پوشش موتور الکتریکی آلومینیوم: طراحی ، ساخت ، محافظت و دقت

به حداکثر رساندن جریان گرما در محفظه موتور الکتریکی آلومینیوم

وقتی مهندسان بحث می کنند پوشش موتور الکتریکی آلومینیوم اتلاف گرما ، آنها واقعاً در مورد مدیریت زنجیره ای از مقاومتهای حرارتی صحبت می کنند: از سیم پیچ های مس یا لمینت های استاتور به ویژگی های یوغ و نصب ، از طریق دیواره پوشش ، در سطح بیرونی و سرانجام در هوای اطراف یا مایع. هر پیوند ضعیف در این زنجیره دمای کانون را افزایش می دهد و حاشیه عملکرد را فشرده می کند. هدایت حرارتی بالا آلومینیوم در مقایسه با محفظه های آهنی ، آن را به عنوان اولین انتخاب آشکار تبدیل می کند ، اما درک این نکته که این مزیت به انتخاب مواد متفکر ، طراحی تماس و مهندسی سطح بستگی دارد. هدف به سادگی در حال حرکت گرما نیست. این در حالی که کنترل وزن ، تولید و هزینه را به طور پیش بینی می کند ، به طور پیش بینی در حال حرکت است.

مسیرهای حرارتی داخل محفظه

در داخل محفظه ، گرما دندان های استاتور و یوغ را با هدایت رها می کند و از طریق متناسب با مطبوعات ، رابط های پیوند دهنده یا ترکیبات گلدان به داخل محفظه می رود. رابط تماس مداوم و بسیار بارگذاری ، مقاومت تماس را کاهش می دهد. مراحل عملی شامل متناسب با مطبوعات محکم ، مواد رابط نازک و یکنواخت و فشار بستن عمدی است که از اعوجاج جلوگیری می کند. در جایی که گلدان یا پرکننده شکاف لازم است ، هدایت مواد متعادل کننده را با ویسکوزیته انتخاب کنید تا میکروهای خرد را بدون به دام انداختن هوا مرطوب کنند. طراحان غالباً با گسترش دندانهای استاتور یا اضافه کردن شنت های مس که طول مسیر را کوتاه می کنند ، هدایت را بهبود می بخشند. از آنجا که آلومینیوم بیشتر از فولاد گسترش می یابد ، باید گسترش دیفرانسیل در دمای عملیاتی در نظر گرفته شود. تداخل بیش از حد در مونتاژ می تواند در حین کار گرم خیلی کم شود و انتقال حرارتی را فقط در صورت نیاز به آن تخریب کند.

هندسه باله ، جریان هوا و درمان های سطح

در خارج از پوشش ، همرفت حاکم است. باله های مستقیم ساده و مقرون به صرفه هستند ، اما باله های بلند یا موج دار لایه های مرزی را مختل می کنند و می توانند در جریان هوای کم سرعت بهتر عمل کنند. فاصله باله باید ریسک رسوب و تولید زاویه های پیش نویس را به خود اختصاص دهد. درمان های سطح می توانند ضد انعطاف پذیر باشند: یک سطح ریزش ریز ممکن است انتقال حرارت همرفتی را با کاهش تلاطم حتی در حالی که کمی باعث کاهش رسانایی می شود ، افزایش دهد و یک لایه آندی تیره باعث افزایش انتشار می شود ، که در هر کجا که تابش غیر قابل انکار باشد ، اهمیت دارد. اگر موتور در داخل یک کفپوش یا زیر هوا زندگی کند ، جریان هوای مجرای با پروفایل های سرعت شناخته شده از تکیه بر جریان حادثه قابل اطمینان تر است. هنگامی که گرد و غبار یا حشرات محتمل است ، باله های ضخیم تری با فاصله گسترده تری برای حفظ عملکرد به مرور زمان انتخاب کنید.

نمرات مواد و هدایت حرارتی

نمرات مختلف آلومینیوم هدایت تجارت در برابر کاوش و قدرت. آلیاژهای کشش سیلیکون به زیبایی جریان می یابند و باله های نازک را پر می کنند ، اما هدایت حرارتی آنها پایین تر از نمرات فرفورژه است. در مقابل ، اکستروژن های سری 6XXX فرفورژه هدایت و ماشینکاری بسیار خوبی را ارائه می دهند ، اگرچه ممکن است برای رسیدن به هندسه های پیچیده ، ماشینکاری بیشتری داشته باشند. از آنجا که انتخاب مواد با فرآیند تعامل دارد ، تصمیمات باید دستاوردهای حرارتی را در برابر ابزار و هزینه های قطعه قطعه وزن کند. مقایسه های زیر قبل از خلاصه جدول کامل ، اعداد را در متن قرار داده است.

