Maßgefertigte Servomotor-Gehäuse aus Aluminium: Stator, Lager und Rückmeldeschnittstellen

Kurze Antwort: Maßgefertigte Servomotor-Gehäuse aus Aluminium

BAOSONG fertigt ein Servomotorgehäuse, bei dem der Stator, das Lagersystem und die Rückkopplungsschnittstellen als eine mechanische Kette konzipiert sind. Für kompakte Wechselanordnungen und entsprechende Nachbestellungen empfehlen wir die integrale CNC-Bearbeitung. Bei stabilen, sich wiederholenden Abschnitten kann die Strangpresstechnik mit bearbeiteten Funktionsmerkmalen zum Einsatz kommen; bei integrierten, stabilen Körpern kann ein Gussrohling mit endbearbeiteten kritischen Schnittstellen sinnvoll sein.

Ein Servomotorgehäuse aus Aluminium sorgt für eine leichte Bauweise und einen praktischen Wärmeableitungsweg und verfügt gleichzeitig über präzise Befestigungsmerkmale. Wir stimmen den Statorsitz, die Lagerbezugspunkte, die Position der Endglocke, den Platz für Encoder und Bremse, die Anschlüsse sowie die Oberflächenbereiche aufeinander ab. Der Vorschlag legt fest, welche Komponentenmerkmale geprüft werden und welche Ergebnisse der montierten Motoren einer gesonderten Bestätigung bedürfen.

Senden Sie uns Ihre Gehäusezeichnung, den Motorumriss, ein Beispielfoto oder beschreiben Sie uns Ihr Passungs- und Temperaturproblem. Wir unterbreiten Ihnen dann Vorschläge zur Konstruktion, zu den Prioritäten bei den Schnittstellen sowie zum Umfang des Angebots. Fordern Sie Ihr individuelles Angebot für ein Servomotor-Gehäuse an.

Auf einen Blick: Wählen Sie das Gehäuse um den Motorblock aus

Was das Servogehäuse vereinen muss

Ein Präzisionsmotorgehäuse für eine Servoanwendung muss in seinen mechanischen Schnittstellen auf den ausgewählten Motor und die gewählte Rückkopplungsarchitektur abgestimmt sein. Ein Roboterservo-Gehäuse kann zwar in einer Gelenkbaugruppe untergebracht sein, doch der Motorkörper und der gesamte strukturelle Träger des Gelenks erfüllen unterschiedliche Funktionen. BAOSONG liefert den maßgeschneiderten Gehäusekörper, die vereinbarten Endkappen sowie die dazugehörigen mechanischen Gehäusekomponenten im vereinbarten Umfang.

Unser Aluminiumkomponenten für die Robotik und Automatisierung mehrere Positionen in dieser Baugruppe abdecken. Für eine umfassendere Planung von Rohlingen und Bauteilen siehe unsere Allgemeine Anleitung zum Aluminium-Motorgehäuse. Dieser Artikel befasst sich mit dem kompakten Servostapel: Stator, Lager, Rückmeldung, Bremse und die dazugehörigen Referenzen. Ein bloßes Gehäuse ist kein nennleistungsfähiger Motor, kein Antrieb und kein fertiges Robotergelenk.

Erstellen Sie die Funktionskette, bevor Sie Toleranzen zuweisen.

Ermitteln Sie, woran der Stator fixiert ist, wodurch die Lagerachse des Rotors festgelegt wird und wie die vorderen und hinteren Schnittstellen mit diesen Bezugspunkten verbunden sind. Berücksichtigen Sie eine separate Endglocke, sofern diese in der Konstruktion vorgesehen ist. Fügen Sie anschließend die Positionierung und Justierung des Encoders, die Befestigung der Bremse, Wellenschultern sowie Platz für Kabel oder Steckverbinder hinzu. Eine äußere, optische Oberfläche muss nicht den gesamten Stapel bestimmen.

BAOSONG setzt dieses Layout in eine Karte der kritischen Merkmale um. Dabei wird zwischen Bohrungsdurchmesser und -form einerseits und der Ausrichtung und Position zwischen den Schnittstellen andererseits unterschieden. Selbst bei einem engen Durchmesser können die Motorkomponenten noch falsch zueinander stehen. Wir konzentrieren die Bearbeitung und Prüfung auf die tatsächliche Funktion, anstatt jede Maßangabe in der Zeichnung gleichermaßen zu straffen.

