L'arbre du moteur est un composant cylindrique qui s'étend du moteur et de son boîtier. L'arbre est le support principal et la pièce de connexion de l'induit dans le moteur, ainsi que le composant de sortie de la puissance générée par le moteur. Le but de l'arbre est de convertir l'énergie du moteur en son utilisation finale. Des broches de précision et des arbres de moteur sont utilisés pour fournir la vitesse et le couple du moteur et constituent des éléments indispensables et importants du moteur. Les arbres simples sont couramment utilisés dans les applications de moteurs telles que les systèmes de commande de direction assistée, les moteurs de petits appareils électroménagers, les moteurs d'outils électriques et les composants spécialisés. Une mauvaise conception peut entraîner un rayon d'arbre insuffisant et des concentrations de contraintes causées par des variations de position de montage, ce qui peut entraîner une défaillance catastrophique de l'arbre après une courte durée de vie. Par conséquent, l’arbre doit répondre à certaines exigences techniques.
Force et rigidité
Lors du fonctionnement du moteur, les forces et couples mécaniques supportés par l'arbre varient en fonction du type de moteur et du mécanisme de transmission. Les principales forces comprennent : le poids de l'ensemble rotor lui-même, la traction magnétique unidirectionnelle provoquée par l'excentricité du rotor, la force centrifuge du poids déséquilibré et le couple de charge agissant sur l'arbre par le mécanisme de transmission à l'extrémité d'extension de l'arbre. Par conséquent, l'arbre du moteur doit d'abord avoir une résistance suffisante pour garantir qu'il ne subit pas de déformation ou de dommages permanents pendant le fonctionnement et la fabrication. Dans le même temps, l'arbre du moteur doit avoir une rigidité suffisante pour que la flèche de l'arbre reste dans la plage admissible pendant le fonctionnement. La vitesse critique de l'arbre doit également être prise en compte, et il doit y avoir une différence suffisante entre la vitesse de fonctionnement et la vitesse critique pour éviter la résonance, en particulier pour les moteurs à grande vitesse-. Si nécessaire, un calcul de vitesse critique doit être effectué.
Dureté de surface : pendant le processus de fabrication, l'arbre entre souvent en collision avec les moules d'assemblage. Dans des processus tels que le poinçonnage et le pressage des bagues de positionnement, il existe un certain ajustement serré de l'assemblage. La dureté de l'arbre doit être supérieure à celle de la bague de positionnement et du matériau des copeaux d'une certaine marge pour garantir qu'aucune rayure ou dommage de surface ne se produise lors de l'assemblage. D'autre part, si des roulements doivent être installés sur l'arbre, la dureté de surface de l'arbre doit être contrôlée pour ne pas dépasser HV450. Pour les roulements, les exigences relatives à la dureté de surface de l'arbre peuvent être assouplies et le traitement thermique de surface n'est généralement pas effectué.
Rugosité de la surface
La rugosité de la surface est un paramètre très important pour le contrôle de la qualité des surfaces. Dans le cas des roulements lisses, une rugosité de surface trop élevée endommagera directement le film d'huile sur la surface de contact, augmentant ainsi l'usure du roulement. Cependant, une rugosité de surface trop faible provoquera un frottement moléculaire entre l'arbre et le roulement, ce qui est également nocif. La plage contrôlée varie donc en fonction des matériaux utilisés et des conditions d’application. Dans le cas des roulements, si la rugosité de la surface ne répond pas aux exigences, la section de roulement de l'arbre réduira la zone de contact de la bague intérieure du roulement et desserrera l'ajustement, provoquant du bruit et des vibrations du roulement. La section d'extension de l'arbre affectera directement la précision de la connexion avec le dispositif de charge, provoquant facilement des vibrations et du bruit. La section centrale entraînera des modifications dans l'entrefer entre le stator et le rotor et affectera la planéité de la disposition des copeaux, ce qui aura un impact sur les performances du moteur et la difficulté d'enroulement des copeaux.
Rectitude (TIR)
Si la rectitude de l'ensemble du corps de l'arbre ne répond pas aux exigences, cela provoquera un déséquilibre dans la section du noyau de l'arbre, entraînant des vibrations du moteur. Dans la section du roulement, la surface de contact entre l'arbre et le roulement s'inclinera, ce qui entraînera des moteurs défectueux à faible vitesse et à courant élevé. Dans la section d'extension de l'arbre, cela provoquera des vibrations et du bruit dans les pièces de connexion. En bref, la rectitude de l’arbre est une condition nécessaire au fonctionnement normal du moteur. Dans des environnements spéciaux, le matériau de l’arbre doit présenter un certain degré de résistance à la corrosion.