• آلومینیوم به طور معمول گرما را چندین برابر بهتر از فولادهای ضد زنگ در دمای اتاق انجام می دهد ، که می تواند برای افزایش دمای کوچکتر برای همان شار گرما ترجمه شود.
• در خانواده های آلومینیومی ، سیلیکون پایین یا آلیاژهای فرفورژه به طور کلی بهتر از آلیاژهای کشش سیلیکون بالا ، با هزینه ریخته گری دیوارهای نازک به راحتی انجام می دهند.
• منیزیم سبک تر است اما معمولاً گرما را کمتر از نمرات آلومینیومی متداول انجام می دهد و می تواند مدیریت خوردگی را پیچیده کند.

روش های آزمایش و حلقه های بازخورد طراحی

مدل های حرارتی یادگیری را تسریع می کنند ، اما باید با اندازه گیری لنگر انداخته شوند. ترموگرافی مادون قرمز نقاط مهم اطراف شانه ها و تقاطع های دنده را نشان می دهد. تست های گرمازدگی کالیبره شده با بارهای شناخته شده ، CFD را تأیید می کند ، در حالی که دوچرخه سواری شوک حرارتی تخریب رابط را در طول زندگی در معرض دید قرار می دهد. موثرترین برنامه ها معیار حرارتی را به عنوان یک دروازه روتین در نسخه های طراحی درمان می کنند ، نه یک رویداد خاص. این رویکرد سیستم همان چیزی است که در نهایت این عبارت را تبدیل می کند پوشش موتور الکتریکی آلومینیوم اتلاف گرما از یک پرس و جو جستجو به یک مزیت رقابتی در این زمینه.

انتخاب مسیر تولید و ارزیابی شرکا

انتخاب یک فرآیند و بررسی تهیه کنندگان مسکن موتور آلومینیومی Die Cast یک تمرین چند متغیره است. کشته شدن کشته شدن در حجم زیاد با دیوارهای نازک و باله های یکپارچه. ریخته گری شن و ماسه انعطاف پذیری و سرمایه گذاری ابزار کمتری را با هزینه بخش های ضخیم تر ارائه می دهد. اکستروژن به علاوه ماشینکاری CNC سطح و هدایت سطح فوق العاده ای را برای هندسه های ساده تر فراهم می کند. و ریخته گری دائمی بین ماسه و ریخته گری برای اجرای متوسط ​​قرار دارد. انتخاب مناسب هندسه ، تحمل ، لوازم آرایشی و کل هزینه مالکیت را متعادل می کند. هنگامی که دو مسیر قابل استفاده است ، ابتدا آنها را با جملات مقایسه کنید و با یک کارت امتیازی جدول بندی شده تأیید کنید ، بنابراین معاملات برای تیم های مهندسی ، کیفیت و منابع شفاف شفاف هستند.

Die Casting vs. Sand Casting در مقابل اکستروژن CNC

ریخته گری مرده معمولاً در جایی که به بسیاری از باله های نازک و ضخامت دیواره سازگار با تکرارپذیری محکم نیاز دارید ، برنده می شود. ریخته گری ماسه ، در حالی که درشت تر است ، از محفظه های بزرگ و تکرارهای سریع طراحی و بدون ابزارهای بلند پیش رو پشتیبانی می کند. ماشینکاری CNC اکستروژن برای پوسته های استوانه ای یا منشوری که در آن می توان باله های خطی یا مجاری ساده از سهام قطع شد ، معنی دارد. همچنین هدایت حرارتی بالاتری از آلومینیوم فرفورژه را حفظ می کند. ریخته گری سرمایه گذاری می تواند به جزئیات خوبی برسد اما اغلب برای قطعات بزرگتر هزینه خود را از دست می دهد. از آنجا که پایان سطح بر آب بندی ، نقاشی و انتشار حرارتی تأثیر می گذارد ، در نظر بگیرید که چه میزان ماشینکاری یا پس از پردازش هر مسیر نیاز به عملکرد و اهداف آرایشی دارد.

