Types courants d'arbres moteurs
L'arbre est une partie importante du moteur, en tant que lien entre la conversion électromécanique de l'énergie entre le moteur et le dispositif, supportant les pièces en rotation, transmettant le couple et déterminant la position relative des pièces en rotation par rapport au stator. Par conséquent, l'arbre du moteur doit avoir une résistance et une rigidité fiables pour assurer la mise en œuvre de la fonction de conception prédéfinie. La petite série suivante décrit brièvement les différents types d’arbres de moteur et leurs caractéristiques, fournissant ainsi une référence pour la sélection et la conception de l’arbre du moteur.
Type d'arbre et son applicabilité
● Selon la classification des pas sur l'axe. Peut être divisé en axe optique et axe échelonné. L'axe optique est souvent constitué d'acier rond étiré à froid, ce qui réduit le nombre d'heures-personnes d'usinage de la circonférence extérieure de l'arbre et est parfois utilisé dans les micromoteurs. Les arbres à gradins peuvent monter facilement et en toute sécurité de nombreux composants. La plupart des moteurs utilisent donc ce type d’arbre.
En fonction de la direction de l’étape, dans l’arbre à gradins, il peut être divisé en un arbre à étapes à sens unique (le diamètre de l’étape est progressivement réduit d’une extrémité à l’autre des extrémités) et un arbre à étapes à deux voies ( le diamètre de la marche est gradué du milieu aux deux extrémités de l’arbre) Réduire).
● Classés selon le mode de fabrication de l'ébauche d'arbre. Il peut être divisé en arbres ronds en acier (arbres en acier rond laminé à chaud), en arbres forgés (arbres en pièces forgées) et en arbres soudés (arbres à nervures soudées).
L’arbre en acier rond laminé à chaud est l’arbre le plus courant dans les moteurs de petite et moyenne taille. Le matériau de l’arbre est généralement constitué d’acier de construction en carbone de haute qualité. Pour les moteurs de petite puissance, certains utilisent l'acier au carbone Q235 ordinaire. Le diamètre de la pièce brute est choisi en fonction du diamètre maximum de l'arbre plus la surépaisseur d'usinage. Par conséquent, la quantité de coupe est relativement grande.
Les arbres forgés sont préférables pour les arbres de plus de 100 mm de diamètre. L'acier forgé a une résistance mécanique élevée et la forme générale de l'arbre à gradins permet d'économiser des matières premières et des heures de travail de coupe. Pour les grands arbres soumis à des exigences de résistance mécanique élevées, tels que l'arbre d'un turbo-générateur, le forgeage d'acier allié est couramment utilisé.
L'arbre de soudage remplace le support du rotor par une nervure radiale pour augmenter la zone de ventilation de la cavité interne du rotor. Cependant, lorsque les nervures sont soudées, la tige se déforme facilement et doit être recuite après le soudage. Ce n'est pas une coupe continue lors de l'usinage sur la machine-outil, ce qui n'est pas bon pour l'outil. En raison de la présence de soudures, la résistance à la fatigue de l'arbre est considérablement réduite et ne convient donc pas aux moteurs à grande vitesse.
● En fonction de la combinaison de l'arbre et du noyau. Il peut être divisé en un arbre moleté central, un arbre à manchon chaud et un arbre de rainure de clavette central. L'arbre moleté est utilisé pour les petits moteurs jusqu'à 10 kW, éliminant ainsi le besoin d'usinage et de rainures de clavette. Cependant, lorsque l'arbre est pressé dans le noyau, l'arbre se déforme facilement. Pendant le fonctionnement du moteur, certains des noyaux de rotor moletés se déplacent axialement. Ce type de déformation de l’arbre est provoqué par le serrage excessif du noyau et de l’arbre, et le déplacement axial est causé par une interférence insuffisante entre les deux.
La partie centrale de l’arbre du manchon chaud n’est ni moletée, ni calée. Il y a une certaine quantité d'interférence entre l'arbre et le trou intérieur du noyau, et le noyau est inséré dans l'arbre à l'état chaud. La combinaison du noyau du rotor et de l’arbre est très fiable tant que l’interférence est correctement sélectionnée.
L'arbre avec la rainure de clavette au milieu peut être divisé en une section avec une rainure et une rainure de clavette à deux étages et en un arbre avec une clavette pour un petit moteur. Un arbre avec deux entrées de clavette est utilisé pour les moteurs de moyenne à grande taille. Le noyau du rotor (ou support) et l'arbre sont clavetés. Le noyau est fixé axialement, l’épaulement est ajouté à une extrémité et l’autre extrémité est serrée dans la rainure annulaire de la clé sur l’arbre par une clé incurvée. Ce type d’arbre peut transmettre un couple élevé et est souvent utilisé pour les moteurs de forte puissance et les moteurs fréquemment inversés en cours de fonctionnement ou ne convenant pas au manchon à chaud du noyau du rotor.
● Classer selon la forme de l'extension de l'arbre. Il peut être divisé en un arbre d'extension cylindrique, un arbre d'extension conique et un arbre avec un demi-accouplement. L'arbre cylindrique est facile à usiner et est principalement utilisé dans le moteur. L'arbre de forme ronde a un boulon de fixation et une grande quantité de traitement. Cependant, la roue de transmission intégrée est facile à charger et à décharger et est principalement utilisée dans des moteurs spéciaux. L'arbre avec le demi-accouplement est principalement utilisé pour les générateurs hydroélectriques et les gros moteurs à courant continu.
● Classer selon la forme de l'axe. Il peut être divisé en un arbre plein, un arbre avec un trou profond à une extrémité et un arbre avec un trou central. Les arbres pleins sont le plus souvent utilisés dans les moteurs. Un arbre avec un trou profond à une extrémité est principalement utilisé pour un moteur asynchrone à bobines, de sorte que le fil conducteur sur le rotor est connecté à la bague collectrice à l'extérieur du couvercle d'extrémité à travers le trou. L'arbre avec le trou traversant central est principalement utilisé pour les gros moteurs: dans le groupe turbo-alternateur à refroidissement par eau, le trou traversant central est également utilisé dans le cadre du circuit d'eau de refroidissement.
● Selon la classification magnétique des guides d'axes. Peut être divisé en un axe magnétique et un axe non magnétique. L'arbre de guidage magnétique est principalement utilisé dans un générateur à turbine à vapeur. Les arbres des autres moteurs ne nécessitent généralement pas de guidage magnétique.
● Autres méthodes de classification. Selon le nombre d'extensions d'arbre, il peut être divisé en arbre d'extension d'arbre simple et en arbre d'extension double d'arbre; selon le nombre de roulements, il peut être divisé en un seul arbre de roulement, une transmission à double roulement et un arbre à plusieurs roulements.
