Vỏ động cơ điện bằng nhôm: Thiết kế, sản xuất, bảo vệ và độ chính xác

Tối đa hóa lưu lượng nhiệt trong vỏ động cơ điện nhôm

Khi các kỹ sư thảo luận Vỏ động cơ điện nhôm Tản nhiệt , họ thực sự đang nói về việc quản lý một chuỗi điện trở nhiệt: từ cuộn dây đồng hoặc các lớp stato vào ách và các tính năng gắn, qua bức tường vỏ, trên bề mặt bên ngoài và cuối cùng vào không khí hoặc chất lỏng xung quanh. Bất kỳ liên kết yếu nào trong chuỗi này đều tăng nhiệt độ điểm nóng và nén lề hiệu suất. Độ dẫn nhiệt cao của nhôm, so với vỏ màu làm cho nó trở thành một lựa chọn đầu tiên rõ ràng, nhưng nhận ra rằng lợi thế phụ thuộc vào lựa chọn vật liệu chu đáo, thiết kế tiếp xúc và kỹ thuật bề mặt. Mục tiêu không chỉ đơn giản là di chuyển nhiệt; Nó đang di chuyển nhiệt có thể dự đoán trong khi kiểm soát trọng lượng, khả năng sản xuất và chi phí.

Con đường nhiệt bên trong nhà ở

Bên trong vỏ, nhiệt rời khỏi răng và ách bằng cách dẫn và băng qua vỏ thông qua các máy ép phù hợp, giao diện liên kết hoặc các hợp chất bầu. Một giao diện tiếp xúc liên tục, được tải cao làm giảm điện trở tiếp xúc. Các bước thực tế bao gồm phù hợp với báo chí có dung sai chặt chẽ, vật liệu giao diện mỏng và thống nhất, và áp lực kẹp có chủ ý tránh sự biến dạng. Trong trường hợp cần phải có chất làm đầy hoặc khoảng cách, chọn các vật liệu cân bằng độ dẫn điện với độ nhớt để chúng làm ướt các vi khuẩn mà không cần bẫy không khí. Các nhà thiết kế thường cải thiện sự dẫn truyền bằng cách mở rộng răng stato hoặc thêm các shunt đồng rút ngắn chiều dài đường dẫn. Bởi vì nhôm mở rộng nhiều hơn thép, việc mở rộng khác biệt ở nhiệt độ hoạt động phải được xem xét; Quá nhiều nhiễu tại lắp ráp có thể trở nên quá ít trong quá trình hoạt động nóng, chuyển nhiệt ngay khi cần thiết nhất.

Hình học vây, luồng khí và phương pháp điều trị bề mặt

Bên ngoài vỏ, đối lưu thống trị. Vây thẳng là đơn giản và tiết kiệm chi phí, nhưng vây hoặc lượn sóng làm xáo trộn các lớp biên và có thể vượt trội hơn trong luồng không khí tốc độ thấp. Khoảng cách vây nên giải thích cho rủi ro gây ô nhiễm và các góc dự thảo sản xuất. Các phương pháp điều trị bề mặt có thể phản trực giác: Bề mặt vi mô có thể làm tăng sự truyền nhiệt đối lưu bằng cách vấp phải nhiễu loạn ngay cả khi nó làm giảm một chút độ dẫn và lớp anốt tối làm tăng độ phát xạ, vấn đề quan trọng ở bất cứ nơi nào bức xạ là không đáng kể. Nếu động cơ sống bên trong môi trường tấm vải liệm hoặc dưới hơi, luồng không khí có cấu hình vận tốc đã biết đáng tin cậy hơn là dựa vào dòng chảy ngẫu nhiên. Khi bụi hoặc côn trùng có khả năng, hãy chọn vây dày hơn với khoảng cách rộng hơn để giữ hiệu suất theo thời gian.

Lớp vật liệu và độ dẫn nhiệt

Lớp nhôm khác nhau Thương mại thương mại chống lại khả năng đúc và sức mạnh. Hợp kim đúc cao, chảy rất đẹp và lấp đầy vây mỏng, nhưng độ dẫn nhiệt của chúng thấp hơn so với các lớp rèn. Ngược lại, các loại đùn 6xxx rèn có độ dẫn điện và khả năng vận động tuyệt vời, mặc dù chúng có thể đòi hỏi nhiều gia công hơn để đạt được hình học phức tạp. Bởi vì sự lựa chọn vật chất tương tác với quy trình, các quyết định nên cân nhắc mức tăng nhiệt đối với chi phí công cụ và phần mảnh. Các so sánh sau đây đặt số trong ngữ cảnh trước khi tóm tắt bảng đầy đủ.