ابزار ، زمان سرب و کل هزینه مالکیت

هزینه کل مالکیت (TCO) ترکیب ابزار استهلاک شده ، قیمت قطعه قطعه ، قراضه ، حمل و نقل و خطرات با کیفیت است. ریخته گری Die دارای ابزار بالاتری است اما زمان چرخه کم است. ریخته گری شن و ماسه آن را معکوس می کند. اگر حجم سالانه نامشخص باشد ، شروع با ریخته گری ماسه یا اکستروژن می تواند برنامه را از بین ببرد و داده های تقاضای واقعی را قبل از تعهد به ابزار سخت ارائه دهد. برعکس ، هنگامی که پیش بینی پرتاب محکم است و هندسه متناسب با آن است ، در حال حرکت زود هنگام به مرگ ریخته گری می تواند با کوچک کردن زمان چرخه و ماشینکاری محتوای سریع ابزار را پس انداز کند. مکان تأمین کننده بر ریسک تدارکات و زمان سرب تأثیر می گذارد. منبع دوگانه با برنامه های بازرسی مشترک و ابزارهای قابل تعویض می توانند عرضه را تثبیت کنند.

سیستم های با کیفیت و ارزیابی تأمین کننده

هنگام غربالگری مردن مسکن موتور آلومینیومی ریخته گری تهیه کننده ، فراتر از قابلیت های اسمی نگاه کنید. نمودارهای جریان فرآیند ، نمونه های PFMEA و داده های توانایی آماری را در محفظه های مشابه درخواست کنید. گزارش های متالوگرافی را برای تخلخل و کنترل خاتمه سرد بررسی کنید ، و بپرسید که چگونه استراتژی های دروازه/سرریز باعث کاهش حکیم گاز در باله های نازک می شود. تأیید کنید که تجهیزات اندازه گیری اندازه گیری و تجهیزات تست فشار با برنامه بازرسی شما مطابقت دارند. یک تأمین کننده بالغ از یک کارگاه مشترک DFM/DFMEA استقبال می کند که قبل از کاهش فولاد خطر را کاهش می دهد.

استراتژی حفاظت از محیط زیست و آب بندی

طراحی محوطه موتور آلومینیوم مقاوم در برابر خوردگی IP65 به معنای تفکر کامل در مورد آب ، گرد و غبار ، مواد شیمیایی ، دوچرخه سواری دما و زوج های گالوانیک است. IP65 نشانگر ساخت و محافظت از گرد و غبار و محافظت در برابر جت های آب است ، اما گذراندن یک آزمایش آزمایشگاه یک بار همان شکوفایی در طی سالها در این زمینه نیست. محیط های واقعی اسپری نمکی ، گرد و غبار رسانا ، روغن ها و شیب های حرارتی را که رطوبت را از طریق میکرو شکافها پمپ می کنند ، ترکیب می کنند. برای موفقیت ، ویژگی های آب بندی باید سخاوتمندانه باشد ، پوشش ها باید سازگار باشند و فلزات متفاوت باید جدا شوند. از آنجا که خوردگی یک مشکل سیستم است ، بسیاری از خرابی ها به واسطه ها - سریعتر ، کارفرمایان و پوشش ها - به جز خود آلومینیوم فله ردیابی می کنند.

رتبه بندی IP ، واشرها و نفس گیر

با انتخاب هندسه واشر که پس از پیری ، فشرده سازی را حفظ می کند ، شروع کنید: اسفنج الستومرهای سلول بسته برای ورود به آب کم ، یا پروفایل های قالب ریزی شده برای درگیری فلنج قوی. دامنه های فشرده سازی هدف که برای تحمل تحمل پشته ها حساب می شود. برای جلوگیری از فشار بیش از حد ، از محدود کننده های فشرده سازی در پوشش های پلاستیکی استفاده کنید. در جایی که پوشش گرم می شود و خنک می شود ، یک تنفس غشایی فشار را برابر می کند و تمایل به کشیدن مهر و موم های گذشته رطوبت را کاهش می دهد. غدد کابل و ورودی های مجرای باید با اهداف Ingress مطابقت داشته باشند. حتی یک غده زیر مشخصه می تواند یک طراحی در غیر این صورت عالی را تخریب کند.

پوشش ، آنودایزاسیون و آزمایش خوردگی

آلومینیوم بدون پوشش یک اکسید محافظ تشکیل می دهد ، اما محیط های غنی از کلرید نیاز بیشتری دارند. آنودایزاسیون مقاومت در برابر خوردگی و سختی سطح را افزایش می دهد. پوشش پودر یک پایان سخت و جذاب را فراهم می کند. و پوشش های تبدیل چسبندگی رنگ را بهبود می بخشد. هنگامی که قطعات با اتصال دهنده های ضد زنگ مونتاژ می شوند ، برای کاهش پتانسیل گالوانیک از واشر عایق یا درزگیرها استفاده کنید. سیستم های پوشش را با اسپری نمک خنثی و آزمایش های خوردگی چرخه ای که شامل نماینده کوپن های Crevice از اتصالات واقعی است ، نه فقط پانل های مسطح ، تأیید کنید. بهترین روش ترکیب آب بندی قوی با یک پایان متناسب با محیط است ، سپس با تست های شتاب تأیید کنید.

