Բարձր արագությամբ շարժիչի ռոտորի ածխածնային մանրաթելերի ոլորման գործընթաց

Հզորությունը պարույրների մեջ. բացելով ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման գործընթացը, որը մեծացնում է շարժիչի արագությունը 10 անգամ

Ինչպե՞ս կարող է ածխածնի մանրաթելը, որն ավելի բարակ է, քան մարդու մազը, մեծ պատ կառուցել բարձր արագությամբ շարժիչի ռոտորի վրա՝ դիմակայելու հսկայական կենտրոնախույս ուժերին:

Dongfeng Motor-ի թողարկված 'MACH E' 800V գերարագ էլեկտրական շարժիչ համակարգը պարծենում է 25000 պտ/րոպում առավելագույն աշխատանքային արագությամբ և 34447 պտ/րոպե գերազանցող սահմանային արագությամբ շարժիչով:.

Այս ապշեցուցիչ արագության հետևում թաքնված է ճշգրիտ գործընթաց՝ ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման տեխնոլոգիա:

01 Բարձր արագությամբ շարժիչների ուժեղ խոչընդոտը

Բարձր արագությամբ շարժիչները դառնում են կարևոր տեխնոլոգիական ուղղություն նոր էներգետիկ դարաշրջանում: Այս շարժիչները ցույց են տալիս հսկայական ներուժ այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են գազային տուրբինները, բաշխված էներգիայի արտադրությունը, օդատիեզերքը և նոր էներգիայի տրանսպորտային միջոցները:.

Այնուամենայնիվ, առաջանում է հիմնական մարտահրավեր. արագության մեծացմանը զուգընթաց ռոտորի վրա կենտրոնախույս ուժն աճում է քառակուսի:.

Որպես օրինակ վերցնելով մակերևույթի վրա տեղադրված մշտական ​​մագնիսական շարժիչը, երբ արագությունը հասնում է րոպեում տասնյակ հազարավոր պտույտի, մշտական ​​մագնիսները զգում են կենտրոնախույս ուժեր, որոնք համարժեք են հազարավոր անգամ իրենց սեփական քաշին: Ավանդական մետաղական պաշտպանիչ թևերը կամ չափազանց ծանր են, կամ չունեն բավարար ամրություն:

Սա այն վայրն է, որտեղ ածխածնի մանրաթելային կոմպոզիտները ցուցադրում են արտասովոր արժեք: Իրենց ամրության և քաշի բարձր հարաբերակցությամբ ածխածնի մանրաթելը դառնում է իդեալական «զրահ» նյութ բարձր արագությամբ շարժիչի ռոտորների համար:

02 Հիմնական նյութեր

Ածխածնային մանրաթելերի կոմպոզիտների կիրառումը բարձր արագությամբ շարժիչներում նյութի պարզ փոխարինում չէ, այլ մանրակրկիտ մշակված համակարգ:

Ածխածնի մանրաթելը սովորաբար զուգակցվում է մատրիցային նյութերի հետ, ինչպիսիք են էպոքսիդային խեժը , ձևավորելով ածխածնային մանրաթելերով ամրացված պոլիմեր (CFRP): Այս նյութի առաձգական մոդուլը և առաձգական ուժը նրա հիմնական կատարողական ցուցանիշներն են, որոնք ուղղակիորեն որոշում են նրա կարողությունը դիմակայելու բարձր արագությամբ պտտվող հսկայական սթրեսին:

Ածխածնային մանրաթելերի կատարողականությունը օպտիմալացնելու համար prepreg ժապավենի չոր ոլորման կաղապարման տեխնիկան : հաճախ օգտագործվում է Այս մեթոդը ներառում է նախապես ներծծված նախապատման ժապավենի տաքացում և փափկեցում մինչև մածուցիկ վիճակ, նախքան այն պտտելը մանդրելի վրա: Փաթաթման լարվածության սեղմման ներքո շերտերը միանում են իրար՝ զգալիորեն բարելավելով ներծծման միատեսակությունը և ձուլման ճշգրտությունը ՝ դրանով իսկ բարձրացնելով արտադրանքի որակը:

03 Փաթաթման գործընթացի բացում

Փաթաթման գործընթացը ածխածնային մանրաթելից պաշտպանիչ թևի ձևավորման բանալին է: Ելնելով կիրառման կարիքներից և նյութի հատկություններից, գոյություն ունեն փաթաթման երկու հիմնական եղանակ.