• Nhôm thường tiến hành nhiệt tốt hơn nhiều lần so với thép không gỉ ở nhiệt độ phòng, có thể chuyển sang tăng nhiệt độ nhỏ hơn cho cùng một dòng nhiệt.
• Trong các gia đình nhôm, các hợp kim silicon hoặc rèn thấp hơn thường tiến hành tốt hơn so với các hợp kim đúc silicon cao, với chi phí đúc các bức tường mỏng một cách dễ dàng.
• Magiê nhẹ hơn nhưng thường tiến hành nhiệt ít hiệu quả hơn các loại nhôm thông thường và có thể làm phức tạp quản lý ăn mòn.

Phương pháp kiểm tra và các vòng phản hồi thiết kế

Các mô hình nhiệt tăng tốc học tập, nhưng chúng phải được neo bằng cách đo. Nhiệt kế hồng ngoại cho thấy các điểm nóng xung quanh vai mang và giao lộ sườn. Các thử nghiệm soak nhiệt được hiệu chỉnh với các tải đã biết xác nhận CFD, trong khi chu kỳ sốc nhiệt cho thấy sự suy giảm giao diện trong tuổi thọ. Các chương trình hiệu quả nhất coi điểm chuẩn nhiệt như một cổng thông thường trong các bản phát hành thiết kế, không phải là một sự kiện đặc biệt. Cách tiếp cận hệ thống này là những gì cuối cùng biến cụm từ Nhôm Động cơ điện tản nhiệt từ một truy vấn tìm kiếm vào một lợi thế cạnh tranh trong lĩnh vực này.

Chọn một lộ trình sản xuất và đánh giá các đối tác

Chọn một quy trình và kiểm tra Nhà cung cấp nhà ở động cơ nhôm đúc là một bài tập đa biến. Die đúc xuất sắc ở khối lượng lớn với các bức tường mỏng và vây tích hợp; Đúc cát cung cấp sự linh hoạt và đầu tư công cụ thấp hơn với chi phí của các phần dày hơn; Đất ép cộng với gia công CNC cung cấp độ hoàn thiện bề mặt tuyệt vời và độ dẫn điện cho hình học đơn giản hơn; và đúc đúc vĩnh viễn nằm giữa cát và chết đúc cho chạy trung bình. Sự lựa chọn đúng đắn cân bằng hình học, dung nạp, mỹ phẩm và tổng chi phí sở hữu. Khi hai tuyến đường xuất hiện khả thi, hãy so sánh chúng trong các câu đầu tiên và xác nhận với một bảng điểm được lập bảng để sự đánh đổi là minh bạch với các nhóm kỹ thuật, chất lượng và tìm nguồn cung ứng.

Die Casting vs Sand Casting so với CNC đùn

Đúc chết thường chiến thắng trong đó bạn cần nhiều vây mỏng và độ dày tường nhất quán với độ lặp lại chặt chẽ. Đúc cát, trong khi thô hơn, hỗ trợ vỏ lớn và lặp lại thiết kế nhanh mà không có dụng cụ trả trước cao. Gia công cnc đùn có ý nghĩa đối với vỏ hình trụ hoặc hình lăng trụ trong đó vây tuyến tính hoặc ống dẫn đơn giản có thể được cắt từ kho; Nó cũng bảo tồn độ dẫn nhiệt cao hơn của nhôm rèn. Đúc đầu tư có thể đạt được chi tiết tốt nhưng thường mất chi phí cho các bộ phận lớn hơn. Bởi vì hoàn thiện bề mặt ảnh hưởng đến việc niêm phong, sơn và phát xạ nhiệt, hãy xem xét bao nhiêu gia công hoặc xử lý sau mỗi tuyến đường cần để đạt được hiệu suất và mục tiêu mỹ phẩm.

Công cụ, thời gian dẫn và tổng chi phí sở hữu

Tổng chi phí sở hữu (TCO) kết hợp công cụ khấu hao, giá mảnh, phế liệu, vận chuyển hàng hóa và rủi ro chất lượng. Đúc chết có dụng cụ cao hơn nhưng thời gian chu kỳ thấp; Đúc cát đảo ngược điều đó. Nếu khối lượng hàng năm không chắc chắn, bắt đầu bằng việc đúc cát hoặc đùn có thể giảm rủi ro cho chương trình và cung cấp dữ liệu nhu cầu thực sự trước khi cam kết với dụng cụ cứng. Ngược lại, khi dự báo ra mắt là chắc chắn và hình học phù hợp với nó, việc di chuyển sớm để chết có thể trả lại công cụ nhanh chóng bằng cách thu hẹp thời gian chu kỳ và nội dung gia công. Vị trí nhà cung cấp ảnh hưởng đến rủi ro hậu cần và thời gian dẫn; Nguồn gốc kép với các kế hoạch kiểm tra chung và các công cụ có thể hoán đổi có thể ổn định cung cấp.

Hệ thống chất lượng và đánh giá nhà cung cấp

Khi sàng lọc die Vỏ động cơ nhôm đúc nhà cung cấp , nhìn xa hơn khả năng danh nghĩa. Yêu cầu sơ đồ dòng quy trình, ví dụ PFMEA và dữ liệu khả năng thống kê trên các vỏ tương tự. Xem xét các báo cáo kim loại về độ xốp và kiểm soát-cắt lạnh, và hỏi làm thế nào các chiến lược gating/tràn làm giảm sự bẫy khí trong vây mỏng. Xác nhận rằng các thiết bị đo lường và các giàn thử nghiệm áp lực phù hợp với kế hoạch kiểm tra của bạn. Một nhà cung cấp trưởng thành sẽ chào đón một hội thảo chung DFM/DFMEA giúp giảm rủi ro trước khi thép bị cắt.

Bảo vệ môi trường và chiến lược niêm phong

Thiết kế a Vỏ vận động bằng nhôm chống ăn mòn IP65 có nghĩa là suy nghĩ toàn diện về nước, bụi, hóa chất, đạp xe nhiệt độ và các cặp vợ chồng. IP65 biểu thị việc xây dựng và bảo vệ chặt chẽ bụi khỏi các máy bay nước, nhưng vượt qua thử nghiệm trong phòng thí nghiệm một lần không giống như phát triển mạnh qua nhiều năm trong lĩnh vực này. Môi trường thật kết hợp phun muối, bụi dẫn điện, dầu và độ dốc nhiệt bơm độ ẩm qua các khoảng trống vi mô. Để thành công, các tính năng niêm phong phải hào phóng, lớp phủ phải tương thích và các kim loại không giống nhau phải được cô lập. Bởi vì ăn mòn là một vấn đề hệ thống, nhiều thất bại theo dõi các giao diện, các thiết bị, ông chủ, và bao gồm các bộ phận hơn so với chính nhôm số lượng lớn.

Xếp hạng IP, miếng đệm và hơi thở

Bắt đầu bằng cách chọn hình học miếng đệm duy trì nén sau khi lão hóa: chất đàn hồi tế bào kín để xâm nhập nước thấp, hoặc hồ sơ đúc cho sự tham gia mặt bích mạnh mẽ. Phạm vi nén mục tiêu mà chiếm các khoản sắp xếp dung sai; Sử dụng các bộ hạn chế nén trong vỏ nhựa để tránh quá đẫm. Trong trường hợp các vỏ nóng và nguội, một hơi thở màng cân bằng áp suất và làm giảm xu hướng kéo độ ẩm qua các con dấu. Các tuyến cáp và mục nhập ống dẫn phải phù hợp với mục tiêu xâm nhập; Ngay cả một tuyến dưới spec cũng có thể làm suy giảm một thiết kế tuyệt vời khác.

Lớp phủ, anodizing và thử nghiệm ăn mòn

Nhôm không tráng tạo thành một oxit bảo vệ, nhưng môi trường giàu clorua đòi hỏi nhiều hơn. Anodizing làm tăng khả năng chống ăn mòn và độ cứng bề mặt; Lớp phủ bột cung cấp một kết thúc khó khăn, hấp dẫn; và lớp phủ chuyển đổi cải thiện độ bám dính sơn. Khi các bộ phận sẽ được lắp ráp với các ốc vít không gỉ, sử dụng các vòng đệm hoặc chất trám cách điện để giảm thiểu tiềm năng điện. Xác nhận các hệ thống lớp phủ với các thử nghiệm xịt muối trung tính và các thử nghiệm ăn mòn theo chu kỳ bao gồm các phiếu giảm giá kẽ hở đại diện cho các khớp thực, không chỉ các tấm phẳng. Thực tiễn tốt nhất là kết hợp niêm phong mạnh mẽ với một kết thúc phù hợp với môi trường, sau đó xác minh bằng các thử nghiệm tăng tốc.

Agener, giao diện và kim loại không giống nhau

Các cặp vợ chồng Galvanic thúc đẩy nhiều vấn đề về lĩnh vực. Nếu cần phải ốc vít không gỉ, hãy cách ly chúng khỏi nhôm với vòng đệm bị giam cầm, áp dụng chống phân loại tương thích và tránh hình học giữ nước. Trong trường hợp các khung thép bu lông vào vỏ, sử dụng chất trám trong khớp để giảm sự ăn mòn kẽ hở. Cuối cùng, xử lý các điểm nối đất và phá vỡ sơn một cách có chủ ý để các hệ thống bảo vệ không vô tình bị xâm phạm. Một cách tiếp cận có kỷ luật biến một bài kiểm tra IP IP đã vượt qua thành một Vỏ vận động bằng nhôm chống ăn mòn IP65 Điều đó phát triển mạnh trong thời tiết thực sự và rửa trôi.

Giảm khối lượng cho hệ thống truyền động hiện đại

Điện khí hóa đặt ra một khoản phí bảo hiểm về trọng lượng và hiệu quả gói, thực hiện nhiệm vụ cho một Vỏ động cơ bằng nhôm nhẹ cho động cơ EV nhiều hơn một khẩu hiệu. Hạ khối lượng cải thiện hiệu quả của xe, mở rộng khoảng trống nhiệt và giảm bớt việc xử lý lắp ráp. Nhưng việc cắt giảm trọng lượng không thể thỏa hiệp độ cứng vỏ, liên kết mang hoặc hành vi âm thanh. Nghệ thuật là loại bỏ gram trong đó cấu trúc đóng góp ít nhất, trong khi bảo tồn các đường dẫn tải và hiệu suất nhiệt. Làm điều này pha trộn tốt tối ưu hóa cấu trúc liên kết, ribbing thân thiện với casting và gia công hợp lý để tránh tạo ra các riser căng thẳng hoặc các phần mỏng dễ bị tổn thương với độ xốp.

Cấu trúc liên kết cấu trúc và mục tiêu trọng lượng

Bắt đầu với một cấu trúc liên kết điều khiển độ cứng: Xác định tải trọng ổ trục, phản ứng hộp số và các ràng buộc lắp, sau đó để một bộ giải xác định hành lang vật liệu mang hầu hết các ứng suất. Dịch kết quả thành các xương sườn và web có thể đúc với các chuyển đổi tường thống nhất, philê hào phóng và bản nháp nhất quán. Đối với vỏ hình trụ, hãy xem xét các dải xương sườn tích hợp tăng gấp đôi như các vòng lan nhiệt. Thiết lập các mục tiêu trọng lượng và độ cứng sớm để sự đánh đổi có thể nhìn thấy trong các đánh giá thiết kế thay vì được phát hiện trong quá trình thử nghiệm DV.

Sự đánh đổi cấu trúc nhiệt

Giảm cân đôi khi xung đột với làm mát. Các bức tường mỏng hơn làm giảm diện tích dẫn, nhưng nhiều hơn nhưng vây mỏng hơn có thể khôi phục khu vực đối lưu nếu đúc cho phép. Nếu CFD hiển thị một vùng nóng gần một ông chủ lắp, một xương sườn máy rải nhiệt địa phương có thể vượt quá mức tăng độ dày tường toàn cầu. Tương tự, một lớp phủ tối, bền có thể làm tăng độ phát xạ và thu hồi một số lề nhiệt mà không bị phạt cấu trúc. Bí quyết là kết hợp một số cải tiến khiêm tốn thay vì dựa vào một sửa chữa nặng nề. Khi áo khoác nước glycol là khả thi, các kênh tích hợp có thể thay đổi hoàn toàn chế độ nhiệt, cho phép độ dày thành thấp hơn mà không quá nóng.

