විදුලි වාහනයේ ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ බැටරි තැටිය සඳහා අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු අච්චු නිර්මාණය

බැටරිය විදුලි වාහනයක මූලික අංගය වන අතර, එහි ක්‍රියාකාරිත්වය විදුලි වාහනයේ බැටරි ආයු කාලය, බලශක්ති පරිභෝජනය සහ සේවා කාලය වැනි තාක්ෂණික දර්ශක තීරණය කරයි. බැටරි මොඩියුලයේ ඇති බැටරි තැටිය රැගෙන යාම, ආරක්ෂා කිරීම සහ සිසිලනය යන කාර්යයන් ඉටු කරන ප්‍රධාන අංගයයි. රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, මොඩියුලර් බැටරි පැකට්ටුව බැටරි තැටියේ සකස් කර ඇති අතර, බැටරි තැටිය හරහා මෝටර් රථයේ චැසිය මත සවි කර ඇත. එය වාහන ශරීරයේ පතුලේ ස්ථාපනය කර ඇති අතර වැඩ කරන පරිසරය කටුක බැවින්, බැටරි මොඩියුලයට හානි වීම වැළැක්වීම සඳහා ගල් බලපෑම සහ සිදුරු වැළැක්වීමේ කාර්යය බැටරි තැටියට තිබිය යුතුය. බැටරි තැටිය යනු විදුලි වාහනවල වැදගත් ආරක්ෂිත ව්‍යුහාත්මක කොටසකි. පහත දැක්වෙන්නේ විදුලි වාහන සඳහා ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ බැටරි තැටි සෑදීමේ ක්‍රියාවලිය සහ අච්චු නිර්මාණය හඳුන්වා දෙයි.

රූපය 1 (ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ බැටරි තැටිය)
1 ක්‍රියාවලි විශ්ලේෂණය සහ අච්චු නිර්මාණය
1.1 වාත්තු විශ්ලේෂණය
විදුලි වාහන සඳහා ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ බැටරි තැටිය රූපය 2 හි දක්වා ඇත. සමස්ත මානයන් 1106mm×1029mm×136mm, මූලික බිත්ති ඝණකම 4mm, වාත්තු ගුණාත්මකභාවය 15.5kg පමණ වන අතර, සැකසීමෙන් පසු වාත්තු ගුණාත්මකභාවය 12.5kg පමණ වේ. ද්‍රව්‍යය A356-T6, ආතන්ය ශක්තිය ≥ 290MPa, අස්වැන්න ශක්තිය ≥ 225MPa, දිගු කිරීම ≥ 6%, Brinell දෘඪතාව ≥ 75~90HBS, වායු තද බව සහ IP67&IP69K අවශ්‍යතා සපුරාලීමට අවශ්‍ය වේ.

