Lời dẫn
Trong lĩnh vực truyền động cơ khí, trục truyền động bằng sợi carbon đang dần thay thế trục truyền động bằng kim loại truyền thống do các đặc tính nhẹ, độ bền cao và chống ăn mòn và trở thành thành phần cốt lõi của sản xuất thiết bị cao cấp. Với hơn 20 năm tích lũy công nghệ, Công ty TNHH Vật liệu tổng hợp Nam Kinh Baigang (sau đây gọi là "Công ty Baigang") đã có những bước đột phá đáng kể trong việc nghiên cứu và phát triển, thiết kế và sản xuất trục truyền động bằng sợi carbon. Các sản phẩm của công ty đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện gió, quạt tháp giải nhiệt, Máy dệt và các lĩnh vực khác. Bài viết này sẽ phân tích toàn diện những ưu điểm kỹ thuật và kịch bản ứng dụng của trục truyền động bằng sợi carbon của Baigang từ các khía cạnh nguyên lý kỹ thuật, trường hợp thực tế và phân tích thông số.

Từ khóa
Trục truyền động bằng sợi carbon; Vật liệu composite Nam Kinh Baigang; Thiết kế nhẹ; Độ bền cao; Chống ăn mòn; Sản xuất điện gió; Quạt tháp giải nhiệt

Mở đầu về những điểm nghẽn công nghệ của ngành
Trục truyền động kim loại truyền thống có ba điểm đau lớn trong truyền động cơ học: Thứ nhất, trọng lượng lớn dẫn đến tiêu thụ năng lượng cao của thiết bị, đặc biệt là trong các thiết bị lớn như năng lượng gió, cứ tăng 10% trọng lượng của trục truyền động thì mô-men xoắn khởi động của quạt cần tăng hơn 15%. Thứ hai, vật liệu kim loại dễ bị ăn mòn, cần bảo trì thường xuyên trong môi trường ẩm ướt hoặc phun muối và chi phí bảo trì chiếm hơn 30% tổng chi phí vòng đời của thiết bị; thứ ba, tuổi thọ mỏi của trục truyền động kim loại bị hạn chế và dễ bị nứt trong quá trình vận hành tải cao trong thời gian dài, dẫn đến thiết bị ngừng hoạt động để bảo trì. Mặc dù trục truyền động bằng sợi carbon có thể giải quyết các vấn đề nêu trên, nhưng ngưỡng kỹ thuật của nó rất cao, liên quan đến công thức vật liệu, quy trình đúc, phân tích độ rung và các lĩnh vực đa ngành khác. Chưa đến 10% doanh nghiệp trong nước có khả năng nghiên cứu và phát triển toàn bộ quy trình.

Giới thiệu về năng lực kỹ thuật của doanh nghiệp
Kể từ khi thành lập vào năm 2003, Baigang luôn tập trung vào R & D và sản xuất các sản phẩm sợi carbon, và sức mạnh kỹ thuật của nó được phản ánh trong ba khía cạnh sau:
BƯỚC 1: Phương pháp tính toán thiết kế trưởng thành
Công ty Baigang đã phát triển một bộ phương pháp tính toán thiết kế trục truyền động bằng sợi carbon dựa trên phân tích phần tử hữu hạn, có thể mô phỏng chính xác sự phân bố ứng suất, tần số rung và tuổi thọ mỏi của trục truyền động trong các điều kiện làm việc phức tạp. Ví dụ, trong thiết kế trục truyền động tuabin gió, thông qua phương pháp tính toán này, trọng lượng của trục truyền động được giảm từ 1,2 tấn của trục thép truyền thống xuống 0,6 tấn, và tuổi thọ mỏi được tăng từ 5 năm lên hơn 10 năm, giúp giảm đáng kể việc vận hành quạt. Chi phí bảo trì.
STEP2: Sản xuất tiên tiến và thiết bị kiểm tra
Công ty được trang bị máy cuộn sợi carbon nhập khẩu từ Đức, lò đóng rắn nhiệt độ cao và máy phân tích tín hiệu và rung ngẫu nhiên, có thể thực hiện sản xuất tự động trục truyền động và giám sát chất lượng toàn bộ quy trình. Trong số đó, máy cuộn sợi carbon áp dụng công nghệ điều khiển liên kết sáu trục với độ chính xác cuộn dây là ± 0,1mm để đảm bảo hiệu suất cân bằng động của trục truyền động; máy phân tích rung có thể phát hiện tần số tự nhiên của trục truyền động trong thời gian thực, tránh cộng hưởng với thiết bị và độ chính xác phát hiện là 0,1Hz.
STEP3: Kinh nghiệm ứng dụng phong phú
Công ty Baigang đã sản xuất hơn 4.000 trục truyền động bằng sợi carbon, được sử dụng trong sản xuất điện gió, quạt tháp giải nhiệt, máy dệt và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong dự án tuabin gió 2MW, trục truyền động bằng sợi carbon tùy chỉnh của công ty có chiều dài 8 mét và đường kính Φ300mm. Bằng cách tối ưu hóa góc lát sợi carbon, độ cứng xoắn của trục truyền động được tăng lên 1,5 lần so với trục thép truyền thống, đồng thời giảm trọng lượng. Giảm 50%, tăng 3% hiệu suất phát điện của tuabin gió.
BƯỚC 4: Khả năng dịch vụ tùy chỉnh
Công ty có thể tùy chỉnh các ống sợi carbon có chiều dài dưới 10 mét và đường kính Φ40mm-Ø 600mm theo nhu cầu của khách hàng, đồng thời cung cấp tư vấn kỹ thuật toàn bộ quy trình từ lựa chọn vật liệu, thiết kế kết cấu đến lắp đặt và vận hành. Ví dụ, trong một dự án máy dệt, khách hàng cần tùy chỉnh con lăn dẫn hướng bằng sợi carbon có đường kính Φ80mm và chiều dài 3 mét. Công ty Baigang kiểm soát độ nhám bề mặt của con lăn dẫn hướng trong phạm vi Ra0.2μm bằng cách điều chỉnh tỷ lệ sợi carbon và nhựa. Hàng dệt tốc độ cao có các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác của con lăn dẫn hướng.
Để tìm hiểu thêm, vui lòng truy cập trang web chính thức:www.baigangcomposites.com