Kollmorgens Anleitung zur Montage eines rahmenlosen Motors stellt einen Zusammenhang zwischen der Steifigkeit des Lagersystems und den modellspezifischen Anforderungen an die Kontur her, um den Abstand zwischen Rotor und Stator aufrechtzuerhalten. Verwenden Sie für diesen Zusammenhang die ausgewählte Motorzeichnung und die Betriebsbedingungen; die allgemeine Bearbeitungstoleranz eines Lieferanten ist kein Ersatz dafür.

Legen Sie die Lagerpassung, die axiale Fixierung und die thermische Spielraum gemeinsam fest

Zunächst legen wir die Lagerbezeichnung und -anordnung fest und definieren anschließend den Gehäusesitz. Die Passung eines Lagersitzes muss die Belastung des Rings, die Abstützung des Gehäuses, das Material und die Temperatur berücksichtigen – und nicht eine allgemeine H7-Angabe, die von einem anderen Motor übernommen wurde. SKF-Leitfaden zur Passung von Welle und Gehäuse identifiziert diese Auswahlkriterien. Wir setzen die ausgewählte Passform in Anforderungen an Bohrungsgröße, Form, Schulter und Prüfung um, die konsistent umgesetzt werden können.

Unterscheiden der Sitz zwischen Außenring und Gehäuse von das interne Spiel oder die vorgegebene Vorspannung des Lagers. Das wahllose Festziehen einer Befestigung kann zu einem anderen Problem im Inneren des Lagers führen; NSK erläutert, wie sich die Einbau- und Betriebsbedingungen auf das interne Spiel auswirken. Bei unserer Prüfung werden die Montage- und Betriebsbedingungen bei kalten Bauteilen überprüft, bevor ein Austausch des Sitzes empfohlen wird. Bei einem Aluminiumgehäuse und einem Stahlring müssen die ungleichen Wärmeausdehnungen und die tatsächlichen Bauteil-Temperaturen berücksichtigt werden; eine Passung bei Raumtemperatur allein reicht nicht aus.

Bei einer feststehenden/nicht feststehenden Anordnung ist der angegebene axiale Spielraum einzuhalten; je nach Lagerausführung kann dieser an einem Ringsitz oder im Inneren des Lagers liegen. Ein als beweglich vorgesehener Ring darf nicht zwischen zwei Schultern eingeklemmt werden. Eine bewusst vorgespannte Ausführung folgt einer eigenen Lageranordnung und einem eigenen Montageverfahren. BAOSONG überträgt diese Wahl auf die Geometrie der Endglocke und des Halterings und legt anschließend fest, welche Maße vor und nach der Montage überprüft werden.

Ein Lager lässt sich zwar kalt einbauen, wird aber im Betrieb laut oder locker? Bitte geben Sie die Lagerbezeichnung, den Gehäusebereich sowie die festgestellten Temperaturen oder Symptome an. Bitten Sie BAOSONG um eine Überprüfung der Housing-Schnittstelle. Wir werden uns bei unserem Vorschlag auf den Sitz, die Stütze, den axialen Aufbau und die Oberflächenbeschaffenheit konzentrieren, da diese Faktoren das Ergebnis beeinflussen können.

Den Stator mit einer geeigneten Montagevorrichtung positionieren und fixieren

Gehen Sie von den vom Motorlieferanten zugelassenen Befestigungsmethoden und Abmessungen für den Stator aus. Vergleichen Sie eine definierte Klemmbefestigung, eine zugelassene Klebeschnittstelle oder eine andere spezifizierte Befestigungsmethode hinsichtlich Drehmomentreaktion, Wärmeübertragung sowie Ein- und Ausbau. Eine Passform, die ausschließlich im Hinblick auf eine einfache Montage bei Raumtemperatur ausgewählt wurde, bietet möglicherweise nicht das erforderliche Verhalten über den gesamten Betriebsbereich hinweg.

Bei einer Klemmkonstruktion schlagen wir eine leicht zugängliche Halterung und, sofern es die Konstruktion erfordert, eine Formschulter vor. Bei der Verklebung sind Klebstoff, Spaltmaß, Oberflächenvorbereitung, Aushärtung und Prüfung in Abstimmung mit dem zuständigen Motorkonstrukteur festzulegen. Eine thermische Passung erfordert eine eigene Material- und Temperaturprüfung. Wir fertigen die Schnittstellen gemäß der vereinbarten Methode und verwenden nicht für jeden Stator dieselbe Presspassung.

