Akumulators ir elektrotransportlīdzekļa galvenā sastāvdaļa, un tā veiktspēja nosaka tādus tehniskos rādītājus kā akumulatora darbības laiks, enerģijas patēriņš un elektrotransportlīdzekļa kalpošanas laiks. Akumulatora moduļa akumulatora paliktnis ir galvenā sastāvdaļa, kas veic nesošas, aizsargājošas un dzesējošas funkcijas. Modulārais akumulatoru bloks ir izvietots akumulatora paliktnī un piestiprināts pie automašīnas šasijas caur akumulatora paliktni, kā parādīts 1. attēlā. Tā kā tas ir uzstādīts transportlīdzekļa virsbūves apakšā un darba vide ir skarba, akumulatora paliktnim ir jāpilda funkcija, kas novērš akmeņu triecienus un caurduršanu, lai novērstu akumulatora moduļa bojājumus. Akumulatora paliktnis ir svarīga elektrotransportlīdzekļu drošības konstrukcijas daļa. Turpmāk ir aprakstīts alumīnija sakausējuma akumulatoru paliktņu formēšanas process un veidņu dizains elektriskajiem transportlīdzekļiem.
1. attēls (alumīnija sakausējuma akumulatora paliktnis)
1. Procesa analīze un veidņu dizains
1.1 Lējumu analīze
Elektromobiļu alumīnija sakausējuma akumulatora paliktnis ir parādīts 2. attēlā. Kopējie izmēri ir 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, pamata sienas biezums ir 4 mm, liešanas kvalitāte ir aptuveni 15,5 kg, un liešanas kvalitāte pēc apstrādes ir aptuveni 12,5 kg. Materiāls ir A356-T6, stiepes izturība ≥ 290 MPa, tecēšanas robeža ≥ 225 MPa, pagarinājums ≥ 6%, Brinela cietība ≥ 75~90HBS, jāatbilst hermētiskuma un IP67 un IP69K prasībām.
2. attēls (alumīnija sakausējuma akumulatora paliktnis)
1.2 Procesa analīze
Zemspiediena spiedliešana ir īpaša liešanas metode starp spiediena liešanu un gravitācijas liešanu. Tai ir ne tikai metāla veidņu izmantošanas priekšrocības abām metodēm, bet arī stabilas pildīšanas īpašības. Zemspiediena spiedliešanai ir priekšrocības ar mazu pildīšanas ātrumu no apakšas uz augšu, viegli kontrolējamu ātrumu, nelielu triecienu un šķidrā alumīnija šļakatu daudzumu, mazāku oksīda izdedžu daudzumu, augstu audu blīvumu un augstām mehāniskām īpašībām. Zemspiediena spiedliešanas procesā šķidrais alumīnijs tiek pildīts vienmērīgi, un lējums spiediena ietekmē sacietē un kristalizējas, iegūstot lējumu ar augstu blīvumu, augstām mehāniskām īpašībām un skaistu izskatu, kas ir piemērots lielu plānsienu lējumu veidošanai.
Saskaņā ar liešanas nepieciešamajām mehāniskajām īpašībām liešanas materiāls ir A356, kas var apmierināt klientu vajadzības pēc T6 apstrādes, taču šī materiāla liešanas plūstamība parasti prasa saprātīgu veidnes temperatūras kontroli, lai iegūtu lielus un plānus lējumus.
1.3 Ieliešanas sistēma
Ņemot vērā lielu un plānu lējumu īpašības, ir jāprojektē vairāki vārti. Vienlaikus, lai nodrošinātu vienmērīgu šķidrā alumīnija iepildīšanu, logā tiek pievienoti iepildīšanas kanāli, kas pēcapstrādes procesā ir jānoņem. Sākotnēji tika izstrādātas divas liešanas sistēmas procesa shēmas, un katra shēma tika salīdzināta. Kā parādīts 3. attēlā, 1. shēmā ir izvietoti 9 vārti un logam ir pievienoti padeves kanāli; 2. shēmā ir izvietoti 6 vārti, kas tiek lieti no veidojamā lējuma puses. CAE simulācijas analīze ir parādīta 4. un 5. attēlā. Izmantojiet simulācijas rezultātus, lai optimizētu veidnes struktūru, censtos izvairīties no veidnes konstrukcijas negatīvās ietekmes uz lējumu kvalitāti, samazinātu liešanas defektu iespējamību un saīsinātu lējumu izstrādes ciklu.
