Системы воздухораспределения сплит-систем: опорные узлы шаговых электродвигателей привода жалюзи

Внутренние блоки бытовых и полупромышленных кондиционеров оснащаются системой направленного распределения воздуха. Позиционирование горизонтальных и вертикальных жалюзи (шторок) обеспечивается компактными шаговыми электродвигателями. Ротор и шестерни встроенного понижающего редуктора в таких моторах опираются на миниатюрные подшипники скольжения, рассчитанные на работу в режиме импульсного позиционирования.

Конструкция и условия работы

Шаговый двигатель привода жалюзи (на базе стандарта 24BYJ48 или его аналогов) представляет собой компактный модуль.

Эксплуатационные параметры его опорных элементов определяются следующими факторами:

• Тип опор. В качестве радиальных подшипников применяются микровтулки скольжения. Опора вала ротора часто выполняется из пористой спеченной бронзы, а оси пластиковых шестерен редуктора вращаются непосредственно в глухих отверстиях корпуса, отлитого из антифрикционных полимеров (полиацеталя или нейлона).
• Нагрузки. Радиальная нагрузка обусловлена небольшой массой пластиковой шторки. Вращение происходит на низких скоростях в шаговом режиме с частым реверсированием. Основное сопротивление возникает в моменты парковки жалюзи в крайних положениях.
• Условия среды. Опоры работают в зоне температурных перепадов — от комнатной температуры в выключенном состоянии до +7…+12 °C в режиме охлаждения. Фактором износа выступает оседание мелкодисперсной пыли. Трение полусухое, с заводской закладкой силиконовой демпфирующей смазки.

Подобный выбор материалов обусловлен ограничениями по габаритам и уровню шума. Отсутствие тел качения делает работу микроредуктора малошумной, что является важным требованием для внутренних блоков кондиционеров.

Варианты износа и потеря плавности хода

Износ опорных узлов шагового двигателя развивается постепенно и связан преимущественно с загрязнением смазочного материала или нерасчетными внешними воздействиями.

Сбои в работе привода происходят по следующим сценариям:

• Абразивная выработка втулок. Пыль, проходящая через фильтры внутреннего блока, оседает на корпусе мотора и проникает к зазорам вала. Смешиваясь с консистентной смазкой, она образует абразивную суспензию. Эта взвесь растачивает посадочные отверстия, увеличивая радиальный люфт ротора и выходного вала.
• Загустевание и высыхание смазки. При длительном простое кондиционера в межсезонье базовая смазка в микроредукторе может терять изначальную пластичность. Увеличившееся сопротивление вращению приводит к тому, что магнитного поля статора может не хватить для проворота ротора — двигатель начинает пропускать шаги при старте.
• Деформация опор при внешнем воздействии. Если пользователь вручную пытается изменить положение жалюзи, преодолевая сопротивление редуктора, полимерные оси шестерен испытывают нерасчетную радиальную нагрузку. Это провоцирует эллипсную выработку опорных гнезд и нарушение пятна контакта зубчатых передач.

Симптоматика износа узла выражается в появлении характерного треска при включении кондиционера (когда автоматика пытается выставить жалюзи в нулевое положение). Движение шторки становится прерывистым, она может останавливаться в промежуточных позициях, а при выключении сплит-системы — не закрываться до конца.

Вопрос-ответ

Почему в приводах жалюзи не используют миниатюрные шарикоподшипники для повышения надежности?

Внедрение подшипников качения в такую архитектуру часто избыточно. Стандартный шаговый двигатель привода имеет наружный диаметр корпуса около 24–28 мм, а скорости вращения выходного вала исчисляются единицами оборотов в минуту. Полимерные и бронзовые микровтулки успешно справляются с базовой нагрузкой, обеспечивая более низкий уровень акустического шума по сравнению с миниатюрными шарикоподшипниками.

Можно ли разобрать шаговый мотор и заложить новую смазку в изношенные втулки для устранения треска?

Корпус таких моторов обычно завальцован тонким металлом или собран на пластиковых защелках. При вскрытии высок риск нарушения соосности опор ротора. Кроме того, обновление смазки не компенсирует уже появившуюся эллипсную выработку пластиковых втулок редуктора, и пропуск шагов под нагрузкой может сохраниться. В сервисной практике мотор меняется в сборе.

Какую смазку допускается применять для наружных опорных втулок пластиковой шторки (жалюзи), если они начали скрипеть?

Наружные пластиковые направляющие и петли жалюзи, вставляемые в корпус внутреннего блока, целесообразно обрабатывать густой силиконовой или тефлоновой (PTFE) пастой. Использование жидких аэрозолей или минеральных масел не рекомендуется, так как они ускоряют налипание пыли и могут вызвать химическое растрескивание пластиковых деталей корпуса.

Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.