NVH, độ cứng và tích hợp

Các bộ phận ánh sáng có thể đổ chuông. Để giữ a Vỏ động cơ bằng nhôm nhẹ cho động cơ EV SITHING, điều chỉnh khoảng cách sườn và độ dày để phá vỡ các chế độ bảng điều khiển và sử dụng các mẫu sườn không đối xứng khi khả thi. Tích hợp, ví dụ như kết hợp các tấm chắn cánh quạt, giá treo biến tần hoặc ống làm mát, các dấu ngoặc và ốc vít làm tăng thêm trọng lượng và độ phức tạp. So sánh hai tùy chọn bằng các từ, sau đó xác nhận với một bảng đơn giản: một nhà ở tích hợp có thể tiết kiệm 8 khối lượng 12% và mười ốc vít, trong khi một cách tiếp cận mô -đun có thể đơn giản hóa dịch vụ với chi phí trọng lượng nhỏ. Đưa ra quyết định trong bối cảnh chiến lược lắp ráp và sửa chữa hiện trường, không phải trọng lượng.

Gia công chính xác và xác minh

Biến một đúc thô thành bản lề thành phần trên chính xác Dung sai vỏ bằng nhôm gia công CNC 0,01mm . Mặc dù không phải mọi tính năng đều đòi hỏi kiểm soát mười micron, các lỗ khoan mang và khuôn mặt giao phối thường làm. Đạt được điều này đòi hỏi nhiều hơn các máy có khả năng; Nó phụ thuộc vào chiến lược dữ liệu, cố định ổn định, kiểm soát nhiệt và giám sát khả năng xử lý. Hãy nghĩ về gia công là cơ hội cuối cùng để sắp xếp hiệu suất cơ học, nhiệt và niêm phong với ý định thiết kế.

GD & T cho các lỗ khoan và phù hợp

Xác định các mốc dữ liệu phản ánh cách các vỏ bị hạn chế trong dịch vụ. Tính đồng tâm hoặc vị trí của các lỗ ổ trục nên tham chiếu mặt lắp và lỗ khoan đối diện để bảo tồn căn chỉnh rôto. Tính tròn và hình trụ ở cấp độ ít micron có thể là cần thiết để bảo vệ tuổi thọ mang. Độ phẳng trên nắp và giao diện bánh răng hỗ trợ nén gioăng và lưới bánh răng. Thay vì chuẩn bị quá mức mọi dung sai, việc tập trung độ chính xác vào các tính năng kiểm soát hành vi của hệ thống và cho phép dung sai hào phóng ở nơi khác để giảm chi phí.

Khả năng, khả năng xử lý và kiểm tra

Giữ một vật đúc vách mỏng mà không bị biến dạng là một nghề thủ công. Sử dụng tổ phù hợp với hình thức và chân không khi thích hợp, và điều khiển lực kẹp để tránh các lỗ hình bầu dục. Gia công giai đoạn để loại bỏ chứng khoán nặng xảy ra trước các tính năng chính xác. Nhiệt độ làm mát và vật chất khởi động máy khi theo đuổi CNC gia công Vỏ động cơ nhôm dung sai 0,01mm ; Không có sự ổn định nhiệt, các phép đo trôi dạt và khả năng bị ảnh hưởng. Xác minh các đặc điểm quan trọng với CMM và đồng hồ đo không khí, và theo dõi với SPC để xu hướng bị bắt trước khi các bộ phận thoát ra. Một quy trình có khả năng sẽ chứng minh CP/CPK> 1.33 về các kích thước quan trọng về an toàn, với các kế hoạch phản ứng rõ ràng khi các biểu đồ kiểm soát tín hiệu các điều kiện ngoài kiểm soát.

Tài liệu, SPC và tiêu chí phát hành

Tài liệu mạnh mẽ chuyển bí quyết ngầm thành kết quả lặp lại. Các kế hoạch kiểm soát nên liên kết các hoạt động với các đặc điểm mà chúng tạo và các công cụ xác minh chúng. Kiểm tra kiến ​​trúc đầu tiên xác nhận giải thích in, trong khi kiểm toán liên tục kiểm tra xem các bộ đồ, máy cắt và các chương trình phù hợp với trạng thái được phê duyệt. Đối với các mặt niêm phong, kết hợp kiểm tra hoàn thiện bề mặt với độ phẳng; Đối với các lỗ ren, xác minh vị trí cũng như chất lượng sân. Thử nghiệm rò rỉ cuối cùng của các khối lượng kín và xác minh góc mô-men xoắn để chèn hoàn thành gói, đảm bảo vỏ hoàn chỉnh đáp ứng hiệu suất, độ bền và mục tiêu lắp ráp khi nó rời khỏi đường dây.

So sánh tham chiếu nhanh

Các so sánh dưới đây tóm tắt các tuyên bố tường thuật ở trên trong một quan điểm duy nhất để hỗ trợ các quyết định đánh đổi nhanh chóng và các đánh giá chức năng chéo.