اتصال دهنده ها ، رابط ها و فلزات متفاوت

زوج های گالوانیک بسیاری از مشکلات میدانی را هدایت می کنند. در صورت نیاز به اتصال دهنده های ضد زنگ ، آنها را از آلومینیوم با واشر اسیر جدا کنید ، ضد seize سازگار را بمالید و از هندسه های نگهدارنده آب خودداری کنید. در جایی که براکت های فولادی به محفظه پیچ می شوند ، برای کاهش خوردگی شکاف از درزگی استفاده کنید. سرانجام ، نقاط زمینی را درمان کنید و شکستگی های رنگ را عمداً انجام دهید تا سیستم های محافظ ناخواسته به خطر بیفتند. یک رویکرد منضبط "گذرگاه آزمون" را به یک ناهموار تبدیل می کند محوطه موتور آلومینیوم مقاوم در برابر خوردگی IP65 این در آب و هوای واقعی و دستشویی ها رونق می گیرد.

کاهش انبوه برای رانندگی مدرن

برق یک حق بیمه در مورد وزن و راندمان بسته بندی قرار می دهد و تلاش برای a پوشش موتور آلومینیومی سبک برای موتورهای EV بیش از یک شعار. جرم پایین باعث افزایش راندمان وسیله نقلیه ، گسترش صندلی حرارتی می شود و کنترل مونتاژ را کاهش می دهد. اما کاهش وزن نمی تواند سفتی پوشش ، تحمل تراز یا رفتار صوتی را به خطر بیاندازد. هنر برای از بین بردن گرم در جایی که ساختار کمترین کمک می کند ، ضمن حفظ مسیرهای بار و عملکرد حرارتی است. انجام این کار به خوبی بهینه سازی توپولوژی ، روبان های دوستانه ریخته گری و ماشینکاری معقول که از ایجاد استرس یا بخش های نازک آسیب پذیر در برابر تخلخل جلوگیری می کند ، می شود.

توپولوژی ساختاری و اهداف وزن

با یک توپولوژی سفتی محور شروع کنید: بارهای تحمل ، واکنش گیربکس و محدودیت های نصب را تعریف کنید ، سپس به یک حل کننده اجازه دهید راهروهای موادی را که بیشتر استرس دارند ، شناسایی کند. نتیجه را به دنده ها و شبکه های ریخته گری با انتقال دیوار یکنواخت ، فیله های سخاوتمندانه و پیش نویس مداوم ترجمه کنید. برای محفظه های استوانه ای ، باند دنده های انتگرال را در نظر بگیرید که دو برابر حلقه های تولید گرما هستند. اهداف وزن و سختی را در اوایل تعیین کنید ، بنابراین معاملات در طول بررسی طراحی به جای کشف در آزمایش DV قابل مشاهده است.

مبادلات حرارتی و ساختاری

کاهش وزن گاهی اوقات با خنک کننده مغایرت دارد. دیوارهای نازک تر سطح هدایت را کاهش می دهند ، اما باله های نازک تر اما در صورت اجازه ریخته گری می توانند منطقه همرفتی را بازیابی کنند. اگر CFD یک منطقه داغ را در نزدیکی یک رئیس در حال نصب نشان دهد ، یک دنده پخش کننده گرمای محلی ممکن است از یک ضخامت دیواری جهانی خارج شود. به طور مشابه ، یک پوشش تاریک و بادوام می تواند باعث انتشار انتشار و بازیابی برخی از حاشیه های حرارتی بدون مجازات ساختاری شود. ترفند این است که به جای تکیه بر یک رفع وزن سنگین ، چندین پیشرفت متوسط ​​را ترکیب کنید. هنگامی که یک ژاکت گلیکول آب امکان پذیر است ، کانال های یکپارچه می توانند رژیم حرارتی را به طور کامل تغییر دهند و ضخامت دیواره پایین را بدون گرمای بیش از حد امکان پذیر کنند.