3. attēls (Divu zemspiediena procesa shēmu salīdzinājums)
4. attēls (Temperatūras lauka salīdzinājums uzpildīšanas laikā)
5. attēls (Saraušanās porainības defektu salīdzinājums pēc sacietēšanas)
Iepriekš minēto divu shēmu simulācijas rezultāti parāda, ka šķidrais alumīnijs dobumā pārvietojas uz augšu aptuveni paralēli, kas atbilst šķidrā alumīnija paralēlās piepildīšanas teorijai kopumā, un simulētās liešanas saraušanās porainības daļas tiek atrisinātas, stiprinot dzesēšanu un izmantojot citas metodes.
Abu shēmu priekšrocības: Spriežot pēc šķidrā alumīnija temperatūras simulētās pildīšanas laikā, 1. shēmā izveidotā lējuma distālā gala temperatūra ir vienmērīgāka nekā 2. shēmā, kas veicina dobuma piepildīšanu. 2. shēmā izveidotajam lējumam nav vārtu atlikumu, kā tas ir 1. shēmā. Saraušanās porainība ir labāka nekā 1. shēmā.
Abu shēmu trūkumi: Tā kā vārti ir izvietoti uz 1. shēmā veidojamā lējuma, uz lējuma paliks vārtu atlikumi, kas palielināsies par aptuveni 0,7 kcal salīdzinājumā ar sākotnējo lējumu. Šķidrā alumīnija temperatūra 2. shēmā simulētajā pildījumā jau ir zema, un simulācijā šķidrā alumīnija temperatūra ir zem ideālā veidnes temperatūras, tāpēc šķidrā alumīnija plūsmas jauda faktiskajā stāvoklī var būt nepietiekama, un radīsies grūtības liešanas formēšanā.
Apvienojumā ar dažādu faktoru analīzi par liešanas sistēmu tika izvēlēta 2. shēma. Ņemot vērā 2. shēmas trūkumus, veidnes konstrukcijā ir optimizēta liešanas sistēma un sildīšanas sistēma. Kā parādīts 6. attēlā, ir pievienots pārplūdes stāvvads, kas ir labvēlīgs šķidra alumīnija pildīšanai un samazina vai novērš defektu rašanos liešanas lējumos.
6. attēls (Optimizēta liešanas sistēma)
1.4 Dzesēšanas sistēma
Lējumu spriegumu nesošās daļas un zonas ar augstām mehāniskajām veiktspējas prasībām ir pienācīgi jāatdzesē vai jāpadod, lai izvairītos no saraušanās porainības vai termiskās plaisāšanas. Lējuma pamata sienas biezums ir 4 mm, un sacietēšanu ietekmēs pašas veidnes siltuma izkliede. Svarīgākajām daļām ir uzstādīta dzesēšanas sistēma, kā parādīts 7. attēlā. Pēc iepildīšanas pabeigšanas atdzesēšanai izlaiž ūdeni, un liešanas vietā jāpielāgo specifiskais dzesēšanas laiks, lai nodrošinātu, ka sacietēšanas secība veidojas no vārtu gala līdz vārtu galam, un vārti un stāvvads sacietē galā, lai panāktu padeves efektu. Daļai ar biezāku sienu biezumu tiek izmantota metode, kurā ieliktnim pievieno ūdens dzesēšanu. Šai metodei ir labāka ietekme uz faktisko liešanas procesu un tā var novērst saraušanās porainību.
7. attēls (Dzesēšanas sistēma)
1.5 Izplūdes sistēma
Tā kā zemspiediena liešanas metāla dobums ir slēgts, tam nav labas gaisa caurlaidības, atšķirībā no smilšu veidnēm, un tas neizvada gāzi caur stāvvadiem vispārējā gravitācijas liešanā, zemspiediena liešanas dobuma izvads ietekmēs šķidrā alumīnija pildīšanas procesu un lējumu kvalitāti. Zemspiediena liešanas veidni var izvadīt caur spraugām, izplūdes rievām un izplūdes aizbāžņiem atdalīšanas virsmā, stūmējstienī utt.
Izplūdes sistēmas izplūdes gāzu izmēra konstrukcijai jābūt tādai, lai izplūde neplīstu, un saprātīga izplūdes sistēma var novērst lējumu defektus, piemēram, nepietiekamu pildījumu, irdenu virsmu un zemu izturību. Šķidrā alumīnija pēdējā pildījuma vieta liešanas procesā, piemēram, sānu balsts un augšējās veidnes stāvvads, ir jāaprīko ar izplūdes gāzēm. Ņemot vērā to, ka šķidrais alumīnijs viegli ieplūst izplūdes aizbāžņa spraugā zemspiediena liešanas procesā, kā rezultātā, atverot veidni, gaisa aizbāznis tiek izvilkts, pēc vairākiem mēģinājumiem un uzlabojumiem ir pieņemtas trīs metodes: 1. metode izmanto pulvermetalurģijas saķepinātā gaisa aizbāzni, kā parādīts 8.(a) attēlā, trūkums ir augstās ražošanas izmaksas; 2. metode izmanto šuves tipa izplūdes aizbāzni ar 0,1 mm atstarpi, kā parādīts 8.(b) attēlā, trūkums ir tas, ka izplūdes šuve pēc krāsas izsmidzināšanas viegli aizsprostojas; 3. metode izmanto ar stiepli grieztu izplūdes aizbāzni, atstarpe ir 0,15–0,2 mm, kā parādīts 8.(c) attēlā. Trūkumi ir zema apstrādes efektivitāte un augstas ražošanas izmaksas. Atkarībā no faktiskā lējuma laukuma jāizvēlas dažādi izplūdes aizbāžņi. Lējuma dobumam parasti izmanto saķepinātus un ar stiepli grieztus ventilācijas aizbāžņus, bet smilšu serdeņa galvai - šuves tipa aizbāžņus.
8. attēls (3 izplūdes aizbāžņu veidi, kas piemēroti zemspiediena liešanai)
1.6 Apkures sistēma
Lējums ir liels un ar plānu sieniņu biezumu. Veidnes plūsmas analīzē šķidrā alumīnija plūsmas ātrums pildīšanas beigās ir nepietiekams. Iemesls ir tāds, ka šķidrais alumīnijs ir pārāk garš, lai plūstu, temperatūra pazeminās, šķidrais alumīnijs priekšlaicīgi sacietē un zaudē savu plūstamību, rodas auksts aizvērums vai nepietiekama liešana, augšējās veidnes stāvvads nevarēs panākt padeves efektu. Pamatojoties uz šīm problēmām, nemainot lējuma sienas biezumu un formu, var palielināt šķidrā alumīnija temperatūru un veidnes temperatūru, uzlabot šķidrā alumīnija plūstamību un atrisināt auksts aizvēršanās vai nepietiekamas liešanas problēmu. Tomēr pārmērīga šķidrā alumīnija temperatūra un veidnes temperatūra radīs jaunus termiskos savienojumus vai saraušanās porainību, kā rezultātā pēc liešanas apstrādes radīsies pārmērīgi plaknes caurumi. Tāpēc ir jāizvēlas atbilstoša šķidrā alumīnija temperatūra un atbilstoša veidnes temperatūra. Saskaņā ar pieredzi, šķidrā alumīnija temperatūra tiek kontrolēta aptuveni 720 ℃, un veidnes temperatūra tiek kontrolēta 320–350 ℃.
Ņemot vērā liešanas lielo tilpumu, plāno sieniņu biezumu un zemo augstumu, veidnes augšdaļā ir uzstādīta sildīšanas sistēma. Kā parādīts 9. attēlā, liesmas virziens ir vērsts pret veidnes apakšu un sāniem, lai sildītu lējuma apakšējo plakni un sānus. Atkarībā no liešanas situācijas pielāgojiet sildīšanas laiku un liesmu, kontrolējiet veidnes augšējās daļas temperatūru 320–350 ℃, lai nodrošinātu šķidrā alumīnija plūstamību saprātīgā diapazonā un panāktu, lai šķidrais alumīnijs piepildītu dobumu un stāvvadu. Faktiskajā lietošanā sildīšanas sistēma var efektīvi nodrošināt šķidrā alumīnija plūstamību.
9. attēls (Apkures sistēma)
2. Pelējuma struktūra un darbības princips
Saskaņā ar zemspiediena liešanas procesu, apvienojumā ar lējuma īpašībām un iekārtas konstrukciju, lai nodrošinātu, ka izveidotais lējums paliek augšējā veidnē, augšējā veidnē ir konstruētas priekšējās, aizmugurējās, kreisās un labās serdes vilkšanas struktūras. Pēc lējuma izveidošanas un sacietēšanas vispirms tiek atvērtas augšējās un apakšējās veidnes, pēc tam serde tiek vilkta 4 virzienos, un visbeidzot augšējās veidnes augšējā plāksne izspiež izveidoto lējumu. Veidnes struktūra ir parādīta 10. attēlā.
10. attēls (Veidnes struktūra)
Rediģēja Meja Dzjana no MAT Aluminum
Publicēšanas laiks: 2023. gada 11. maijs
