I motori vengono utilizzati come fonte di azionamento in vari settori industriali, come gli impianti di produzione, le apparecchiature mediche e gli strumenti di precisione. Poiché le loro prestazioni influenzano la qualità complessiva del prodotto e l’efficienza produttiva, è fondamentale comprendere e gestire correttamente la “durata” dei motori.
In questo articolo spiegheremo in modo sistematico tutto ciò che i tecnici devono sapere: dalla definizione esatta della durata di vita di un motore ai fattori che la influenzano, fino ai punti chiave per la scelta e il funzionamento che consentono di massimizzarla. Scegliendo il motore giusto, potrai ridurre i costi di manutenzione e migliorare il tasso di disponibilità.
| A cura di: Gruppo Commerciale Componenti Elettronici, C.I. TAKIRON Corporation Questo articolo è stato curato sulla base delle competenze tecniche avanzate e delle conoscenze acquisite nel corso degli anni, sin dalla fondazione dell’azienda nel 1919, come leader nel settore della lavorazione delle materie plastiche.Il nostro reparto analizza costantemente le tendenze di mercato e le ultime tecnologie relative ai micromotori ultracompatti e ad alta precisione, concentrandosi sulla fornitura di informazioni di alto valore aggiunto a progettisti e sviluppatori. In qualità di team di esperti che conosce a fondo le caratteristiche dei prodotti, ti aiutiamo a risolvere le tue sfide e a promuovere l’innovazione tecnologica attraverso contenuti accurati e pratici. |
Definizione e criteri di valutazione della durata del motore
Per capire con precisione la durata di un motore, non basta considerare il semplice stato di arresto, ma bisogna valutare in base a criteri di prestazione.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Vita utile meccanica e vita utile elettrica
- I sintomi principali che indicano un calo delle prestazioni
Di seguito, daremo un’occhiata più da vicino a ciascuno di questi criteri di valutazione.
Vita utile meccanica e vita utile elettrica
La durata del motore si divide sostanzialmente in durata meccanica e durata elettrica. La durata meccanica dipende dall’usura delle parti mobili, come i cuscinetti e le spazzole. Con il ripetersi dei giri, il grasso dei cuscinetti si deteriora e l’attrito tra le parti metalliche aumenta, causando la comparsa di rumori anomali e vibrazioni.
D’altra parte, la durata elettrica dipende dal deterioramento dell’isolamento degli avvolgimenti e dal degrado delle bobine. In ambienti ad alta temperatura o in caso di funzionamento in sovraccarico, i materiali isolanti si deteriorano, aumentando il rischio di cortocircuiti e dispersioni di corrente.
A seconda dell’ambiente di utilizzo e delle condizioni di carico, cambia quale dei due aspetti si esaurisce per primo, quindi è necessario valutare entrambi. Nelle applicazioni che prevedono ripetute accensioni e spegnimenti, la durata meccanica tende a esaurirsi prima, mentre negli ambienti in cui il dispositivo è esposto a temperature elevate durante il funzionamento continuo, spesso è la durata elettrica a esaurirsi per prima.
I sintomi principali che indicano un calo delle prestazioni
Quando il motore si avvicina alla fine della sua vita utile, compaiono alcuni sintomi. Uno dei più comuni è lo scostamento dal valore nominale del numero di giri. Quando non riesce più a mantenere il numero di giri nominale, le prestazioni dell’intero impianto azionato ne risentono.
Inoltre, a causa della diminuzione della coppia, la potenza erogata non sarà più quella prevista. Anche l’aumento della corrente assorbita è un indicatore da non trascurare, poiché è segno di una riduzione dell’efficienza. Inoltre, la comparsa di rumori anomali e vibrazioni indica l’usura dei cuscinetti o uno squilibrio. Bisogna prestare attenzione anche all’aumento della generazione di calore.
In genere si tende a considerare la “messa fuori uso” come la fine della vita utile, ma quando compaiono questi sintomi bisogna ritenere che le prestazioni nominali non siano più garantite e valutare gli interventi adeguati. Dal punto di vista della manutenzione preventiva, è necessario monitorare regolarmente questi sintomi e mettere in atto un sistema che permetta di individuare tempestivamente i segnali di fine vita.
I fattori principali che influenzano la durata del motore
La durata del motore dipende in gran parte da tre fattori: l’ambiente di utilizzo, le condizioni di carico e la manutenzione.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Temperatura, umidità e corpi estranei influenzano la durata
- Rischio di sovraccarico e avviamenti e arresti frequenti
- Una lubrificazione adeguata e controlli periodici prolungano la durata
Fattori ambientali come la temperatura e l’umidità circostanti, fattori di carico quali il funzionamento in condizioni di sovraccarico o gli avviamenti e arresti frequenti, nonché la presenza o meno di una corretta gestione della lubrificazione e di ispezioni periodiche, possono far variare la durata di vita anche di diverse volte.
