Kuepuka kutengana kwa karatasi katika lamination ya karatasi nyingi 1070 Diski safi za aluminium kwa cores za transformer: Ubunifu mzuri wa mwongozo wa kibali

1. Utangulizi: Asili ya matumizi na mahitaji ya msingi ya lamination ya 1070 Diski safi za aluminium kwa cores za transformer

Cores za transfoma ni sehemu kuu za ubadilishaji wa nishati ya umeme, na upenyezaji wao wa sumaku na upotezaji huamua moja kwa moja ufanisi wa kibadilishaji. 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer (Maudhui yote ≥99.7%) zimekuwa substrates bora kwa cores ndogo na za kati za transfoma kutokana na conductivity yao ya juu ya umeme (≥62% IACS katika 20℃), hasara ya chini ya magnetic (kupoteza hysteresis ≤0.3W/kg kwa 50Hz), na ductility bora-hasa yanafaa kwa ajili ya high-frequency, matukio ya hasara ya chini (n.k., transfoma mpya zilizowekwa kwenye gari la nishati).

Kwa kawaida, cores vile huchukua “kufunika karatasi nyingi na lamination” mchakato: vifaa vya coil ya 1070 rekodi za alumini safi kwa cores ya transformer (0.3mm nene) zimefungwa ndani ya diski na kipenyo cha 50-200mm, kisha laminated (10-50 karatasi kwa lamination) kuunda nguzo za msingi au nira. Kiashiria cha msingi cha ubora hapa ni sababu ya lamination ≥0.95 (mahitaji ya ziada ya GB/T 13789-2022 Karatasi za Chuma za Silikoni Zilizoviringishwa kwa Baridi za Transfoma na Vinu; sababu ya lamination = msongamano halisi wa lamination/wiani wa kinadharia, kutafakari kukazwa kwa lamination).

Katika mazoezi ya viwanda, 35% ya sababu lamination kutofuata inatokana kutengana kwa karatasi-yaani., utengano wa makali kati ya diski zilizo karibu >0.03mm. Hii inaunda mapungufu ya hewa ndani ya msingi, kuongeza upinzani wa sumaku kwa 15%-20% na hakuna upotezaji wa mzigo kwa 8%-12%. Kufuatilia chanzo cha mizizi, kibali kisichodhibitiwa kati ya pini za mwongozo na vichaka vya blanking dies ni kichocheo kikuu: kibali kupita kiasi hupunguza usahihi wa mwongozo, kusababisha misalignment kati ya juu na chini kufa wakati wa blanking; kibali cha kutosha, kwa tofauti, inaongoza kwa kuvaa na kupiga pini za mwongozo na bushings, kuzalisha uchafu wa chuma ambao huchafua uso wa nafasi. Kwa hiyo, kwa kuzingatia mali ya nyenzo 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer na mchakato wa kufunika karatasi nyembamba wa 0.3mm, inahitajika kuamua safu ya kibali inayofaa kwa pini za mwongozo na vichaka ili kuzuia kutengana kwa karatasi kwenye chanzo..

2. Uchambuzi wa Tabia ya Msingi ya 1070 Diski Safi za Alumini kwa Mihimili ya Transfoma na Lamination ya Karatasi nyingi

(1) Nyenzo na Unene Sifa za 1070 Diski safi za aluminium kwa cores za transformer (0.3mm)

1. Athari za mali ya mitambo kwenye nafasi iliyo wazi: 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer kuwa na ugumu wa chini wa HV25-30 pekee, moduli ya elastic E=70GPa, na urefu wa δ5≥35%. Haswa, karatasi nyembamba (0.3mm) wanakabiliwa na deformation ya elastic kutokana na kupotoka kwa mwongozo wakati wa kufuta, na deformation hii haiwezi kutenduliwa-inasababisha moja kwa moja kutengana kwa makali wakati wa lamination. Kwa mfano, ikiwa kibali kati ya pini za mwongozo na bushings ni nyingi, nguvu tupu (takriban 8-12kN, kulingana na kipenyo cha diski) itahamisha kifa cha juu kwa 0.02mm, inayoongoza kwa deformation ya plastiki 0.015mm kwenye ukingo wa diski. Utengano uliokusanywa wakati wa lamination utazidi 0.03mm.

2. Hali ya uso na mshikamano wa lamination: Zaidi ya hayo, safu ya oksidi ya asili (Al₂O₃) ya 2-5nm hutengeneza kwa urahisi juu ya uso wa 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer. Ingawa haiathiri insulation, huongeza upinzani wa msuguano wakati wa lamination. Ikiwa kibali kikubwa kati ya pini za mwongozo na bushings husababisha burrs (>0.01mm) kwenye kingo za diski, burrs hizi zitaharibu zaidi kujitoa, kupunguza sababu ya lamination kutoka 0.96 chini 0.93.

(2) Mahitaji ya Msingi kwa Lamination ya Karatasi nyingi (Lamination Factor ≥0.95)

1. Ufafanuzi wa kiasi cha sababu ya lamination: Lamination factor K = (unene halisi wa lamination/(unene wa karatasi moja × idadi ya karatasi za laminated)) × 100%. Kwa 20 karatasi za 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer (0.3mm nene), unene wa kinadharia lamination = 6.0mm. Ikiwa unene halisi = 5.7mm, K=95%; ikiwa kuna kutenganisha 0.03mm kwa kila karatasi, kusanyiko dislocation ya 20 karatasi = 0.6mm, na unene ufaao wa lamination = 5.4mm—kusababisha K=90% (yasiyo ya kufuata).

2. Uhusiano kati ya dislocation na sababu lamination: Uigaji wa kipengele cha mwisho (Abaqus) zaidi inaonyesha kwamba wakati dislocation ya disc moja ≤0.02mm, sababu lamination ya 20 karatasi ≥0.95; wakati dislocation >0.02mm, K hupungua kwa mstari na kuongezeka kwa kutengana (mteremko -1.67%/0.01mm), kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali hapa chini:

3. Utaratibu na Uchanganuzi wa Kiasi wa Athari za Kibali cha Mwongozo wa Pin-Bushing kwenye Utengano wa Laha.

Pini za mwongozo na bushings za kufa bila blanketi ni sehemu kuu zinazohakikisha usahihi wa upatanishi kati ya kufa kwa juu na chini.. Kibali chao (d) imedhamiriwa na kipenyo cha siri cha mwongozo (d) na bushing kipenyo cha ndani (D), i.e., d=(D-d)/2. Kibali cha kupita kiasi na kisichotosha husababisha kutengana kwa karatasi 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer, na taratibu maalum kama ifuatavyo:

(1) Usafi wa Kupindukia (d>0.015mm): “Uhamisho Mgumu” Imesababishwa na Upotevu wa Usahihi wa Mwongozo

Kwanza kabisa, kibali kupita kiasi hudhoofisha usahihi wa mwongozo, inayoongoza kwa “mtengano mgumu.”

1. Mfano wa mitambo: Wakati wa kufunga, kifo cha juu kinalazimishwa tupu F (kN), kuzalisha nguvu ya upande F_side = F×tanθ kwenye pini ya mwongozo (θ ni pembe ya ukingo isiyo na kitu, kawaida 5 ° -8 °). Kwa 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer na kipenyo cha 100mm, F≈10kN na θ=6°, ni F_side≈10×tan6°≈1.05kN.

2. Hesabu ya uhamishaji: Pini za mwongozo kwa kawaida hutengenezwa kwa SUJ2 (kuzaa chuma, E=206GPa). Kwa pini ya mwongozo yenye kipenyo cha d=20mm na urefu L=150mm, kulingana na fomula ya upotoshaji wa mechanics ya nyenzo:

Δ= F_side×L³/(3×E×I)

ambapo mimi=πd⁴/64 (wakati wa inertia). Kubadilisha data: Δ≈1.05×10³×(150)³/(3×206×10³×π×20⁴/64)≈0.008mm.

Ikiwa kibali cha pin-bushing cha mwongozo δ=0.02mm, jumla ya uhamisho wa kufa juu = Δ+δ≈0.028mm. Hii husababisha kutengana kwa makali ya tupu 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer kuwa takriban 0.028mm, kusababisha lamination factor K≈93.8% kwa 20 karatasi (yasiyo ya kufuata).

(2) Upungufu wa Kutosha (d<0.005mm): “Kutenguka kwa Nguvu” Husababishwa na Wear na Jamming

Kinyume chake, kibali cha kutosha huchochea kuvaa na kukwama, inayoongoza kwa “dislocation yenye nguvu.”

1. Vaa utaratibu: Pini za mwongozo na vichaka hupitisha kifafa cha H7/h6 (darasa la uvumilivu). Ikiwa kibali <0.005mm, ulainishaji duni (kubandika karatasi hizi za alumini hutokeza chip za alumini ambazo huchafua grisi kwa urahisi) inaongoza kwa “msuguano kavu,” kusababisha mikwaruzo kwenye uso wa pini ya mwongozo (kina >0.003mm).

2. Utendaji wa kutenganisha: Maonyesho ya pini za mwongozo zilizovaliwa na vichaka “jamming-kuruka” tabia: jam ya juu ya kufa kwanza wakati wa harakati ya kushuka, kisha kutolewa ghafla. Hii husababisha kupotoka kwa mpangilio wa papo hapo wa 0.02-0.03mm kati ya kufa kwa juu na chini wakati wa kutoweka., na kupotoka ni nasibu-inafanya iwe vigumu kusahihisha wakati wa lamination ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer.

(3) Kupunguzwa kwa Masafa Yanayofaa ya Kuidhinishwa: Kizingiti Kulingana na Lamination Factor ≥0.95

Kulingana na njia mbili zilizo hapo juu, masafa ya kuridhisha ya kibali lazima kusawazisha “epuka kutengana kwa nguvu” na “kuzuia kuhama kwa nguvu.” Haswa, ni muhimu kuridhika “jumla ya uhamishaji wa sehemu ya juu ≤0.02mm” (kuhakikisha kuhama kwa moja 1070 disc safi ya alumini kwa cores ya transformer ≤0.02mm na K≥0.95), i.e.:

Δ+δ≤0.02mm

Imetolewa Δ≈0.008mm (mchepuko wa pini ya mwongozo unaosababishwa na nguvu isiyo na kitu), δ≤0.012mm.

Wakati huo huo, ili kuepuka kuvaa kutokana na kibali cha kutosha, akimaanisha GB/T 12444-2016 Vipengele vya kufa – Pini za mwongozo, kibali cha chini kinachoruhusiwa kwa pini za mwongozo na bushings ni 0.005mm (kwa H7/h6 inafaa na d=20mm, uvumilivu wa pini ya mwongozo h6=0/-0.013mm, uvumilivu wa bushing H7=+0.021/0mm, kibali cha chini=0.005mm).

Kwa muhtasari, kibali kati ya pini za mwongozo na bushings inapaswa kudhibitiwa ndani ya 0.005-0.012mm. Masafa haya huhakikisha kutenganisha moja 1070 disc safi ya alumini kwa cores ya transformer ≤0.02mm na kipengele cha lamination ≥0.95.

4. Kusaidia Suluhu za Kiufundi kwa Udhibiti wa Uondoaji (Kufa + Mchakato)

Kudhibiti tu kibali cha pin-bushing cha mwongozo haitoshi kuzuia kabisa kutengana kwa laha 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer. Ni muhimu kuchanganya uboreshaji wa muundo wa kufa na marekebisho ya parameta ya mchakato ili kuunda jumuishi “mwongozo-nafasi-wazi” mfumo wa udhibiti:

(1) Uboreshaji wa Mfumo wa Uongozi wa Kufa

Kwa kuanzia, kuboresha mfumo wa kufa huweka msingi wa udhibiti thabiti wa kibali.

1. Nyenzo na usahihi wa pini za mwongozo na bushings:

• • Pini za mwongozo: SUJ2 imezimwa (HRC58-62), Ukwaru wa uso Ra≤0.4μm, silinda ≤0.002mm;

• • Vichaka: SUJ2 imezimwa (HRC55-58), Ukwaru wa shimo la ndani Ra≤0.2μm, mshikamano ≤0.003mm;

• • Uvumilivu unaofaa: Kifaa cha H7/h6 kinakubaliwa ili kuhakikisha kibali cha awali ndani ya 0.005-0.012mm, kukabiliana na mahitaji ya usahihi usio na maana wa 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer.

2. Idadi na mpangilio wa pini za mwongozo:

• • Kwa 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer na kipenyo cha 50-200mm, pini mbili za mwongozo (φ16-20mm) zinatumika, iliyopangwa kwa ulinganifu nje ya ukingo uliowazi (umbali kutoka makali ≥15mm) ili kuepuka kuingiliwa kwa nguvu tupu kwenye mwongozo;

• • “Mwongozo msaidizi” (n.k., pini za mwongozo wa sahani ya stripper) huongezwa ili kudhibiti utenganisho zaidi kati ya kufa kwa juu na chini ndani ya 0.005mm.

(2) Ulinganisho wa Kigezo cha Mchakato wa Kufungia

Inayofuata, kwa suala la vigezo vya mchakato, kulinganisha hali tupu na udhibiti wa kibali huongeza utulivu.

1. Kasi ya tupu: Inadhibitiwa saa 100-150 viboko/dakika ili kuzuia mtetemo wa pini za mwongozo na vichaka vinavyosababishwa na kuziba kwa kasi kubwa. (wakati vibration amplitude >0.003mm, athari ya kibali imeongezwa), kuhakikisha uthabiti wa nafasi 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer wakati wa kufunga;

2. Mbinu ya lubrication: “Kunyunyizia lubrication” imepitishwa (mfano wa mafuta ya kulainisha: ISO VG32, na viungio maalum vya alumini vya kuzuia kuvaa). Kunyunyizia hufanywa kila 500 blanking strokes ili kupunguza uzalishaji wa chip alumini na kuvaa mwongozo, kulinda ubora wa makali ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer;

3. Msimamo wa lamination: Baada ya kufungwa, “kufyonza utupu + pini za kuweka nafasi” nafasi mbili hutumiwa. Pini za kuweka nafasi zina kipenyo cha φ3-5mm, na kibali na mashimo kabla ya kuchomwa ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer ≤0.01mm ili kuhakikisha upatanishi wa axial wakati wa lamination ya karatasi nyingi.

(3) Ufuatiliaji na Matengenezo ya Kibali

Zaidi ya usanidi wa awali, ufuatiliaji na matengenezo yanayoendelea ni muhimu kwa usawa ili kudumisha utendaji wa kibali.

1. Ufuatiliaji mtandaoni: Sensor ya uhamishaji wa laser (usahihi 0.001mm) imewekwa nje ya kichaka ili kufuatilia kwa wakati halisi mtiririko wa radial wa pini ya mwongozo. Wakati wa kukimbia >0.008mm (kuonyesha kibali kupita kiasi), mashine itaacha moja kwa moja ili kuepuka uzalishaji wa wingi wa yasiyo ya kufuata 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer;

2. Matengenezo ya kawaida: Baada ya kufungwa 100,000 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer, pini za mwongozo na bushings zinavunjwa, na kibali kinapimwa na micrometer. Ikiwa kibali >0.015mm, bushing inabadilishwa (pini za mwongozo kawaida huwa na uchakavu mdogo na zinaweza kutumika tena).

5. Uthibitishaji wa Kiwanda na Uchambuzi wa Kesi

(1) Uthibitishaji wa Maabara (Jaribio la Data kutoka kwa Mtengenezaji wa Msingi wa Transfoma)

Ili kuthibitisha safu ya idhini iliyobainishwa kwa majaribio, uchunguzi wa kimaabara ulifanyika kwa sampuli sanifu.

Kuchukua “φ120mm×0.3mm 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer, 20-lamination ya karatasi” kama kitu cha mtihani, tofauti mwongozo pin-bushing clearances walikuwa kuweka mtihani lamination sababu na dislocation:

Hitimisho: Wakati kibali ni ndani ya 0.005-0.012mm, sababu lamination ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer ≥95% na hasara ya kutopakia ≤1.05W/kg, Kuzingatia na GB/T. 6451-2015 Vigezo vya Kiufundi na Mahitaji ya Transfoma za Nguvu Zilizozamishwa na Mafuta.

(2) Kesi ya Maombi ya Viwanda (Mradi Mpya wa Transfoma Iliyowekwa kwa Gari la Nishati)

Kwa kielelezo cha vitendo cha matokeo haya katika mazingira ya viwanda, utafiti wa kifani wa mradi mpya wa kibadilishaji kilichowekwa kwenye gari la nishati unawasilishwa.

Katika utengenezaji wa cores za transfoma zilizowekwa kwenye gari na mtengenezaji wa gari, kibali cha awali cha mwongozo usiodhibitiwa (0.02-0.025mm) ilisababisha sababu lamination ya tu 92%-93% kwa 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer na 30% upotezaji mwingi wa msingi. Baada ya kupitisha suluhisho katika karatasi hii:

1. Pini za mwongozo na vichaka vilivyo na kifafa cha H7/h6 vilibadilishwa, kudhibiti kibali ndani ya 0.008-0.010mm;

2. Mwongozo msaidizi na nafasi ya utupu iliongezwa;

3. Ufuatiliaji wa kibali mtandaoni ulitekelezwa.

Baada ya uboreshaji, sababu lamination ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer imetulia katika 95.5%-96.2%, na upotevu wa msingi ulipungua hadi 1.03W/kg—kukidhi mahitaji ya hasara ya chini ya transfoma zilizowekwa kwenye gari.. Kiwango cha kufuzu kwa bidhaa kiliongezeka kutoka 75% kwa 99%.

6. Hitimisho na mtazamo

(1) Hitimisho la msingi

Muhtasari wa matokeo muhimu, kwa ufunikaji wa karatasi nyingi na lamination ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer (0.3mm nene) na kipengele cha lamination ≥0.95, kibali kati ya pini mwongozo na bushings ya blanking kufa lazima madhubuti kudhibitiwa ndani 0.005-0.012mm. Masafa haya huepuka kutengana kwa uthabiti unaosababishwa na kibali kupita kiasi (uhamisho wa juu wa kufa >0.02mm) na mgawanyiko wa nguvu unaosababishwa na kibali cha kutosha (kuvaa na jamming), kuhakikisha kutengana kwa diski moja ≤0.02mm na sababu inayolingana ya lamination.

(2) Mwelekeo wa maendeleo ya baadaye

Kuangalia mbele kwa maendeleo ya baadaye, maeneo matatu lengwa yanajitokeza ili kuboresha zaidi utendakazi:

1. Mifumo ya mwongozo yenye akili: Unganisha algorithms za AI na vitambuzi vya piezoelectric ili kurekebisha kwa wakati halisi uondoaji wa pini za mwongozo na bushings. (n.k., kuvaa fidia kupitia upanuzi wa joto), kutambua uboreshaji wa kibali cha nguvu na kuboresha zaidi usahihi wa lamination wa 1070 safi diski za alumini kwa cores ya transformer;

2. Teknolojia ya mwongozo isiyo na pengo: Kuendeleza “mwongozo wa levitation ya magnetic” (kifafa kisichoweza kuguswa cha pini za mwongozo na vichaka kwa kutumia nguvu ya sumakuumeme) kuondoa kabisa athari za kibali juu ya usahihi wa mwongozo, kukabiliana na mahitaji ya juu-usahihi blanking ya 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer;

3. Marekebisho ya nyenzo: Pamba uso wa 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer na safu ya TiN ya 0.5-1μm ili kuongeza ugumu wa uso (HV300-400), kupunguza blanking burrs na lamination msuguano, na kupanua zaidi safu ya uvumilivu ya udhibiti wa kibali.

(3) Kanuni ya msingi

Mwishowe, kanuni ya msingi ya kazi hii ni kwamba karatasi nyingi blanking na lamination ya nyembamba 1070 rekodi safi za alumini kwa cores za transformer lazima kuzingatia harambee ya “mwongozo wa mahitaji ya usahihi-nyenzo-lamination”. Kudhibiti mwongozo pin-bushing kibali ni msingi, lakini lazima iwe pamoja na muundo wa kufa na uboreshaji wa mchakato ili kufikia ufanisi, uzalishaji wa chini wa hasara ya cores ya transformer.