantages:
- Contact cohérent: Ensures low resistance and prevents arcing/sparking.
- Compensation for Wear: In brushes, it maintains contact as the brush material wears down.
- Vibration Resistance: Keeps connections secure even in vibrating environments.
- Compactness: Integrates into small cavities for brush holders or connector blocks.
4. Gearbox Components
Often integrated with electric motors to modify speed and torque.
- Fonction: To take up axial play between gears, preload planetary gear sets, or provide anti-backlash force.
- Avantages:
- Reduces Backlash: Improves precision and reduces noise in gear trains.
- Smooth Operation: Ensures consistent engagement of gear teeth.
- Space Saving: Allows for more compact gearbox designs.
5. Actionneurs (Linear & Rotary)
Electric motors, particularly servo motors, are prime movers for various actuators.
- Fonction: Acting as return springs for plungers, vannes, or other moving components within the actuator mechanism (Par exemple, dans les vannes hydrauliques ou pneumatiques à commande électrique entraînées par des solénoïdes, où la bobine solénoïde fait partie de l'entraînement électrique).
- Avantages: Délivrance précise de la force pour un mouvement contrôlé et un retour fiable.
6. Pompes, Ventilateurs, et souffleurs (Propulsé par des moteurs électriques)
De nombreux systèmes de déplacement de fluides et d'air sont alimentés par des moteurs électriques.
- Fonction:
- Précharge du joint mécanique: Critique dans les pompes où un moteur électrique entraîne la roue, nécessitant une force axiale constante sur les faces de la garniture mécanique pour éviter les fuites.
- Retour de vanne: Dans les pompes ou les systèmes de contrôle de débit où le moteur électrique entraîne un mécanisme qui ouvre/ferme les vannes.
- Avantages: Garantit l’intégrité du joint, fonctionnement fiable des vannes, et durée de vie prolongée des composants.
7. Capteur & Systèmes de rétroaction
Encodeurs, résolveurs, et d'autres dispositifs de retour de position sont souvent intégrés aux entraînements électriques pour fournir un contrôle précis.
- Fonction: Pour précharger les roulements dans l'encodeur, ou pour maintenir une pression constante sur les composants de détection (Par exemple, contre un arbre ou un disque).
- Avantages: Assure la précision et la répétabilité des signaux de retour en éliminant le jeu.
Pourquoi les ressorts ondulés sont idéaux pour les entraînements électriques:
- Gains d'espace axiaux inégalés: C'est souvent le principal moteur. Les entraînements électriques sont de plus en plus petits et puissants, rendre chaque millimètre d'espace précieux.
- Précis & Chargement cohérent: Indispensable pour un fonctionnement performant et fiable des roulements, freins, et connecteurs.
- Vibration & Réduction du bruit: Contribue à plus de fluidité, fonctionnement plus silencieux, améliorer la qualité perçue et respecter des réglementations strictes en matière de bruit.
- Gestion thermique: Compense efficacement la dilatation thermique, empêchant les contraintes excessives ou le desserrage des composants lorsque les températures fluctuent.
- Fiabilité accrue & Durée de vie: En garantissant des conditions de fonctionnement optimales pour les roulements et autres composants, les ressorts ondulés améliorent considérablement la durabilité globale et réduisent les besoins de maintenance de l'entraînement électrique.
En substance, les ressorts ondulés permettent aux fabricants d'entraînements électriques d'atteindre des performances plus élevées, une plus grande fiabilité, et un fonctionnement plus silencieux, le tout dans des conceptions de plus en plus compactes et intégrées.