Soprattutto in ambienti con temperature elevate, il deterioramento dei materiali isolanti accelera e, in caso di funzionamento in sovraccarico, l’usura dei cuscinetti aumenta; per questo è fondamentale tenerne conto fin dalla fase di progettazione.
Temperatura, umidità e corpi estranei influenzano la durata di vita
Le condizioni ambientali di utilizzo influiscono direttamente sulla durata del motore. Le temperature elevate accelerano il deterioramento dei materiali isolanti e sono un fattore che riduce notevolmente la durata. Nei sistemi di isolamento standard, secondo una regola empirica basata sulla legge di Arrhenius, si stima che ogni aumento di 10 °C della temperatura dimezzi la durata.
Ad esempio, se usi un motore progettato per una temperatura nominale di 40 °C in un ambiente a 50 °C, la sua durata prevista potrebbe dimezzarsi. In ambienti con elevata umidità, la resistenza di isolamento diminuisce, il che è un fattore da non sottovalutare perché può causare problemi come dispersioni di corrente o cortocircuiti.
Inoltre, l’ingresso di polvere o corpi estranei può causare l’usura dei cuscinetti o un contatto difettoso delle spazzole. È necessario prestare particolare attenzione negli ambienti di produzione e nelle installazioni all’aperto, ed è quindi importante scegliere un motore con un grado di protezione adeguato (standard IP).
Rischio di sovraccarico e avviamenti e arresti frequenti
Anche le condizioni di carico sono un fattore che influisce notevolmente sulla durata del motore. Se si applica un carico superiore al valore nominale, la temperatura interna del motore aumenta e le sollecitazioni meccaniche si intensificano, accelerando l’usura dei cuscinetti e delle spazzole. Quando il motore funziona con una coppia superiore a quella nominale, aumenta la quantità di calore generata dagli avvolgimenti e l’isolamento si deteriora più rapidamente.
Inoltre, gli avviamenti e le arresti frequenti sono fattori che riducono la durata di vita a causa dello stress elettrico dovuto alla corrente di spunto e dei carichi d’urto al momento dell’avvio. Soprattutto nelle applicazioni in cui si ripetono centinaia di avviamenti e arresti al giorno, la durata di vita tende a ridursi notevolmente rispetto al normale funzionamento continuo.Per le apparecchiature che richiedono movimenti ripetitivi, come i robot industriali o le porte automatiche, è necessario scegliere motori progettati per resistere agli avviamenti e agli arresti ripetuti.
Una lubrificazione adeguata e controlli periodici prolungano la durata
La qualità della manutenzione determina la durata effettiva del motore. Di seguito trovi i principali interventi di manutenzione e i relativi effetti*.
| Voci di manutenzione | Contenuti ed effetti |
| Rabbocco del grasso | Un corretto rabbocco del grasso nei cuscinetti riduce l’attrito e previene rumori anomali e surriscaldamento. |
| Sostituzione delle spazzole | La sostituzione periodica delle spazzole previene i problemi di contatto e garantisce un flusso di corrente stabile. |
| Rilevamento di rumori anomali e vibrazioni | Il rilevamento tempestivo permette di prevenire guasti improvvisi e di pianificare la sostituzione dei componenti. |
| Pulizia | Rimuovendo la polvere esterna si mantiene la capacità di raffreddamento e si previene l’ingresso di corpi estranei. |
Una manutenzione programmata permette di prevenire guasti improvvisi e ridurre al minimo i tempi di fermo. Adottando un approccio di manutenzione preventiva e stabilendo un programma di ispezioni periodiche, si ottiene il massimo della durata dei motori e una riduzione dei costi complessivi.
*La tabella è solo un esempio e non illustra tutte le possibilità offerte dai nostri motori.
Criteri di scelta dei motori a lunga durata e le soluzioni di C.I. Takiron
Per massimizzare la durata del motore, l’approccio più efficace è scegliere, già nella fase iniziale di selezione, un motore con struttura e specifiche adatte alle condizioni d’uso.
Cosa tratteremo in questa sezione
- L’affidabilità garantita dalla struttura senza nucleo in ferro
- Esperienza nei settori medico, industriale e ottico
- La triade selezione-gestione-manutenzione
In particolare, i motori senza nucleo, grazie alla loro struttura priva di nucleo in ferro, non presentano perdite nel ferro e generano poco calore, garantendo così una lunga durata.
I micromotori di C.I. Takiron vantano una vasta esperienza di impiego in settori che richiedono un’elevata affidabilità, come quello delle apparecchiature mediche e degli strumenti di precisione. Grazie alle loro caratteristiche quali l’assenza di cogging, le basse vibrazioni e l’elevata efficienza, si distinguono per la capacità di mantenere prestazioni stabili a lungo anche in condizioni ambientali difficili.
L’affidabilità garantita dalla struttura senza nucleo in ferro
I motori senza nucleo garantiscono una maggiore durata grazie alla loro struttura, diversa da quella dei motori tradizionali. Poiché non hanno un nucleo in ferro, generano meno calore dovuto alle perdite nel ferro, il che permette di limitare l’aumento della temperatura interna. Dato che l’aumento della temperatura porta direttamente al deterioramento dei materiali isolanti, la minore generazione di calore contribuisce direttamente a prolungarne la durata.
Inoltre, dato che la coppia di cogging (irregolarità di rotazione) è praticamente pari a zero, lo stress meccanico è ridotto e anche il carico sui cuscinetti è minore. Inoltre, essendo privo di nucleo in ferro, è leggero e, grazie al basso momento d’inerzia, ha un design che garantisce un’ottima reattività. Gli urti in fase di avvio e arresto sono minimi e la struttura è in grado di garantire prestazioni stabili anche in applicazioni che richiedono operazioni ripetute e frequenti.
Grazie a queste caratteristiche, rispetto ai motori tradizionali con nucleo in ferro, si riesce a ridurre il surriscaldamento e le sollecitazioni meccaniche, il che fa sperare in una maggiore durata.
Esperienza nei settori medico, industriale e ottico
I micromotori di C.I. Takiron hanno dimostrato di saper soddisfare le rigorose esigenze di ogni settore. Ecco i principali campi di applicazione e le caratteristiche:
| Settore | Caratteristiche richieste | La risposta di C.I. Takiron |
| Dispositivi medici | Elevata affidabilità Basse vibrazioni Design compatto | Sviluppo di motori con eccellenti prestazioni in termini di controllo di precisione e silenziosità |
| Apparecchiature industriali | Funzionamento continuo per lunghi periodi Resistenza agli urti | Grazie alla struttura a bassa generazione di calore, mantiene prestazioni stabili anche durante il funzionamento continuo |
| Apparecchiature ottiche | Posizionamento ad alta precisione Silenziosità | L’elevata reattività favorisce il controllo di precisione, ad esempio nell’autofocus |
| Sicurezza | Avvio a bassa tensione Risparmio energetico | Si accende già a partire da 1,0 V, prolungando la durata della batteria |
Offriamo soluzioni ottimali grazie alla personalizzazione in base alle specifiche richieste di ogni settore e a un sistema di supporto che ti accompagna fin dalla fase di prototipazione.
Ciò che determina la durata del motore è l’ottimizzazione in fase di progettazione
Non basta un solo fattore per garantire una lunga durata del motore. È fondamentale scegliere le specifiche adatte all’applicazione e mantenere il carico, la temperatura e le condizioni di alimentazione entro i limiti previsti dal progetto. Soprattutto nel caso dei motori di piccole dimensioni, la cui struttura non prevede interventi di manutenzione, l’ottimizzazione nella fase iniziale di progettazione influisce notevolmente sulla durata.
C.I. Takiron non si limita a fornire prodotti, ma, attraverso test di valutazione e verifiche delle condizioni, aiuta i clienti a ottimizzare la durata dei motori fin dalla fase di progettazione.
Riepilogo
Per “durata di vita del motore” si intende lo stato in cui non è più possibile mantenere le prestazioni nominali; ciò dipende dall’insieme di fattori quali l’ambiente, il carico e la manutenzione. Per prolungarne la durata, l’approccio più efficace consiste nel scegliere fin dall’inizio un motore adatto alle condizioni d’uso. In particolare, i motori senza nucleo garantiscono un’elevata affidabilità e una lunga durata grazie ai loro vantaggi strutturali.
I micromotori di C.I. Takiron vantano una comprovata esperienza in un’ampia gamma di settori, tra cui quello medico, industriale e ottico, e, grazie alla possibilità di personalizzazione e al supporto tecnico, contribuiscono allo sviluppo dei prodotti dei clienti e al miglioramento dell’efficienza produttiva. Per qualsiasi domanda sulla scelta dei motori o sulla loro durata, contatta C.I. Takiron.
Informazioni sui prodotti e richieste di informazioni
Per maggiori dettagli sui micromotori di C.I. Takiron, dai un’occhiata al sito web qui sotto.
- Sito del prodotto: https://cik-ele.com/
- Motori senza nucleo: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Motori brushless: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Motoriduttore: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Encoder: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Se hai difficoltà a scegliere il motore compatto giusto per lo sviluppo del tuo prodotto, non esitare a contattarci tramite il modulo di richiesta. Un nostro tecnico valuterà l’applicazione e le tue esigenze per proporti la soluzione più adatta.
- Contatti: https://cik-ele.com/contact/