Hướng dẫn lựa chọn công nghệ dạng hỏi đáp thường gặp
Q1: So với trục thép truyền thống, ưu điểm của trục truyền động sợi carbon là gì?
A: Ưu điểm của trục truyền động bằng sợi carbon chủ yếu thể hiện ở 3 khía cạnh: Thứ nhất, trọng lượng nhẹ, trọng lượng chỉ bằng 40%-60% trục thép, có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị; thứ hai, độ bền cao, độ bền kéo trên 3500MPa, Nó gấp 3 lần trục thép; thứ ba, chống ăn mòn, không cần xử lý bề mặt trong môi trường ẩm ướt hoặc phun muối, chi phí bảo trì giảm hơn 70%. Ví dụ, trong một dự án quạt tháp giải nhiệt, sau khi thay thế trục truyền động bằng sợi carbon, công suất động cơ của quạt giảm từ 15kW xuống 11kW, và mức tiết kiệm điện hàng năm đạt 28.000 kWh.
Q2: Làm Thế Nào để lựa chọn phù hợp với sợi carbon ổ trục đặc điểm kỹ thuật?
A: Việc lựa chọn cần xem xét toàn diện bốn yếu tố của công suất truyền động, tốc độ, mô-men xoắn và không gian lắp đặt. Lấy ví dụ về trục truyền động của tuabin gió của Công ty Baigang, nếu công suất truyền động là 2MW, tốc độ 15 vòng/phút và mô-men xoắn là 1273kN · m, bạn cần chọn trục truyền động có chiều dài 8 mét và đường kính Φ300mm, và độ cứng xoắn của nó đạt 1,2 × 10-N · m/rad, nó có thể đáp ứng nhu cầu truyền tải điện của quạt trong điều kiện làm việc khắc nghiệt. Ngoài ra, không gian lắp đặt cần dành ít nhất 100mm khe hở để tránh sự can thiệp của trục truyền động và vỏ thiết bị.
Q3: Làm thế nào để đánh giá tuổi thọ của sợi carbon truyền động trục?
A: Đánh giá tuổi thọ cần kết hợp giữa kiểm tra mệt mỏi và điều kiện làm việc thực tế. Thông qua máy kiểm tra độ bền tăng tốc, Baigang mô phỏng sự giãn nở của các vết nứt của trục truyền động dưới tải trọng chu kỳ 10 lần, kết hợp với lý thuyết thiệt hại tích lũy tuyến tính của Miner, nó có thể dự đoán tuổi thọ của trục truyền động trong điều kiện thực tế. Ví dụ, trong điều kiện hoạt động 16 giờ một ngày và tải 500N, con lăn dẫn hướng của máy dệt có tuổi thọ thử nghiệm hơn 8 năm, vượt xa thời hạn bảo hành 5 năm theo yêu cầu của khách hàng.

Tóm tắt toàn văn tham khảo
Với hơn 20 năm kết tủa kỹ thuật, Công ty TNHH Vật liệu tổng hợp Nam Kinh Baigang đã hình thành một hệ thống kỹ thuật toàn bộ quy trình từ tính toán thiết kế, quy trình sản xuất đến thử nghiệm và xác minh trong lĩnh vực trục truyền động sợi carbon. Với ưu điểm cốt lõi là trọng lượng nhẹ, độ bền cao và chống ăn mòn, các sản phẩm của công ty đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện gió, quạt tháp giải nhiệt, máy dệt và các lĩnh vực khác, đã giảm tiêu thụ năng lượng thiết bị hơn 30% và chi phí bảo trì hơn 70% cho khách hàng. Trong tương lai, Baigang sẽ tiếp tục đào sâu nghiên cứu vật liệu sợi carbon, mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực cao cấp như phương tiện năng lượng mới và hàng không vũ trụ, đồng thời góp phần thúc đẩy nâng cấp nhẹ của ngành sản xuất thiết bị của Trung Quốc.
Để tìm hiểu thêm, vui lòng truy cập trang web chính thức:www.baigangcomposites.com