Китай алюминиевый корпус двигателя постоянного тока

Когда говорят про алюминиевый корпус двигателя постоянного тока, сразу вспоминаются десятки образцов с трещинами в зоне крепления щёткодержателей — именно так мы в 2019 году теряли контракт с чешским машиностроительным заводом. Многие до сих пор считают, что главное в таких корпусах — точность посадки подшипников, но на деле тепловое расширение алюминиевого сплава при неравномерной толщине стенок куда критичнее.

Технологические ловушки литья под давлением

Вот смотрите: стандартный ADC12 даёт усадку 0.6%, но при литье корпусов со рёбрами жёсткости в угловых зонах образуются микропоры. Мы в АО 'Тайчжоу Цзинъи Электромеханика' после трёх месяцев экспериментов добавили 2% меди в сплав — не по ГОСТу, конечно, но именно это позволило добиться стабильности при термоциклировании.

Особенно проблемными были корпуса для мотор-редукторов, где фланец крепления должен выдерживать вибрацию без дополнительных рёбер. Пришлось перепроектировать систему охлаждения пресс-форм — теперь каналы идут не параллельно контуру, а по спирали, что дало равномерный прогмотр до 240°C.

Кстати, про пресс-формы: наши японские конкуренты используют сталь Nak80, но мы адаптировали отечественный аналог с добавлением вольфрама. Ресурс меньше на 15%, зато ремонтопригодность выше — последняя партия корпусов для погружных насосов вышла без брака.

Обработка с ЧПУ: где теряется точность

На пятикоординатных станках Herman всегда была погрешность в 0.02 мм — казалось бы, мелочь. Но именно этот зазор приводил к биению вала на высоких оборотах. Разобрались только когда начали проверять корпуса после финишной обработки термографической камерой.

Сейчас в нашем производстве внедрили контроль точки росы в цехе механической обработки. Банально, но из-за влажности алюминий расширялся неравномерно — особенно заметно на корпусах длиной свыше 400 мм.

Самое сложное — это пазы под щётки. Раньше фрезеровали за один проход, но при нагреве двигателя до 80°C появлялся люфт. Теперь делаем черновую обработку с запасом 0.5 мм, затем термическую стабилизацию и чистовой проход.

Сборка и деформация

Никогда не зажимайте стальные кронштейны на алюминиевом корпусе без термокомпенсирующих шайб — проверено на трёх партиях для немецкого завода. Даже при монтаже в цехе с контролируемой температурой через сутки появляется напряжение.

Мы сейчас используем болты с шагом резьбы 1.25 мм вместо стандартных 1.5 мм — меньше вероятность 'усталости' материала в резьбовых отверстиях. Кстати, это решение подсмотрели у шведских коллег, но доработали под наши сплавы.

Особенно критично для корпусов двигателя постоянного тока — там где есть магнитная система. Неоднородность толщины стенки всего в 1.2 мм уже даёт рассеивание магнитного потока до 7%.

Контроль качества: что не покажут стандартные тесты

Ультразвуковой контроль мы дополнили эдди-токовым — именно так выявили микротрещины в зоне литников. Оказалось, проблема была в скорости подачи расплава во вторую фазу заполнения формы.

Сейчас каждая партия проверяется на столе с вибронагрузкой 25 Гц — именно такая частота наиболее критична для алюминиевых сплавов. Кстати, после 48 часов тестов пришлось усиливать рёбра жёсткости возле посадочных мест под подшипники.

Тепловые испытания — отдельная история. Нагреваем корпус до 120°C, затем резко охлаждаем до -20°C. После 50 циклов стали появляться трещины в местах перехода от толстой стенки к тонкой. Решили изменением конструкции литниковой системы.

Перспективные разработки

Сейчас экспериментируем с гибридными корпусами — алюминиевая основа с медными вставками в зоне теплоотвода. Для двигателей постоянного тока это особенно актуально, где щёточный узел греется локально.

Интересное решение по защите от коррозии — вместо анодирования используем плазменное электролитическое оксидирование. Дороже на 30%, но защищает лучше в агрессивных средах, да и теплопроводность почти не страдает.

Для сегмента электромобилей разрабатываем корпуса с интегрированной системой охлаждения — каналы формируются прямо при литье. Пока есть проблемы с герметичностью, но уже получили предзаказ от одного немецкого производителя.

Практические советы по выбору

Всегда смотрите на маркировку сплава — если видите ALSi9Cu3, это лучше для корпусов сложной формы. Но для стандартных решений ALSi12 выгоднее и надёжнее.

Толщина стенок: минимальная 2.5 мм для моторов до 1 кВт, 3.2 мм для более мощных. Но если есть рёбра жёсткости — можно уменьшить до 2.2 мм.

Обязательно проверяйте твёрдость по Бринеллю — должна быть не менее 80 HB. Многие производители экономят на термообработке, потом корпуса 'плывут' после года эксплуатации.

Кстати, в АО 'Тайчжоу Цзинъи Электромеханика' сейчас как раз запускают линию для корпусов с принудительным охлаждением — интересно посмотреть на результаты испытаний.