Đưa 'Gia cố thép' vào Động cơ: Làm sáng tỏ quy trình bầu chính xác cho động cơ mô-men xoắn không khung
Trong lĩnh vực sản xuất động cơ chính xác, một bước quy trình vô hình đang âm thầm xác định mức trần hiệu suất của thiết bị cao cấp.
Bên trong một vòng quay tốc độ cao Động cơ mô-men xoắn không khung , vật liệu bầu nhựa epoxy được bơm chính xác vào các khe hở của cuộn dây stato. Trong môi trường chân không, nhựa thấm như mạng lưới mao mạch vào các rãnh tốt nhất, sau đó đông đặc lại dưới sự kiểm soát nhiệt độ chính xác.
Trong kỷ nguyên sản xuất chính xác, hiệu suất vượt trội thường bắt nguồn từ những chi tiết không thể nhìn thấy đó—và quy trình bầu cho động cơ mô-men xoắn không khung chính xác là một quy trình quan trọng, ẩn bên trong động cơ nhưng vẫn xác định độ tin cậy tổng thể.
01 Quy trình cơ bản
Quá trình trồng bầu là gì? Nói một cách đơn giản, nó liên quan đến việc lấp đầy bên trong động cơ bằng vật liệu bầu lỏng, chất này đông cứng lại để tạo thành lớp bảo vệ toàn diện cho cuộn dây. Loại quy trình này không phải chỉ có ở thời hiện đại, nhưng nó đã đạt được bước nhảy vọt về chất lượng nhằm đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của động cơ mô-men xoắn không khung..
Bởi vì động cơ mô-men xoắn không khung bỏ qua cấu trúc vỏ động cơ truyền thống, để trực tiếp stato và rôto vào hệ thống chủ, nên khả năng cách nhiệt, tản nhiệt và cố định cấu trúc của chúng đều dựa vào vật liệu bên trong.
Hợp chất bầu nhựa epoxy hiện là lựa chọn phổ biến, có khả năng chịu được nhiệt độ vận hành trên 180°C, với hệ số dẫn nhiệt 1,0-2,0 W/m·K, khiến chúng rất phù hợp cho các tình huống như cách nhiệt stato và chống thấm trong động cơ năng lượng mới.
So với các quy trình sản xuất động cơ truyền thống, vai trò của bầu trong động cơ không khung đã được nâng lên từ 'bảo vệ phụ trợ' thành 'hỗ trợ kết cấu'.'
Sau khi chất kết dính đặc biệt lấp đầy hoàn toàn các khoảng trống giữa stato, rôto và các bộ phận khác, các bộ phận lỏng lẻo ban đầu sẽ được liên kết chắc chắn thành một bộ phận duy nhất. Tác động trực tiếp nhất của việc gia cố kết cấu này là tăng đáng kể độ bền cơ học của động cơ , cho phép động cơ chịu được tải trọng và tác động lớn hơn.
02 Đổi mới hiệu suất
Một chi tiết đơn lẻ thường có thể quyết định sự thành công hay thất bại tổng thể. Cấu trúc bên trong của động cơ mô-men xoắn không khung cực kỳ phức tạp và các phương pháp bầu truyền thống không thể đáp ứng yêu cầu về độ tin cậy cao của chúng. Các kỹ sư cần giải quyết ba vấn đề kỹ thuật chính: làm thế nào để vật liệu bầu có thể lấp đầy hoàn toàn các khoảng trống nhỏ , làm thế nào để ngăn chặn sự hình thành bong bóng trong quá trình đóng rắn và làm thế nào để đảm bảo các tính chất vật lý của vật liệu sau khi đóng rắn đáp ứng yêu cầu.
Để giải quyết những vấn đề này, quy trình trồng bầu hiện đại đã phát triển một bộ giải pháp hoàn chỉnh.
Dữ liệu chỉ ra rằng động cơ sử dụng quy trình bầu hiện đại có mức giảm biên độ rung trung bình là 40% và giảm độ ồn trên 15 decibel . Quan trọng hơn, động cơ dạng chậu có thể đạt mức bảo vệ IP68 cao nhất, cho phép hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt như độ ẩm, bụi, phun muối.
Từ góc độ tản nhiệt, vật liệu làm bầu thường có tính dẫn nhiệt tuyệt vời, cho phép dẫn nhiệt nhanh do cuộn dây tạo ra đến vỏ động cơ.
So với cách nhiệt không khí truyền thống, khả năng chịu nhiệt của động cơ trong chậu giảm 60% và nhiệt độ vận hành giảm 20-30°C. Nhiệt độ vận hành thấp hơn có nghĩa là vật liệu cách nhiệt bị lão hóa chậm hơn, bôi trơn ổ trục ổn định và kéo dài tuổi thọ tổng thể của động cơ lên 2-3 lần.
03 Công thức vật liệu
Việc lựa chọn vật liệu làm chậu nhựa epoxy ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cuối cùng. Nghiên cứu cho thấy các hợp chất làm bầu gốc epoxy có thể hoạt động ở nhiệt độ lên tới 180°C, duy trì ổn định trong phạm vi từ -40°C đến 150°C và có tỷ lệ co rút khi đóng rắn dưới 1%.
Nghiên cứu về động cơ mô men xoắn không chổi than không khe chỉ ra rằng quá trình đổ nhựa đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất của động cơ. Bằng cách phân tích nhiệt độ tiền xử lý, xử lý chân không theo chu kỳ và cơ chế đóng rắn của nền nhựa, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng sử dụng nhiệt độ tiền xử lý 80°C trong 40 phút, kết hợp với 3 chu kỳ xử lý chân không sẽ mang lại kết quả bầu tốt nhất.