Թաց փաթաթումը ներառում է ածխածնային մանրաթելերի կապոցները խեժի մեջ ընկղմելը և այնուհետև դրանք ուղղակիորեն ոլորել մանդրելի վրա վերահսկվող լարվածության ներքո: Այն ունի ավելի ցածր ծախսեր, սակայն բախվում է այնպիսի մարտահրավերների, ինչպիսիք են խեժի հոսքի ազդեցությունը և ճշգրիտ վերահսկման դժվարությունները.

Dry Wrapping-ում օգտագործվում է նախապես ներծծված prepreg ժապավեն, որը տաքացվում և փափկվում է նախքան մանդրելի վրա փաթաթելը: Այս մեթոդն ունի ավելի կայուն խեժի պարունակություն և ավելի բարձր որակի հետևողականություն , ինչը այն հատկապես հարմար է դարձնում բարձր արդյունավետությամբ կիրառությունների համար:

Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ թաց փաթաթման համեմատ չոր փաթաթումը բարելավում է անոթների արտադրության արդյունավետությունը 30% -ով , նվազեցնում է խեժի պարունակությունը 20% -ով և նվազեցնում է ընդհանուր թերության մակերեսը 40% -ով։.

04 Փաթաթման անկյունների և շերտերի քանակը

Ածխածնի մանրաթելից փաթաթում բարձր արագությամբ շարժիչի ռոտորները պատահական կուտակում չեն: Փաթաթման անկյունի և շերտերի քանակի ձևավորումն ուղղակիորեն ազդում է վերջնական արտադրանքի մեխանիկական հատկությունների վրա:

Տիպիկ փաթաթման դիզայնը հաճախ օգտագործում է մի քանի շերտերի համադրություն տարբեր անկյուններից : Օրինակ, բարձր արագությամբ շարժիչի կոմպոզիտային թևի արտոնագիրը այն բաժանում է շառավղով երեք շերտերի. ներքին և արտաքին շերտեր առանց ալկալիների ապակե մանրաթելից, ածխածնի մանրաթելի միջին շերտով:

Միջին շերտում ածխածնային մանրաթելն ավելի է բաժանվում երկու ենթաշերտի. ներքին ածխածնային մանրաթելերի կապոցները պտտվում են ±88° շրջագծով , իսկ արտաքին կապոցները պտտվում են ±65° շրջագծով : Այս դիզայնը նպատակ ունի հավասարակշռել ճառագայթային և շրջագծային լարվածության բաշխումը:

Միկրոգազի տուրբինների համար բարձր արագությամբ մշտական ​​մագնիսական շարժիչների վերաբերյալ հետազոտության ընթացքում հետազոտողները պարզել են, որ երբ ածխածնային մանրաթելերի բոլոր երեք շերտերն օգտագործում էին 90° շրջագծային ոլորուն , մշտական ​​մագնիսները սեղմման ավելի լավ վիճակում էին, ինչը հարմար է դարձնում նախատիպի արտադրության համար:

05 Մարտահրավերներ և նորարարություններ

Բարձր արագությամբ շարժիչի ռոտորների ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման տեխնոլոգիան բախվում է մի քանի մարտահրավերների: Նյութական գույքի փոփոխությունները բարձր ջերմաստիճանի միջավայրերում կրիտիկական խնդիր են:

Մոդալ վերլուծությունը, հաշվի առնելով ջերմաստիճանի բարձրացումը միկրոգազային տուրբինների համար բարձր արագությամբ մշտական ​​մագնիսական շարժիչների ուսումնասիրության ժամանակ, ցույց տվեց, որ մշտական ​​մագնիսական ռոտորի բնական հաճախականությունը ավելի քան 8,3% -ով: բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում նվազել է Բարձր ջերմաստիճանը նաև առաջացնում է նյութի հատկությունների փոփոխություններ, ինչպիսիք են առաձգական մոդուլը, ինչը ազդում է ռոտորի կոշտության վրա:

Փաթաթման գործընթացի հետևողականությունն ու ճշգրտությունը ևս մեկ մարտահրավեր է: Cygnet Texkimp-ի և Bowman Power-ի նման ընկերությունները համագործակցում են լուծումներ մշակելու բարձր լարվածության ոլորման արագությունը, ճշգրտությունը և կրկնելիությունը բարելավելու համար:

Հանդուրժողականության վերահսկման և մակերեսի կոշտության խնդիրները լուծելու համար Tianweilan E-Drive Technology-ն առաջարկել է նորարարական մեթոդ. ապա, բույն դրեք այս կաղապարը վերքի ռոտորի մարմնից դուրս; վերջապես, տաքացրեք ածխածնի մանրաթելը բուժելու համար, ինչը թույլ է տալիս այն ինտեգրվել գել ծածկույթի հետ: Այս մեթոդը խուսափում է թելերի կոտրման հնարավոր խնդիրներից, որոնք կապված են ավանդական հղկման և փայլեցման գործընթացների հետ:

06 Հեռանկարներ և կիրառություններ

Նայելով առաջ՝ պարզ է ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման տեխնոլոգիայի զարգացման միտումը բարձր արագությամբ շարժիչների ոլորտում: Ավտոմատացման և հետախուզության մակարդակները կշարունակվեն:

Առաջադեմ հսկողության, զգայական և ռոբոտաշինական տեխնոլոգիաների ինտեգրումը ոչ միայն կբարելավի ածխածնային մանրաթելից կոմպոզիտային արտադրանքի կատարողականության կայունությունն ու հետևողականությունը, այլև զգալիորեն կբարձրացնի արտադրության արդյունավետությունը և կնվազեցնի ծախսերը:

Ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման տեխնոլոգիան արդեն ցուցադրել է կիրառման ներուժ տարբեր ոլորտներում, ներառյալ նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցները, օդատիեզերական, սպորտային և ժամանցի արտադրանքները և բժշկական սարքերը : Հատկապես ավտոմոբիլային հատվածում ջրածնի պահեստավորման տանկերը և բարձր արագությամբ մշտական ​​մագնիսով շարժիչի ռոտորները կիրառման կարևոր ուղղություններ են:

Քանի որ էլեկտրամոբիլներում բարձր հզորության շարժիչ համակարգերի պահանջարկը շարունակում է աճել, ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման տեխնոլոգիան ավելի ու ավելի կարևոր դեր կխաղա:

SDM թիմը ուժի սիմուլյացիաներ է իրականացրել 150 կՎտ անվանական հզորությամբ և 30,000 ռ/րոպե անվանական արագությամբ բարձր արագությամբ մշտական ​​մագնիսական շարժիչի վրա : Օգտագործելով ածխածնային մանրաթելերի փաթաթման տեխնոլոգիան, նրանք հաջողությամբ ապահովեցին, որ ռոտորի բոլոր բաղադրիչները մնան ապահով ամրության սահմաններում բարձր արագությամբ պտտման ժամանակ:

Ինժեներները մանրակրկիտ ստուգում են ածխածնային մանրաթելերի յուրաքանչյուր շերտի երեսարկման անկյունը և լարվածության վերահսկումը, ինչպես հին հռոմեական շինարարները, որոնք ուշադիր հաշվարկում էին յուրաքանչյուր քարի կրող հզորությունը: Այնուամենայնիվ, կենտրոնախույս ուժերը, որոնց հետ նրանք պայքարում են, հազարավոր անգամ ավելի հզոր են , քան հենց քարերի քաշը:

Երբ այս շարժիչը վերջապես աշխատում է իր նախագծային արագությամբ, յուրաքանչյուր ածխածնային մանրաթել վայրկյանում հարյուրավոր անգամներ է ունենում լարվածության տատանումներ: Այնուամենայնիվ, նրանք պետք է կանգնեն իրենց դիրքերում, ինչպես Մեծ պատը, պաշտպանելով ներքին մշտական ​​մագնիսները և երկաթի միջուկը: