respuesta rapidaEl eje del motor EV, o eje del rotor, es el eje central del motor de accionamiento de un vehículo eléctrico. Se diferencia de un eje de motor estándar en tres aspectos. Por lo general, es hueco para reducir el peso y permitir que el refrigerante fluya a través del orificio. Utiliza acero de aleación endurecido y una ranura para manejar un par elevado y retrocesos rápidos. Y está equilibrado y rectificado hasta límites muy estrictos, porque los motores de los vehículos eléctricos giran mucho más rápido que los motores industriales. Estas exigencias hacen que el eje del rotor sea una de las partes más duras de toda la unidad motriz.
Un motor de accionamiento EV exige más de su eje que cualquier motor industrial. Gira más rápido. Invierte el par miles de veces al día. Hace calor, luego frío y luego vuelve a calentar. Y el comprador lo quiere ligero, para ahorrar alcance. Eleje del rotortiene que cumplir con todo eso a la vez. Esta guía explica cómo se diseñan, enfrían y fabrican los ejes del rotor de los vehículos eléctricos, y cómo redactar una especificación que un fabricante de ejes pueda crear.
Un estándareje del motoren una bomba o ventilador funciona a una velocidad constante y una carga constante. El eje del rotor de un vehículo eléctrico no. Se enfrenta a cuatro exigencias que un eje normal nunca ve juntas.
Primero, velocidad. Los motores de los vehículos eléctricos funcionan mucho más rápido que los motores de red. Las altas revoluciones multiplican cualquier pequeño desequilibrio en una gran vibración. En segundo lugar, las inversiones de par. Cada vez que el automóvil acelera o frena con regeneración, el eje se carga y descarga. Eso genera fatiga. En tercer lugar, el calor. El rotor se calienta, por lo que el eje debe transportar o resistir ese calor. Cuarto, el peso. Cualquier masa en el eje es masa giratoria y los costos de la masa giratoria varían.
El eje del rotor también ajusta el entrehierro entre el rotor y el estator. Si el eje se agota, el espacio cambia a medida que gira. Eso perjudica la eficiencia y añade ruido. Así que la concentricidad no es una sutileza aquí. Es fundamental para el funcionamiento del motor.
La mayoría de los motores de propulsión de vehículos eléctricos utilizan uneje de rotor huecoen lugar de uno sólido. La perforación por el centro aporta dos beneficios claros.
El primer aumento es el peso. Al retirar el núcleo se elimina masa del radio más grande de la barra. Esto reduce tanto el peso del eje como su inercia giratoria. Una inercia más baja significa que el motor acelera más rápido y desperdicia menos energía acelerando y desacelerando. Durante un ciclo de conducción, eso ayuda al alcance.
La segunda ganancia es la función. El agujero no es un espacio vacío. Puede transportar aceite de refrigeración, un cable de resolución o un segundo eje concéntrico en algunos diseños. Así, el eje hueco realiza dos funciones, estructura y fontanería, en una sola pieza.
Un orificio reduce la rigidez y la resistencia si es demasiado grande. La pared debe ser lo suficientemente gruesa para soportar el torque y resistir la flexión. Un buen diseño ajusta el diámetro del orificio al torque, no al máximo que permite el material. Guanshuo mecaniza ejes huecos con orificios de 3 mm a 50 mm y diámetros interiores de eje de hasta 130 mm, de modo que la pared se puede adaptar a la tarea.
La alta densidad de potencia genera calor. Tanto los imanes como el núcleo del rotor se calientan bajo carga. Si ese calor no se elimina, los imanes se debilitan y el motor reduce su potencia. Un eje hueco soluciona este problema llevando el refrigerante directamente al centro del rotor.
En un diseño común, el aceite se bombea al interior del orificio por un extremo. Fluye a lo largo del interior del eje, recoge calor del rotor y sale por el otro extremo. Algunos diseños rocían el aceite a través de pequeños orificios radiales sobre los devanados. Esto coloca al refrigerante donde está el calor, que el enfriamiento por aire no puede igualar.
Para que esto funcione, el orificio debe estar limpio, recto y dimensionado con precisión. Un orificio rugoso o descentrado altera el flujo y el equilibrio. Esta es la razón por la que un eje de rotor enfriado es un trabajo de perforación de precisión, no solo un agujero perforado.
El eje del rotor soporta todo el par motor y cada inversión del mismo. Esto requiere un acero con alta resistencia a la fatiga que también responda al endurecimiento. Los aceros aleados lideran aquí.
| Material | Papel en el eje de un vehículo eléctrico |
|---|---|
| acero de aleación 4140 | Fuerte, resistente y con buena vida útil. Una base común para ejes de rotor endurecidos. |
| acero de aleación 4340 | Nuevamente mayor resistencia, para los ejes más cargados. |
| Acero aleado cementado | Se utiliza donde la ranura necesita una superficie dura y resistente al desgaste sobre un núcleo resistente. |
Luego, el tratamiento térmico adapta las propiedades. El cuerpo se apaga y templa para fortalecer el núcleo. Los muñones de los cojinetes y las estrías suelen estar endurecidos por inducción, por lo que la superficie resiste el desgaste mientras el núcleo se mantiene resistente. Guanshuo alcanza entre 42 y 48 HRC en ejes típicos y más en superficies que lo necesitan. El endurecimiento siempre ocurre antes del pulido final, porque mueve el metal.
La velocidad es lo que hace que sea difícil construir bien el eje del rotor. Un pequeño desequilibrio que es inofensivo a 1.500 rpm se convierte en una fuerte fuerza de sacudida a altas velocidades del vehículo eléctrico. La fuerza proveniente del desequilibrio aumenta con el cuadrado de la velocidad. Por lo tanto, el eje de un vehículo eléctrico debe estar equilibrado y rectificado con mucha más fuerza que uno industrial.
Tres especificaciones controlan esto. El equilibrio dinámico mantiene la masa centrada, por lo que el eje no tiembla a gran velocidad. Guanshuo equilibra los ejes con un grado de G0.1 a G0.4. Runout, o TIR, mantiene cada diámetro fiel al eje. Guanshuo mantiene el TIR en 0,01 mm y, a menudo, en 0,005 mm. El acabado superficial de los muñones, a Ra≤0,4 μm, mantiene los rodamientos silenciosos y duraderos.
Juntas, estas especificaciones deciden el ruido, la vibración y la aspereza, o NVH, del motor. Las cabinas de los vehículos eléctricos son silenciosas, por lo que cualquier chirrido del motor es fácil de escuchar. Las especificaciones estrictas del eje son una parte importante para mantener la unidad motriz en silencio.
El eje del rotor de un vehículo eléctrico rara vez utiliza una chaveta simple. El par es demasiado alto y retrocede con demasiada frecuencia. Una llave se soltaría. En cambio, el eje termina en unranura, un anillo de dientes axiales que comparten la carga a través de muchas caras de contacto.
El eje estriado une el motor a la caja reductora. Debido a que transmite un par máximo en inversión, los dientes estriados son una característica crítica para la fatiga. Se cortan con precisión y luego, a menudo, se endurecen para que resistan el desgaste y el desgaste durante la vida útil del automóvil. ApisóLuego, el cuerpo ubica la pila de rotores, los cojinetes y los sellos en puntos de ajuste a lo largo del eje.
Un eje de rotor hueco, estriado y enfriado es uno de los ejes más complejos de construir. Hay dos grandes rutas.
La primera ruta mecaniza el eje a partir de una barra sólida y luego perfora el centro. Esto es flexible y se adapta a volúmenes variados y más bajos. La segunda ruta une dos mitades formadas, a menudo mediante soldadura por fricción, para crear la forma hueca con menos mecanizado. Guanshuo utiliza soldadura por fricción en ejes de acero inoxidable, lo que permite que dos secciones se conviertan en una parte fuerte.
Cualquiera que sea la ruta que se utilice, la secuencia de llegada es lo que protege la precisión:
Una especificación de eje EV necesita más que una especificación de eje normal. Proporcione estos puntos al fabricante para obtener una cotización precisa.
Si algo de esto todavía está abierto, comparta la potencia y la velocidad del motor. Un fabricante de ejes con experiencia en vehículos eléctricos puede proponer especificaciones iniciales sensatas y perfeccionarlas con su equipo.
Eje del motor hueco 
Eje hueco de orificio cónico 
Eje especial de alta velocidad 
Eje de articulación del robot
Guanshuo Precision mecaniza ejes de rotor huecos, estriados y refrigerados para vehículos de nueva energía y accionamientos de automatización. Envíe sus requisitos de torque, velocidad y diámetro interior para obtener una cotización.
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