Dutá technológia hriadeľa motora

Themotorhriadeľ je dutý, s dobrým výkonom odvádzania tepla a môže podporovať nízku hmotnosťmotor.Predtým boli hriadele motora väčšinou pevné, ale kvôli použitiu hriadeľov motora sa napätie často sústreďovalo na povrch hriadeľa a napätie na jadre bolo relatívne malé. Podľa ohybových a torzných vlastností materiálovej mechaniky sa vnútorná časť omotorhriadeľ bol primerane vyhĺbený a na zväčšenie vonkajšej časti bol potrebný iba malý vonkajší priemer. Dutý hriadeľ môže spĺňať rovnaký výkon a funkciu ako plný hriadeľ, ale jeho hmotnosť môže byť výrazne znížená. Medzitým v dôsledku vyhĺbeniamotorhriadeľa, chladiaci olej sa môže dostať do vnútra hriadeľa motora, čím sa zväčší oblasť rozptylu tepla a zlepší sa účinnosť odvádzania tepla. Pri súčasnom trende 800V vysokonapäťového rýchlonabíjania je výhoda dutých hriadeľov motora väčšia. Súčasné výrobné metódy pre duté hriadele motora zahŕňajú hlavne plné duté hriadele, zváranie a integrované tvarovanie, medzi ktorými sa vo výrobe široko používa zváranie a integrované tvarovanie.

Zváraný dutý hriadeľ sa dosahuje hlavne vytláčaním, aby sa dosiahol stupňovitý vnútorný otvor hriadeľa, a potom sa opracuje a zvarí do tvaru. Pri extrúznom lisovaní sú čo najviac zachované tvarové zmeny vnútorného otvoru so štruktúrou výrobku a požiadavkami na pevnosť. Vo všeobecnosti môže byť základná hrúbka steny produktu navrhnutá pod 5 mm. Zváracie zariadenia vo všeobecnosti využívajú zváranie trením na tupo alebo laserové zváranie. Ak sa používa zváranie trením na tupo, poloha tupého spoja je vo všeobecnosti asi 3 mm zvarového výstupku. Pri použití laserového zvárania je hĺbka zvárania vo všeobecnosti medzi 3,5 a 4,5 mm a pevnosť zvárania môže byť zaručená väčšia ako 80 % substrátu. Niektorí dodávatelia môžu dokonca dosiahnuť viac ako 90 % pevnosti substrátu prostredníctvom prísnych opatrení na kontrolu procesu. Po dokončení zvárania dutého hriadeľa je potrebné vykonať ultrazvukové alebo röntgenové testovanie mikroštruktúry a kvality zvaru oblasti zvárania, aby sa zabezpečila konzistencia produktu.

Integrovaný tvarovací dutý hriadeľ je hlavne vykovaný vonkajším zariadením na polotovare, čo umožňuje vnútornej časti priamo dosiahnuť stupňovitý vnútorný otvor hriadeľa. V súčasnosti sa používa hlavne radiálne kovanie a rotačné kovanie a zariadenia sa prevažne dovážajú. Pre zariadenia firmy FELLS je typické radiálne kovanie, pre zariadenia firmy GFM rotačné kovanie. Radiálne tvarovanie kovaním sa vo všeobecnosti dosahuje použitím štyroch alebo viacerých symetrických bucharov s frekvenciou nad 240 úderov za minútu, aby sa dosiahla malá deformácia polotovaru a priame tvarovanie polotovaru dutej rúry. Rotačné kovanie je proces rovnomerného usporiadania viacerých hláv kladiva v obvodovom smere predvalku. Hlava kladiva sa otáča okolo osi, pričom vykonáva radiálne vysokofrekvenčné kovanie na obrobku, čím sa zmenšuje veľkosť prierezu predvalku a axiálne sa rozširuje, aby sa získal obrobok. V porovnaní s tradičnými plnými hriadeľmi sa výrobné náklady integrovaných dutých hriadeľov zvýšia o približne 20 %, ale hmotnosť hriadeľov motora sa vo všeobecnosti zníži o 30 až 35 %.