රූපය 2 (ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහ බැටරි තැටිය)
1.2 ක්‍රියාවලි විශ්ලේෂණය
පීඩන වාත්තු කිරීම සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ වාත්තු කිරීම අතර විශේෂ වාත්තු ක්‍රමයක් වන්නේ අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු කිරීමයි. එය දෙකටම ලෝහ අච්චු භාවිතා කිරීමේ වාසි පමණක් නොව, ස්ථායී පිරවීමේ ලක්ෂණ ද ඇත. අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු කිරීම පහළ සිට ඉහළට අඩු වේග පිරවීම, පාලනය කිරීමට පහසු වේගය, කුඩා බලපෑම සහ ද්‍රව ඇලුමිනියම් ඉසීම, අඩු ඔක්සයිඩ් ස්ලැග්, ඉහළ පටක ඝනත්වය සහ ඉහළ යාන්ත්‍රික ගුණාංග යන වාසි ඇත. අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු කිරීම යටතේ, ද්‍රව ඇලුමිනියම් සුමටව පුරවා ඇති අතර, වාත්තු කිරීම පීඩනය යටතේ ඝන වී ස්ඵටිකීකරණය වන අතර, ඉහළ ඝන ව්‍යුහයක්, ඉහළ යාන්ත්‍රික ගුණාංග සහ අලංකාර පෙනුමක් සහිත වාත්තු කිරීම ලබා ගත හැකි අතර එය විශාල තුනී බිත්ති සහිත වාත්තු සෑදීම සඳහා සුදුසු වේ.
වාත්තු කිරීම සඳහා අවශ්‍ය යාන්ත්‍රික ගුණාංග අනුව, වාත්තු ද්‍රව්‍යය A356 වන අතර, එය T6 ප්‍රතිකාරයෙන් පසු පාරිභෝගිකයින්ගේ අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය, නමුත් මෙම ද්‍රව්‍යයේ වත් කිරීමේ ද්‍රවශීලතාවය සාමාන්‍යයෙන් විශාල හා තුනී වාත්තු නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා අච්චු උෂ්ණත්වය සාධාරණ ලෙස පාලනය කිරීම අවශ්‍ය වේ.
1.3 වත් කිරීමේ පද්ධතිය
විශාල හා තුනී වාත්තු කිරීමේ ලක්ෂණ සැලකිල්ලට ගනිමින්, බහු ගේට්ටු නිර්මාණය කිරීම අවශ්‍ය වේ. ඒ සමඟම, ද්‍රව ඇලුමිනියම් සුමටව පිරවීම සහතික කිරීම සඳහා, කවුළුවේදී පිරවුම් නාලිකා එකතු කරනු ලබන අතර, ඒවා පසු සැකසුම් මගින් ඉවත් කළ යුතුය. වත් කිරීමේ පද්ධතියේ ක්‍රියාවලි යෝජනා ක්‍රම දෙකක් මුල් අවධියේදී නිර්මාණය කරන ලද අතර, එක් එක් යෝජනා ක්‍රමය සංසන්දනය කරන ලදී. රූප සටහන 3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, යෝජනා ක්‍රමය 1 ගේට්ටු 9 ක් සකස් කර කවුළුවේදී පෝෂණ නාලිකා එකතු කරයි; යෝජනා ක්‍රමය 2 විසින් වාත්තු කිරීම සඳහා සාදනු ලබන පැත්තෙන් වත් කරන ගේට්ටු 6 ක් සකස් කරයි. CAE සමාකරණ විශ්ලේෂණය රූප සටහන 4 සහ රූප සටහන 5 හි දක්වා ඇත. අච්චු ව්‍යුහය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා සමාකරණ ප්‍රතිඵල භාවිතා කරන්න, වාත්තු කිරීමේ ගුණාත්මකභාවය කෙරෙහි අච්චු නිර්මාණයේ අහිතකර බලපෑම වළක්වා ගැනීමට උත්සාහ කරන්න, වාත්තු දෝෂ ඇතිවීමේ සම්භාවිතාව අඩු කරන්න සහ වාත්තු කිරීමේ සංවර්ධන චක්‍රය කෙටි කරන්න.

රූපය 3 (අඩු පීඩනය සඳහා ක්‍රියාවලි යෝජනා ක්‍රම දෙකක් සංසන්දනය කිරීම

රූපය 4 (පිරවීමේදී උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්‍ර සංසන්දනය)

රූපය 5 (ඝන වීමෙන් පසු හැකිලීමේ සිදුරු දෝෂ සංසන්දනය කිරීම)
ඉහත යෝජනා ක්‍රම දෙකෙහි සමාකරණ ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ කුහරයේ ඇති ද්‍රව ඇලුමිනියම් ආසන්න වශයෙන් සමාන්තරව ඉහළට ගමන් කරන බවත්, එය සමස්තයක් ලෙස ද්‍රව ඇලුමිනියම් සමාන්තරව පිරවීමේ න්‍යායට අනුකූල වන බවත්, වාත්තු කිරීමේ අනුකරණය කරන ලද හැකිලීමේ සිදුරු කොටස් සිසිලනය සහ අනෙකුත් ක්‍රම ශක්තිමත් කිරීම මගින් විසඳන බවත්ය.
යෝජනා ක්‍රම දෙකෙහි වාසි: සමාකරණ පිරවුම අතරතුර ද්‍රව ඇලුමිනියම් උෂ්ණත්වය අනුව විනිශ්චය කිරීම, යෝජනා ක්‍රමය 1 මගින් සාදන ලද වාත්තු කිරීමේ දුරස්ථ කෙළවරේ උෂ්ණත්වය යෝජනා ක්‍රමය 2 ට වඩා ඉහළ ඒකාකාරිත්වයක් ඇති අතර එය කුහරය පිරවීමට හිතකර වේ. යෝජනා ක්‍රමය 2 මගින් සාදන ලද වාත්තු කිරීමේ ක්‍රමය 1 වැනි ගේට්ටු අපද්‍රව්‍ය නොමැත. හැකිලීමේ සිදුරු යෝජනා ක්‍රමය 1 ට වඩා හොඳය.
යෝජනා ක්‍රම දෙකෙහි අවාසි: යෝජනා ක්‍රමය 1 හි සෑදීමට නියමිත වාත්තු කිරීම මත ගේට්ටුව සකස් කර ඇති නිසා, වාත්තු කිරීම මත ගේට්ටු අවශේෂයක් ඇති අතර, එය මුල් වාත්තු කිරීම හා සසඳන විට 0.7ka පමණ වැඩි වනු ඇත. යෝජනා ක්‍රමය 2 අනුකරණය කරන ලද පිරවුමේ ද්‍රව ඇලුමිනියම් උෂ්ණත්වයේ සිට, දුරස්ථ කෙළවරේ ද්‍රව ඇලුමිනියම් උෂ්ණත්වය දැනටමත් අඩු වන අතර, අනුකරණය අච්චු උෂ්ණත්වයේ පරමාදර්ශී තත්ත්වය යටතේ පවතී, එබැවින් ද්‍රව ඇලුමිනියම් ප්‍රවාහ ධාරිතාව සත්‍ය තත්වයේ ප්‍රමාණවත් නොවිය හැකි අතර, වාත්තු අච්චු කිරීමේ දුෂ්කරතා පිළිබඳ ගැටළුවක් ඇති වේ.
විවිධ සාධක විශ්ලේෂණය සමඟ ඒකාබද්ධව, යෝජනා ක්‍රමය 2 වත් කිරීමේ පද්ධතිය ලෙස තෝරා ගන්නා ලදී. යෝජනා ක්‍රමය 2 හි අඩුපාඩු සැලකිල්ලට ගනිමින්, අච්චු සැලසුම තුළ වත් කිරීමේ පද්ධතිය සහ තාපන පද්ධතිය ප්‍රශස්ත කර ඇත. රූපය 6 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, පිටාර ගැලීමේ රයිසර් එකතු කරනු ලැබේ, එය ද්‍රව ඇලුමිනියම් පිරවීමට ප්‍රයෝජනවත් වන අතර අච්චු කරන ලද වාත්තු වල දෝෂ ඇතිවීම අඩු කරයි හෝ වළක්වයි.

රූපය 6 (ප්‍රශස්ත වත් කිරීමේ පද්ධතිය)
1.4 සිසිලන පද්ධතිය
හැකිලීමේ සිදුරු හෝ තාප ඉරිතැලීම් වළක්වා ගැනීම සඳහා වාත්තු කිරීමේ ආතතිය දරා සිටින කොටස් සහ ඉහළ යාන්ත්‍රික කාර්ය සාධන අවශ්‍යතා ඇති ප්‍රදේශ නිසි ලෙස සිසිල් කිරීම හෝ පෝෂණය කිරීම අවශ්‍ය වේ. වාත්තු කිරීමේ මූලික බිත්ති ඝණකම 4mm වන අතර, අච්චුවේම තාපය විසුරුවා හැරීම මගින් ඝණීකරණයට බලපානු ඇත. එහි වැදගත් කොටස් සඳහා, රූපය 7 හි පෙන්වා ඇති පරිදි සිසිලන පද්ධතියක් සකසා ඇත. පිරවීම අවසන් වූ පසු, සිසිල් කිරීමට ජලය යවන්න, සහ ඝනීකරණ අනුපිළිවෙල ගේට්ටුවේ කෙළවරේ සිට ගේට්ටුවේ කෙළවර දක්වා සෑදී ඇති බව සහතික කිරීම සඳහා වත් කරන ස්ථානයේ නිශ්චිත සිසිලන කාලය සකස් කළ යුතු අතර, පෝෂක ආචරණය ලබා ගැනීම සඳහා ගේට්ටුව සහ රයිසර් අවසානයේ ඝණී වේ. ඝන බිත්ති ඝණකම සහිත කොටස ඇතුළු කිරීමට ජල සිසිලනය එකතු කිරීමේ ක්‍රමය අනුගමනය කරයි. මෙම ක්‍රමය සැබෑ වාත්තු කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී වඩා හොඳ බලපෑමක් ඇති කරන අතර හැකිලීමේ සිදුරු වළක්වා ගත හැකිය.

රූපය 7 (සිසිලන පද්ධතිය)
1.5 පිටාර පද්ධතිය
අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු ලෝහයේ කුහරය වසා ඇති බැවින්, එයට වැලි අච්චු මෙන් හොඳ වායු පාරගම්යතාවයක් නොමැති අතර, සාමාන්‍ය ගුරුත්වාකර්ෂණ වාත්තු කිරීමේදී රයිසර් හරහා පිටාර ගැලීමක් සිදු නොවන බැවින්, අඩු පීඩන වාත්තු කුහරයේ පිටාර ගැලීම ද්‍රව ඇලුමිනියම් පිරවීමේ ක්‍රියාවලියට සහ වාත්තු වල ගුණාත්මක භාවයට බලපානු ඇත. අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු අච්චුව වෙන්වීමේ මතුපිට, තල්ලු දණ්ඩ ආදියෙහි හිඩැස්, පිටාර කට්ට සහ පිටාර ප්ලග් හරහා අවසන් කළ හැකිය.
පිටාර පද්ධතියේ පිටාර ප්‍රමාණයේ සැලසුම පිටාර ගැලීමකින් තොරව පිටාර ගැලීමට හිතකර විය යුතුය, සාධාරණ පිටාර පද්ධතියකට ප්‍රමාණවත් පිරවීමක්, ලිහිල් මතුපිටක් සහ අඩු ශක්තියක් වැනි දෝෂ වලින් වාත්තු කිරීම වළක්වා ගත හැකිය. වත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී ද්‍රව ඇලුමිනියම්වල අවසාන පිරවුම් ප්‍රදේශය, එනම් පැති විවේකය සහ ඉහළ අච්චුවේ නැගීම, පිටාර වායුවෙන් සමන්විත විය යුතුය. අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු කිරීමේ සත්‍ය ක්‍රියාවලියේදී ද්‍රව ඇලුමිනියම් පහසුවෙන් පිටාර ප්ලග් එකේ පරතරයට ගලා යන බව සැලකිල්ලට ගනිමින්, අච්චුව විවෘත කළ විට වායු ප්ලග් එක පිටතට ඇද දමන තත්වයට මඟ පාදයි, උත්සාහයන් කිහිපයක් සහ වැඩිදියුණු කිරීම් වලින් පසුව ක්‍රම තුනක් අනුගමනය කරනු ලැබේ: ක්‍රමය 1 කුඩු ලෝහ විද්‍යාව සින්ටර් කරන ලද වායු ප්ලග් භාවිතා කරයි, රූපය 8(a) හි පෙන්වා ඇති පරිදි, අවාසිය නම් නිෂ්පාදන පිරිවැය ඉහළ වීමයි; ක්‍රමය 2 රූපය 8(b) හි පෙන්වා ඇති පරිදි 0.1 mm පරතරයක් සහිත මැහුම් ආකාරයේ පිටාර ප්ලග් එකක් භාවිතා කරයි, අවාසිය නම් තීන්ත ඉසීමෙන් පසු පිටාර මැහුම් පහසුවෙන් අවහිර වීමයි; 3 වන ක්‍රමයේදී වයර්-කැපූ පිටාර ප්ලග් එකක් භාවිතා කරයි, පරතරය 0.15~0.2 මි.මී., රූපය 8(c) හි පෙන්වා ඇති පරිදි. අවාසි වන්නේ අඩු සැකසුම් කාර්යක්ෂමතාව සහ ඉහළ නිෂ්පාදන පිරිවැයයි. වාත්තු කිරීමේ සැබෑ ප්‍රදේශය අනුව විවිධ පිටාර ප්ලග් තෝරා ගත යුතුය. සාමාන්‍යයෙන්, වාත්තු කිරීමේ කුහරය සඳහා සින්ටර් කරන ලද සහ වයර්-කැපූ වාතාශ්‍රය ප්ලග් භාවිතා කරන අතර, වැලි හර හිස සඳහා මැහුම් වර්ගය භාවිතා වේ.

