1. Otimização do material: escolha plásticos de engenharia de alto desempenho
A eficiência mecânica dos excêntricos plásticos é afetada pela resistência do material, resistência ao desgaste e coeficiente de atrito. Diferentes materiais plásticos têm propriedades mecânicas diferentes e precisam ser selecionadas de acordo com condições de trabalho específicas.
Comparação de materiais plásticos comuns
| Material | característica | Cenários aplicáveis |
| Pom (polioximetileno) | Alta resistência, baixo atrito, resistência à fadiga, mas suscetível a ácido e corrosão alcalina | Transmissão de precisão, roda excêntrica de média e baixa carga |
| PA (nylon) | Boa resistência e resistência ao desgaste, mas as dimensões são instáveis após a absorção de umidade | O lubrificante excêntrico universal pode ser adicionado para melhorar o desempenho |
| PA GF (nylon reforçado com fibra de vidro) | Alta rigidez e resistência à fluência, mas um coeficiente de atrito um pouco mais alto | O lubrificante excêntrico universal pode ser adicionado para melhorar o desempenho |
| Peek (polietherethertone) | Alta resistência à temperatura (260 ° C), alta resistência, baixo desgaste, mas alto custo | Aeroespacial, equipamentos médicos e outros cenários de alta demanda |
| PTFE (Politetrafluoroetileno) | Fricção ultra-baixa, auto-lubrificante, mas baixa resistência mecânica | Usado em revestimentos ou materiais compostos para reduzir o atrito |
Estratégia de otimização de materiais
Alta carga dinâmica: escolha Peek ou POM para garantir alta resistência e baixo atrito.
Solução de baixo custo: use fibra de vidro de PA6 30% para equilibrar o custo e o desempenho.
Requisitos de auto-lubrificação: Adicione PTFE, MOS₂ (dissulfeto de molibdênio) ou grafite ao PA ou POM para reduzir o atrito e o desgaste.
2. Otimização da estrutura geométrica: reduzindo o atrito e a inércia
A estrutura geométrica da roda excêntrica afeta diretamente sua suavidade de movimento, perda de atrito e resistência inercial.
Otimização de excentricidade e perfil
Roda excêntrica circular tradicional: simples de fabricar, mas a curva de movimento não é suave o suficiente e fácil de produzir.
Plano de melhoria:
Roda excêntrica involuta: fornece uma trajetória de movimento mais suave e reduz a vibração.
Perfil ciclóide modificado: otimiza a distribuição de tensão de contato e melhora a vida.
Projeto assimétrico: otimiza para leis específicas de movimento, como mecanismos de came.
Design leve
Estrutura oca: cavar orifícios de redução de peso em áreas não estressadas (como o centro do cubo) para reduzir o momento da inércia.
Otimização topológica: use a análise de elementos finitos (FEA) para determinar a distribuição ideal do material e evitar a concentração de tensão.
Estrutura de paredes finas: reduza a espessura da parede, garantindo a rigidez, como o uso de costelas em vez de estruturas sólidas.
Otimização da superfície de contato
Rolando atrito em vez de deslizar o atrito: adicione rolamentos de agulha ou guias de bola entre a roda excêntrica e o seguidor para reduzir a perda de atrito.
Microtextura de superfície: Processamento a laser ou micro fossas ou ranhuras para melhorar a distribuição do lubrificante.
Otimização de peças de acasalamento: Evite emparelhar os mesmos materiais (como POM para POM), recomendo o POM ao aço ou a PA para aço inoxidável.
3. Otimização tribológica: reduzir a perda de energia
O atrito é o principal fator que afeta a eficiência mecânica, que pode ser otimizada das seguintes maneiras:
Design auto-lubrificante
Lubrificação incorporada: adicione PTFE, grafite ou mosca à matriz plástica para obter auto-lubrificação.
Processo de imersão em óleo: mergulhe o excêntrico em óleo lubrificante para permitir que o óleo penetre nos microporos para lubrificação a longo prazo.
Tecnologia de revestimento de superfície
DLC (filme de carbono semelhante a um diamante): Ultra-Hard, baixo atrito, adequado para requisitos de resistência a altos desgaste.
Pulverização por PTFE: Reduza o coeficiente de atrito, adequado para cenários de baixa e alta carga.
Anodizando (aplicável às peças de acasalamento de metal): Aumente a dureza da superfície e reduza o desgaste.
Otimização do método de lubrificação
Lubrificação de graxa: Adequado para excêntricos de média e baixa velocidade, exigindo manutenção regular.
Lubrificação sólida: como juntas de grafite, adequadas para cenários sem manutenção.
Otimização de atrito seco: escolha uma combinação de material de baixo atrito (como POM no aço).
4. Otimização do processo de fabricação: melhorar a precisão e consistência
O processo de fabricação afeta diretamente a precisão dimensional e as propriedades mecânicas da roda excêntrica.
Moldagem por injeção de precisão
Precisão do molde: verifique se a tolerância à cavidade é ≤0,02mm para evitar rebarbas e flash.
Otimização de parâmetros do processo: ajuste a temperatura da injeção, pressão e tempo de resfriamento para reduzir a deformação da tensão interna.
Pós-processamento: eliminar o estresse residual através do tratamento de recozimento para melhorar a estabilidade dimensional.
Correção da usinagem
Acabamento do CNC: execute o processamento secundário nas principais superfícies de contato para garantir a rugosidade da superfície (Ra≤0,8μm).
Correção de balanceamento dinâmico: rodas excêntricas de alta velocidade requerem testes de balanceamento dinâmico, e a quantidade de desequilíbrio é ajustada por perfuração ou contrapeso.
Impressão 3D (prototipagem rápida)
Para verificação do projeto: use SLS (nylon) ou MJF (HP Multi Jet Fusion) para imprimir amostras de teste.
Produção pequena em lote: adequado para rodas excêntricas personalizadas, mas a força não é tão boa quanto as peças moldadas por injeção.