NVH ، سفتی و ادغام

قطعات سبک می توانند زنگ بزنند. برای نگه داشتن پوشش موتور آلومینیومی سبک برای موتورهای EV برای شکستن حالت های پانل ، فاصله و ضخامت دنده آرام ، تنظیم شده و از الگوهای دنده نامتقارن در صورت امکان استفاده کنید. ادغام-از جمله ترکیب سپرهای روتور ، مونتاژ های اینورتر یا منیفولدهای خنک کننده-براکت ها و اتصال دهنده هایی را ایجاد می کند که وزن و پیچیدگی را اضافه می کنند. دو گزینه را با کلمات مقایسه کنید ، سپس با یک جدول ساده تأیید کنید: یک مسکن یکپارچه ممکن است 8 تا 12 ٪ جرم و ده اتصال دهنده را صرفه جویی کند ، در حالی که یک رویکرد مدولار ممکن است خدمات را با هزینه کمی وزن ساده کند. در زمینه استراتژی مونتاژ و ترمیم میدانی تصمیم گیری کنید ، نه به تنهایی.

ماشینکاری و تأیید دقیق

تبدیل یک ریخته گری خشن به یک مؤلفه تمام شده به دقت - که توسط این عبارت قابل توجه است تحمل پوشش موتور آلومینیومی ماشین آلومینیوم CNC 0.01 میلی متر بشر در حالی که همه ویژگی ها نیاز به کنترل ده میکرون ندارند ، تحمل حفره ها و چهره های جفت گیری اغلب انجام می شود. دستیابی به این امر به بیش از دستگاه های توانمند نیاز دارد. این بستگی به استراتژی داده ، ثابت سازی پایدار ، کنترل حرارتی و نظارت بر توانایی فرآیند دارد. به ماشینکاری به عنوان آخرین فرصت برای تراز کردن عملکرد مکانیکی ، حرارتی و آب بندی با هدف طراحی فکر کنید.

GD&T برای تحمل و تناسب

داده هایی را تعریف کنید که منعکس کننده چگونگی محدودیت پوشش در سرویس است. غلظت یا موقعیت یاتاقان حفره ها باید به چهره نصب و متضاد متضاد برای حفظ تراز روتور مراجعه کنند. دایره و استوانه در سطح چند میکرون ممکن است برای محافظت از زندگی تحمل لازم باشد. صاف بودن روی پوشش ها و رابط های دنده ای از فشرده سازی واشر و مش دنده پشتیبانی می کند. به جای اینکه هر تحمل بیش از حد محکم شود ، دقت را در ویژگی هایی که رفتار سیستم را کنترل می کنند متمرکز کنید و تحمل سخاوتمندانه در جای دیگر را برای کاهش هزینه فراهم می کند.

فیکس کردن ، توانایی فرآیند و بازرسی

نگه داشتن یک ریخته گری با دیوار نازک و بدون تحریف یک کاردستی است. در صورت لزوم از لانه های مناسب و خلاء استفاده کنید و نیروهای بستن را کنترل کنید تا از سوراخ های بیضی شکل جلوگیری کنید. ماشینکاری مرحله قبل از ویژگی های دقیق ، حذف سهام سنگین رخ می دهد. دمای خنک کننده و گرم شدن دستگاه هنگام تعقیب CNC ماشینکاری شده پوشش موتور آلومینیومی تحمل 0.01 میلی متر ؛ بدون ثبات حرارتی ، اندازه گیری ها و توانایی ها رنج می برد. خصوصیات مهم را با CMM و سنجهای هوا تأیید کنید و با SPC نظارت کنید تا روندها قبل از فرار قطعات گرفتار شوند. یک فرآیند توانمند باید CP/CPK> 1.33 را در ابعاد ایمنی مهم نشان دهد ، با برنامه های واکنش واضح هنگامی که نمودارهای کنترل شرایط خارج از کنترل را نشان می دهد.

مستندات ، SPC و معیارهای انتشار

مستندات قوی ، دانش ضمنی را به نتایج قابل تکرار ترجمه می کند. برنامه های کنترل باید عملیات را به ویژگی هایی که ایجاد می کنند و ابزارهایی که آنها را تأیید می کند پیوند دهد. بازرسی ذرات اول تفسیر چاپ را تأیید می کند ، در حالی که حسابرسی های مداوم بررسی می کنند که وسایل ، برش ها و برنامه ها با وضعیت مصوب مطابقت دارند. برای آب بندی صورت ، چک های سطح سطح را با صافی ترکیب کنید. برای سوراخ های نخ ، مکان و همچنین کیفیت زمین را تأیید کنید. آزمایش نشت نهایی از حجم های محصور و تأیید زاویه گشتاور برای درج ها ، بسته بندی را تکمیل می کند ، و اطمینان از پوشش نهایی ، عملکرد ، دوام و اهداف مونتاژ را هنگام ترک خط برآورده می کند.

مقایسه مرجع سریع

مقایسه های زیر اظهارات روایی فوق را در یک دیدگاه واحد برای پشتیبانی از تصمیمات سریع تجارت و بررسی های عملکردی متقابل خلاصه می کند.