රූපය 8 (අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු කිරීම සඳහා සුදුසු පිටාර ප්ලග් වර්ග 3)
1.6 තාපන පද්ධතිය
වාත්තු කිරීම ප්‍රමාණයෙන් විශාල වන අතර බිත්ති ඝණකම තුනී වේ. අච්චු ප්‍රවාහ විශ්ලේෂණයේ දී, පිරවුමේ අවසානයේ ඇති ද්‍රව ඇලුමිනියම් ප්‍රවාහ අනුපාතය ප්‍රමාණවත් නොවේ. හේතුව, ද්‍රව ඇලුමිනියම් ගලා යාමට ඉතා දිගු වීම, උෂ්ණත්වය පහත වැටීම සහ ද්‍රව ඇලුමිනියම් කල්තියා ඝන වී එහි ප්‍රවාහ හැකියාව නැති වීම, සීතල වසා දැමීම හෝ ප්‍රමාණවත් නොවන වත් කිරීම සිදු වේ, ඉහළ ඩයි එකේ නැගීම පෝෂණය කිරීමේ බලපෑම ලබා ගැනීමට නොහැකි වනු ඇත. මෙම ගැටළු මත පදනම්ව, වාත්තු කිරීමේ බිත්ති ඝණකම සහ හැඩය වෙනස් නොකර, ද්‍රව ඇලුමිනියම් සහ අච්චු උෂ්ණත්වයේ උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීම, ද්‍රව ඇලුමිනියම්වල ද්‍රවශීලතාවය වැඩි දියුණු කිරීම සහ සීතල වසා දැමීම හෝ ප්‍රමාණවත් නොවන වත් කිරීමේ ගැටළුව විසඳන්න. කෙසේ වෙතත්, අධික ද්‍රව ඇලුමිනියම් උෂ්ණත්වය සහ අච්චු උෂ්ණත්වය නව තාප සන්ධි හෝ හැකිලීමේ සිදුරු නිපදවන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වාත්තු සැකසීමෙන් පසු අධික තල සිදුරු ඇති වේ. එබැවින්, සුදුසු ද්‍රව ඇලුමිනියම් උෂ්ණත්වයක් සහ සුදුසු අච්චු උෂ්ණත්වයක් තෝරා ගැනීම අවශ්‍ය වේ. අත්දැකීමට අනුව, ද්‍රව ඇලුමිනියම් උෂ්ණත්වය 720℃ පමණ වන විට පාලනය වන අතර අච්චු උෂ්ණත්වය 320~350℃ දී පාලනය වේ.
විශාල පරිමාව, තුනී බිත්ති ඝණකම සහ වාත්තු කිරීමේ අඩු උස සැලකිල්ලට ගනිමින්, අච්චුවේ ඉහළ කොටසේ තාපන පද්ධතියක් ස්ථාපනය කර ඇත. රූපය 9 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, දැල්ලෙහි දිශාව අච්චුවේ පහළ සහ පැත්තට මුහුණලා ඇති අතර එමඟින් වාත්තු කිරීමේ පහළ තලය සහ පැත්ත රත් වේ. ස්ථානීය වත් කිරීමේ තත්වයට අනුව, තාපන කාලය සහ දැල්ල සකස් කරන්න, ඉහළ අච්චු කොටසෙහි උෂ්ණත්වය 320~350 ℃ හි පාලනය කරන්න, ද්‍රව ඇලුමිනියම්වල ද්‍රවශීලතාවය සාධාරණ පරාසයක් තුළ සහතික කරන්න, සහ ද්‍රව ඇලුමිනියම් කුහරය සහ නැගීම පුරවන්න. සැබෑ භාවිතයේදී, තාපන පද්ධතියට ද්‍රව ඇලුමිනියම්වල ද්‍රවශීලතාවය ඵලදායී ලෙස සහතික කළ හැකිය.

රූපය 9 (තාපන පද්ධතිය)
2. අච්චු ව්‍යුහය සහ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය
අඩු පීඩන ඩයි වාත්තු කිරීමේ ක්‍රියාවලියට අනුව, වාත්තු කිරීමේ ලක්ෂණ සහ උපකරණවල ව්‍යුහය සමඟ ඒකාබද්ධව, සාදන ලද වාත්තු කිරීම ඉහළ අච්චුවේ පවතින බව සහතික කිරීම සඳහා, ඉදිරිපස, පසුපස, වම් සහ දකුණු හර-ඇදීමේ ව්‍යුහයන් ඉහළ අච්චුව මත නිර්මාණය කර ඇත. වාත්තු කිරීම සෑදී ඝන වූ පසු, ඉහළ සහ පහළ අච්චු පළමුව විවෘත කර, පසුව හරය දිශාවන් 4 කින් ඇද ගන්නා අතර, අවසානයේ ඉහළ අච්චුවේ ඉහළ තහඩුව සෑදූ වාත්තු කිරීම පිටතට තල්ලු කරයි. අච්චු ව්‍යුහය රූපය 10 හි දක්වා ඇත.

රූපය 10 (අච්චු ව්‍යුහය)
MAT ඇලුමිනියම් වෙතින් මැයි ජියැං විසින් සංස්කරණය කරන ලදී