Các điều kiện xử lý cần được kiểm soát chính xác ở -0,095 MPa, 85°C trong 20 phút.
Tỷ lệ chất làm cứng là một điểm quan trọng khác. Kết quả thực nghiệm cho thấy khi lượng chất tăng cứng không phản ứng QY và chất tăng cứng phản ứng DFC lần lượt là 5g và 15g, trước tiên thêm chất tăng cứng không phản ứng với lượng chất xúc tiến là 0,3g thì độ bám dính, độ bền và khả năng chịu nhiệt của hệ nhựa đạt trạng thái tối ưu.
04 Đổi mới công nghệ
Những tiến bộ trong thiết bị và quy trình trồng bầu đã làm sống lại kỹ thuật truyền thống này. Theo nghiên cứu của Đại học Mở Trung Quốc, việc sử dụng chất kết dính dẫn nhiệt cao để phủ tổng thể stato động cơ có thể làm giảm điện trở nhiệt giữa cuộn dây và lõi stato, giảm mức tăng nhiệt độ động cơ từ 10–18°C.
Các bằng sáng chế mới nhất cho thấy các thiết bị bầu stator động cơ không khung đã được cải tiến đáng kể.
Vào tháng 8 năm 2025, bằng sáng chế mô hình tiện ích cho 'Thiết bị bầu Stator động cơ không khung' đã được cấp. Thiết bị này bao gồm cụm hỗ trợ phía dưới, cụm ép phía trên, cụm đệm kín bên trong và cụm buộc chặt, có thể tối ưu hóa hiệu ứng bầu cho các stato động cơ không khung.
Tự động hóa ngày càng tăng đã mang lại những cải tiến kép về độ chính xác trong sản xuất và hiệu quả sản xuất. Máy bầu hiện đại, thông qua hệ thống điều khiển máy tính, có thể điều chỉnh chính xác lượng keo, tỷ lệ trộn, áp suất phun và chu trình đóng rắn.
So với vận hành thủ công truyền thống, hiệu suất của máy bầu tăng gấp 3-5 lần , giảm lãng phí nguyên liệu 70% và chi phí sản xuất giảm đáng kể.
05 Tác động của ứng dụng
Quá trình bầu mang lại những khả năng mới cho việc thiết kế động cơ. Vì chất kết dính cung cấp thêm hỗ trợ cấu trúc và đường dẫn tản nhiệt nên các nhà thiết kế có thể giảm bớt một số thành phần cấu trúc nhất định trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất, đạt được trọng lượng nhẹ tổng thể.
Thu nhỏ và làm nhẹ có ý nghĩa rất lớn đối với robot, máy bay không người lái và thiết bị y tế chính xác.
Một ưu điểm khác không thể bỏ qua là độ ổn định và độ tin cậy về điện. Độ bền cách điện cao của vật liệu bầu đảm bảo cách điện đáng tin cậy giữa các cuộn dây và giữa cuộn dây với lõi sắt, làm giảm đáng kể hiện tượng phóng điện cục bộ.
Dữ liệu cho thấy điện trở cách điện của động cơ trong chậu có thể tăng hơn 50% và cường độ chịu được điện áp có thể được tăng cường thêm 30% , giảm đáng kể nguy cơ sự cố điện.
06 Xu hướng tương lai
Những tiến bộ trong khoa học vật liệu đang đưa công nghệ làm chậu lên những tầm cao mới. Các vật liệu trồng bầu mới tiếp tục xuất hiện, chẳng hạn như chất kết dính tổng hợp nano có độ dẫn nhiệt cao hơn và chất kết dính đàn hồi kết hợp tính linh hoạt và độ bền, mở rộng hơn nữa triển vọng ứng dụng của công nghệ làm bầu.
Trong tương lai, hệ thống bầu thông minh sẽ được tích hợp sâu với phần mềm thiết kế động cơ, đạt được sự tối ưu hóa toàn bộ quy trình từ thiết kế đến sản xuất.
Khả năng phân tích mô phỏng chính xác hơn sẽ cho phép các kỹ sư dự đoán dòng nguyên liệu, quá trình xử lý và hiệu suất cuối cùng trước khi đóng bầu. Xu hướng tích hợp thiết kế-sản xuất này sẽ rút ngắn đáng kể chu trình R&D, giảm chi phí thử và sai và cung cấp cho khách hàng những sản phẩm động cơ đáng tin cậy hơn.
Nhân viên R&D của SDM thậm chí còn thiết kế các bộ phận hỗ trợ đặc biệt phía dưới, bộ phận bịt kín bên trong và bộ phận buộc chặt cho chất kết dính đóng gói. Thiết bị này đảm bảo chất kết dính lỏng có thể chảy chính xác trong môi trường chân không. Dưới sự kiểm soát chính xác -0,095 MPa, mọi khoảng trống nhỏ bên trong động cơ không khung đều được lấp đầy một cách hoàn hảo.
Khi giọt vật liệu bầu cuối cùng đông lại và động cơ bắt đầu quay, người dùng cuối có thể không bao giờ nhìn thấy những chi tiết bên trong đó. Tuy nhiên, chính những quy trình bầu không thể nhìn thấy này đã hỗ trợ chuyển động ổn định của các cánh tay robot chính xác và đảm bảo phản ứng chính xác của việc điều khiển chuyến bay bằng máy bay không người lái.