Kollmorgens Beispiele für Klemm- und Schraubverbindungen einen praktikablen Ansatz für bestimmte Motorfamilien aufzeigen. Die in ihrem Beispiel genannten Abstände und Rahmengrößen dürfen nicht als allgemeingültige Abmessungen für Servogehäuse angesehen werden.

Warum sollte man Aluminium für das Servogehäuse wählen?

Aluminium ermöglicht eine geringe bewegliche Masse sowie die Bearbeitung kompakter Sitze, Schultern, Anschlüsse und Befestigungsflächen. Es kann Wärme von einem ordnungsgemäß integrierten Stator an die umgebende Struktur oder die Kühlschnittstelle ableiten. Externe Kühlrippen oder ein sich wiederholendes Hohlprofil können integriert werden, sofern sie der jeweiligen Wärmeableitungsanordnung entsprechen.

Für ein kompaktes Gehäuse, das aus dem Vollen gefertigt ist, 6061 in einem spezifizierten T6-Zustand oder in einem geeigneten, spannungsfreien Rohzustand ist ein geeigneter erster Kandidat. Vor der Freigabe überprüfen wir die genaue Produktform, den Materialabtrag bei der Bearbeitung und die Anforderungen an die fertige Schnittstelle. Bei wiederholten Rippen- oder Hohlprofil-Strangpressteilen bewerten wir zudem 6063-T5 oder T6 sofern die baulichen Belastungen dies zulassen. Hydros Leitfaden zu 6063 hebt die Vorteile bei der Extrusion und der Oberflächenveredelung hervor und zeigt gleichzeitig Fälle auf, in denen andere Legierungen vorzuziehen sind.

Die Materialauswahl richtet sich nach der Funktion des Gehäuses: Bei einem stark belasteten Befestigungsflansch kann die Wahl der Legierung, des Querschnitts oder der lokalen Abstützung eine Rolle spielen; bei einem stabilen, gerippten Gehäuse kann ein Strangpressprofil vorteilhaft sein. BAOSONG wägt diese Optionen unter Berücksichtigung von Haltbarkeit, Wärmekontakt, Umgebungsbedingungen und Oberflächenbeschaffenheit ab. Eine andere Legierung ist kein Ersatz für die Behebung einer schwachen Lagerung oder eines unterbrochenen Wärmepfads.

Platz für Encoder, Bremse und Steckverbinder vorsehen

Die Montagefläche des Drehgebers muss den Ausrichtungs- und Einstellanforderungen des ausgewählten Geräts entsprechen. Unterscheiden Sie die rotierende Referenz von der stationären Referenz des Lesekopfes oder des Gehäuses und sorgen Sie für einen ungehinderten Zugang zum Einstellen, Anschließen und Warten des Geräts. Eine generische Drehgeberaufnahme gewährleistet keine Genauigkeit der installierten Rückmeldung.

Legen Sie den axialen Bauraum für Bremse und Welle anhand der tatsächlichen Bauteilzeichnungen fest. Geben Sie an, ob das ausgewählte Bauteil für das Halten, das dynamische Abbremsen oder eine andere definierte Aufgabe vorgesehen ist. Die Montage, die Abstände, die Betriebsbedingungen und die Anwendungsprüfung richten sich nach der gewählten Ausführung. Wir stimmen den Einbauraum und die Bezugsmaße ab, ohne dem Bauteil eine Brems- oder Sicherheitsklasse zuzuweisen.

Überprüfen Sie die Anbringung der Steckverbinder, den Biegungsspielraum der Kabel sowie die Zugentlastung entlang der hinteren Abdeckung und der Befestigungselemente. Wir empfehlen einen abnehmbaren hinteren Abschnitt, sofern dieser einen praktischen Zugang für Wartungsarbeiten ermöglicht, und zwar mit einem festgelegten Führungs- oder Positionierungssystem, damit die Montageposition beim Abnehmen nicht vom Spielraum der Schrauben abhängt.

Wählen Sie den Rohling separat vom Layout der Endglocke aus

Separate Endglocken können mit jeder dieser Rohleitungen verwendet werden. Wir empfehlen ein feststehendes, abnehmbares Endstück, wenn es den Einbaupfad für Rotor und Lager ermöglicht oder einen praktischen Zugang für Rückmeldungen bietet. Die Gehäuseführung, die Endglockenausrichtung, die Sitzfläche und die Halterung bilden dann eine kontrollierte Baugruppe. Ein integriertes Ende ist sinnvoll, wenn es diese Beziehung vereinfacht, ohne den Einbau oder die Inspektion zu behindern. Bei keiner der beiden Konstruktionsweisen entfällt die Notwendigkeit, die endgültigen Lager- und Statorreferenzen zu überprüfen.

Unser Präzisionsbearbeitung von Aluminium mittels CNC-Fräsen verbindet den Rohling mit den Bearbeitungsmerkmalen. Die CNC-Bearbeitung kann weiterhin als Verfahren für die Serienfertigung dienen. Eine Prozessänderung lohnt sich, wenn sie das akzeptierte Ergebnis des Gehäuses – einschließlich Endbearbeitung und Prüfung – verbessert und nicht nur den Preis des unbearbeiteten Rohlings senkt.

Die Referenzwerte während der Bearbeitung und Endbearbeitung beibehalten

Planen Sie den Statorsitz, die Führungsbohrungen für Lager oder Endglocken sowie die Befestigungsfläche anhand einer kontrollierten Positionierungssequenz. Falls der Zugang von der gegenüberliegenden Seite eine weitere Einrichtung erfordert, legen Sie fest, wie die funktionalen Bezugspunkte übertragen werden. Dünne Abschnitte benötigen eine Abstützung, die die Schnittbewegung begrenzt, ohne ein verformtes Gehäuse in eine scheinbar akzeptable Position zu zwingen.

Trennen Sie Passungen zur Positionierung von Bereichen für Wärmeübertragung, elektrische Erdung, Abdichtung und sichtbare Oberflächen. Geben Sie eine Abdeckung oder eine nachträgliche Bearbeitung an, wenn eine Beschichtung den geforderten Zustand verändern würde. Unsere Planung der Oberflächenveredelung von Aluminium macht diese Unterschiede deutlich, bevor die Komponente beschichtet wird.

Überprüfen Sie die Positionierung der Endglocke und die vorgeschriebene Reihenfolge der Befestigung, bevor Sie die montierte Bohrungsausrichtung abnehmen. Behalten Sie den vom Motorsystem geforderten Erdungspfad bei, anstatt alle Kontaktflächen einheitlich zu beschichten. Die elektrische Durchgängigkeit und die endgültige Motoraufstellung erfordern zusätzlich zur Dokumentation der blanken Bauteile eine vereinbarte Überprüfung.

Legen Sie die zulässige Lagerung, Temperatur und den Montagezustand fest. Eine im freiliegenden Zustand gemessene Lagersitzbohrung und dieselbe Bohrung nach der Befestigung der Endhaube können unterschiedliche Aussagen liefern. Wir ermitteln die relevanten Prüfungen und Aufzeichnungen, anstatt einen einzelnen Bohrungsmesswert als Nachweis für die gesamte Motorgeometrie heranzuziehen.

Wie BAOSONG Probleme mit Servogehäusen löst

Geben Sie an, was die Nachweise zur Wohnsituation belegen müssen

Unser Planung der Bauteilprüfung verknüpft die Zeichnung mit Verfahren, Bedingungen und Aufzeichnungen. Für das gelieferte Gehäuse sind Maß- und Materialnachweise erforderlich, die den jeweiligen Anforderungen entsprechen. Der Temperaturanstieg des Motors, die Rückkopplungsleistung, die Schwingungen und die Schutzart sind Bestandteil der festgelegten Baugruppenkonfiguration und des Prüfplans.

Zwei praktische Ansatzpunkte für Servo-OEMs

Beispiel für ein kompaktes Motorpaket. Ein Team hat sich für einen Motorbausatz und ein Rückmeldegerät entschieden, ändert jedoch die Anordnung der hinteren Anschlüsse. Wir empfehlen ein gefrästes Gehäuse mit einem zugänglichen hinteren Bereich. Unser Vorschlag fixiert die Stator- und Lager-Referenzkette und bewahrt gleichzeitig den Einstell- und Wartungsraum für den gewählten Encoder.

Beispielhafte Familie wiederkehrender Motoren. Mehrere zugelassene Modelle weisen einen gemeinsamen Außenabschnitt auf, verfügen jedoch über unterschiedliche bearbeitete Endmerkmale. Wir vergleichen einen stranggepressten Rohling mit dem derzeitigen Fertigungsablauf, einschließlich Statorsitz, Endglocken-Führungsbohrungen, Endbearbeitung und zugelassener Maßbeziehungen. Die Alternative durchläuft den vereinbarten Bestätigungs- und Änderungsgenehmigungsprozess.

Achten Sie darauf, dass die Grundlinie des Servogehäuses bei der Volumenversorgung einheitlich bleibt

Die Fertigung von Servomotor-Gehäusen in Großserie beginnt mit der festgelegten Materialbeschaffenheit, dem Rohling, der Positionierungsreihenfolge und den endgültigen Oberflächenbereichen. Ein repräsentatives Erststück durchläuft diesen Fertigungsablauf. Bei der Serienfertigung von Servomotor-Gehäusen müssen die funktionalen Zusammenhänge und der dokumentierte Prüfzustand gewahrt bleiben, nicht nur die Außenabmessungen.

BAOSONG prüft Änderungen an Rohling, Statorbefestigung, Endglocken-Führungsstiften, Beschichtung und Prüfvorrichtung hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Passgenauigkeit, Wärmeentwicklung und Ausrichtung. Genehmigte Zeichnungen können direkt in die Fertigung und Angebotsprüfung übergehen; ein Transferprojekt erhält einen festgelegten Erstmuster- und Nachbestellungsvorschlag.

Warum sollten Sie sich bei Servomotor-Gehäusen für BAOSONG entscheiden?

Angebot für Servomotor-Gehäuse anfordern

BAOSONG unterbreitet Ihnen ein verbindliches Angebot, nachdem wir Ihre Gehäusezeichnung oder Ihre Anforderungen, die Schnittstellen von Motor und Gerät, das Material, die Oberflächenbeschaffenheit, die Stückzahl und den Prüfumfang geprüft haben. Senden Sie uns Ihre aktuellen Informationen zu; wir werden dann die noch fehlenden Angaben ermitteln, die für ein konkretes Angebot erforderlich sind.

Häufig gestellte Fragen

Was sollte ich beachten, wenn ich ein Servogehäuse aus China beziehe?

Vergleichen Sie die gleiche Zeichnungsrevision, einschließlich der Endkappen, des Materialzustands, der Befestigungsmethode und der endgültigen Oberflächenbereiche. Legen Sie die funktionalen Referenzen, den Messzustand und die Erstmusterprotokolle fest. Ein Angebot für ein rohes Gehäuse und eines für eine fertige Gehäusebaugruppe stellen unterschiedliche Leistungsumfänge dar.

Kann BAOSONG anhand eines Musters eine Ersatz-Endkappe anfertigen?

Ja. Senden Sie uns das Muster, die Motorkennzeichnung sowie die Ihnen vorliegenden Informationen zum Gegengehäuse und zu den Lagern zu. Wir unterscheiden zwischen der vorgesehenen Geometrie und Verschleiß oder früheren Reparaturen, ermitteln die Pass- und Lagerbeziehungen und unterbreiten Ihnen einen Vorschlag für die Ersatzzeichnung und den Abnahmeumfang. Eine verschlissene Bohrung ist ein Anhaltspunkt für weitere Untersuchungen und nicht automatisch das Nennmaß, das reproduziert werden muss.

Wann ist ein Lagersitz-Einsatz aus Stahl sinnvoll?

Ziehen Sie diese Lösung in Betracht, wenn es um wiederholte Wartungsarbeiten, Sitzverschleiß oder ein Problem mit der thermischen Anpassung geht, das mit dem direkten Aluminiumsitz nicht zufriedenstellend gelöst werden kann. Zunächst vergleichen wir diese Lösung mit einer Korrektur der ursprünglichen Auflage und Passform. Ein Einsatz bringt seine eigene Haltekraft, Wandstärke, thermische Schnittstelle und Bearbeitungsreihenfolge mit sich; der Vorschlag muss diese Zusammenhänge berücksichtigen, anstatt einfach nur eine Hülse hinzuzufügen.

Kann ein Gehäuseteil für Motoren unterschiedlicher Länge verwendet werden?

Ein einheitliches Strangpressprofil kann sinnvoll sein, wenn der Stator-Durchmesser, der Einbauraum und das Kühlkonzept weiterhin kompatibel sind. BAOSONG vergleicht die Schnittlängen und die Varianten der bearbeiteten Enden, wobei für jedes Modell die axialen Stapel, die Anordnung der Bauteile und die Abnahmeanforderungen beibehalten werden. Ein gemeinsames Profil bedeutet nicht, dass die fertigen Gehäuse untereinander austauschbar sind.

Beginnen Sie mit der Gehäusezeichnung oder dem Motorlayout

Besprechen Sie Ihr maßgeschneidertes Servomotor-Gehäuse aus Aluminium mit BAOSONG. Senden Sie uns eine Zeichnung, ein Beispielfoto, einen Entwurf oder eine kurze Beschreibung des Problems.